Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Программируемые логические контроллеры. Учебное пособие
.pdf
широкого спектра модулей разной производительности: от Pentium
133 до Pentium 300 (с динамическим ОЗУ емкостью 32...256 Мбайт).
Многие процессорные модули содержат наплатный Ethernet (10; 100
Мбит). Коммуникационные платы в стандарте CompactPCI
поддерживают промышленные сети CAN, LON, Profibus, Interbus.
Большое число разнообразных коммуникационных контроллеров
реализовано на РМС-мезонинах: контроллеры промышленных сетей
в различных конфигурациях, многоканальные последовательные
интерфейсы RS-232 со встроенной реализацией протоколов,
контроллеры MIL 1553 и др.
Аппаратура в стандарте CompactPCI используется для
построения серверов всех трех типов и дополнительно может
включать в себя функции отображения и архивирования данных.
Мезонины
Мезонины в стандартах IP и РМС (PCI mezzanine card)
значительно расширяют спектр вычислительных возможностей и
возможностей ввода/вывода "Интегратора". Установив в крейт VME
или Compact PCI плату-носитель для мезонинов, можно
использовать сотни дополнительных модулей, среди которых очень
велик выбор коммуникационных модулей, контроллеров промышленных сетей и модулей ввода/вывода.
Базовые программные средства
Программная поддержка "Интегратора" базируется на
операционных системах реального времени (OCPB). Хотя в
принципе возможно применение различных операционных систем в зависимости от выбранной аппаратной платформы и от
конфигурации "Интегратора", понятно, что обеспечить надежную и
предсказуемую работу "Интегратора" способны только OCPB.
Какие OCPB могут использоваться в качестве базовой
операционной системы "Интегратора"? Авторы выбрали наиболее
распространенные и популярные ОСРВ по той простой причине, что
они оснащены хорошим, инструментарием, включающим в себя
продвинутые, системы разработки, различные CASE-средства,
-61-
коммуникационные пакеты. Еще одна важная причина - практически
все разработчики модулей ввода/вывода (VME, СРСI, мезонины)
снабжают свои изделия драйверами именно для этих операционных
систем.
Так, при построении "Интеграторов" на базе аппаратных
средств VME, СХС использованы OCPB типов OS9 и VxWorks, а в
случае применения аппаратуры CompactPCI - операционные
системы VxWorks, QNX, OS9 и расширение реального времени для
Windows NT. В качестве инструментов для программирования
контроллеров служат программные пакеты, удовлетворяющие
стандарту IЕС 1131, например пакет ISAGRAF. Для организации
коммуникации используются пакеты SPF, SoftStax, библиотеки
функций, реализующие спецификации Profibus, Modbus и др., а
также специализированные пакеты для создания шлюзов.
разработанные специально для ПТК "Интегратор".
Типы "Интеграторов"
Принципы построения ПТК "Интегратор" и применяемые для
его построения компоненты позволяют создать "Интегратор",
функции которого оптимально отвечают требуемым. В соответствии
с наиболее часто встречающимися конфигурациями можно выделить
три основных типа "Интегратора". Рассмотрим их.
Коммуникационный сервер (сервер-шлюз).
Основные функции серверов этого типа - поддержка различ-
ных промышленных и локальных сетей и обеспечение транспорта
данных из одной сети в другую (рис.8). Как правило, "Интегратор"
этого типа используется в конфигурациях АСУТП, где
функционируют подсистемы с различными промышленными сетями
и не нужна дополнительная обработка данных, а достаточно организовать взаимодействие подсистем с помощью прозрачной передачи
данных из одной подсистемы в другую.
Концентратор (сервер данных) включает в себя функции
коммуникационного сервера, выполняя при этом дополнительно
сбор и первичную обработку данных от группы контроллеров
нижнего уровня, а также обеспечивают информационный канал к
-62-
системам верхнего уровня (архивирование и визуализацию данных)
(рис.9).
SCADA/MM1
Ethernet
Modbus
Коммуникационный
сервер
Модем
Profibus 1
CAN
LON
Profibus N
PLC 1 PLC N PLC 1 PLC N
Рис. 9. Концентратор
Интеграционный сервер объединяет различные подсистемы в
единую АСУТП. Это полнофункциональные серверы, наиболее
мощные среди всех типов серверов по аппаратному и программному
оснащению. «Интеграторы» этого типа осуществляют функции коммуникационного сервера и концентратора, а также широкий набор
специальных функций и функций по обработке данных, реализуют
комплексные алгоритмы управления, обеспечивают синхронизацию
работы подсистем, поддержку единого времени в системе (рис.10).
-63-
Ethernet
SCADA/MM1
Подсистема 1
PLC 1
PLC 2 PLC N
Коммуникационный
сервер
Profibus 1
CAN
LON
Profibus N
Подсистема 2
Подсистема
Рис. 10. Интеграционный сервер
Modbus
Модем
N
Преимущества построения АСУТП с помощью
«Интегратора»
Во-первых, о чем уже говорилось, - это красивая и естественная
топология систем, позволяющая интегрировать, подсистемы от
разных производителей в единую систему.
Во-вторых, это легко наращиваемая система как по функциям,
так и по оборудованию. Не будет больших проблем в том, чтобы
добавить в действующую систему новые алгоритмы обработки
данных или новые подсистемы, такие как автоматизированная
система коммерческого учета электроэнергии, например. Это
свойство позволяет проводить поэтапную модернизацию произ-
-64-
водства и постепенную замену старых подсистем или даже
отдельных интерфейсов и контроллеров новыми, понемногу
повышая тем самым эксплуатационные качества системы.
Идеология "Интегратора" позволяет (с небольшими затратами)
встраивать в единую систему нестандартные контроллеры или
подсистемы. Для этого достаточно добавить к "Интегратору"
соответствующий интерфейс (может быть, с устройством
сопряжения) и разработать Программный модуль поддержки
соответствующего коммуникационного протокола. Этого будет
достаточно, чтобы данные от нестандартной подсистемы были
включены в общий трафик (вместе с алгоритмами обработки и
доставки на уровень визуализации).
И, наконец, с помощью "Интегратора" удобно решать
проблемы резервирования и надежности, вынося на его уровень
функции арбитра для основных и резервных каналов. При этом друг
друга могут резервировать совершенно разные коммуникационные
каналы, например Profibus и Ethernet.
Можно, конечно, возразить, что в системе при использовании
концепции "Интегратора" появляется дополнительный элемент н,
следовательно, увеличивается стоимость аппаратуры н
программного обеспечения. задействованных в системе.
Однако авторы утверждают, что при построении скольконибудь сложной автоматизированной системы, стоимость ее
создания и особенно последующего обслуживания будет заведомо
ниже при выделенного интегрирующего узла, построенного по
рекомендуемой здесь технологии. Кроме тoгo, стоимость
программно-аппаратных средств автоматизации составляет
небольшой процент oт стоимости оборудования объекта в целом,
монтажа и пусконаладочных работ.
Опыт проектирования и создания автоматизированных систем
свидетельствует, что концепция "Интегратора" позволяет строить
АСУТП наиболее экономичным и оптимальным образом, включая
все стадии работ - от проектирования системы до ее эксплуатации и
обслуживания.
-65-
9. ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ
МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС «ТЕХНОКОНТ»
МФК «Техноконт» комплектуется двумя основными типами
контроллеров: MFC.K и ТСМ51.
Основные технические характеристики МФК “ Техноконт”:
Число:
- переменных, используемых
в системе управления (общее) ………………………...… ≤ 50000
- подключаемых рабочих станций
операторов-технологов ………………………………….…….. ≤ 8
- локальных сетей Bitbus
………………………………….…. ≤ 5
Время, с:
- обновления данных в кадре АРМ
…………………………. ≤ 2
- доставки сообщения от АРМ к контроллеру
……………... ≤ 1
- доставки сообщения от контроллера к АРМ
………….. ….≤ 2
Другие технические характеристики этих контроллеров
приведены в таблице 5 [13].
-66-
микро
TCX
MFC.M
ПЭВМ
Bitbus
микро
TCX
RS 485
TCM 11 TCM 11 TCM 11
Рис.11. Техническая структура МФК «Техноконт»
TCR 485
Bitbus
TCM 51
TCA 116
TCM 51
TCC 485
RS 485
TCM 11 TCM 11 TCM 11
-67-
Число
Мо-
дуль
01 16 8
P40
40
48
А01 2 0…5, 0…20мА, 0…10В
А02
А03
А04 - 8
А16
01
02
Тип
сигнала
Дискрет-
ный
Аналого-
вый
Частотно-
временной
Частотно
(число)
импульс-
ный
вхо
дов
Вы
хо
дов
логическая «1» 2,4…60В; потребляемый
ток 10мА. Выходы: общий коллектор
(ОК); эмиттерный повторитель (ЭП);
коммутируемое напряжение 5…60В;
ОК, ЭП, коммутируемое напряжение
Релейный НР «сухой контакт»; 10 млн.
- 40
напряжение до 100В, коммутируемый
ток до 1А, мощность коммутируемого
48 - По заказу 5; 12; 24; 48, 200 В
Термометры сопротивления 50М, 100М,
8
16 2
8 Частота до 200 кГц, время до 65,536 с
16
-
-
Частота до 500 кГц, с числом импульсов
Характеристика сигналов
Входы: логический «0» 0…1,5В;
ток нагрузки 300мА
5…80; ток нагрузки до 300 мА
коммутаций; коммутируемое
сигнала до 10 ВА
50П, 100П трехпроводные
Термопары ХК, ХА, ПР, ПП, ВР
двухпроводные
0…5, 0…20мА; 0…10В
до 65,536
Таблица 5
Гальва-
ническая
развязка
Групп-
овая по 8
Индиви-
дуаль-
ный
Групповая по 8
Индиви-
дуальная
Групповая по 8
Индиви-
дуальная
Модернизация
1. Все модули связи с объектом дополнены встроенным
процессором ввода-вывода.
2. Контроллеры ТСМ51 оснащены новыми
процессорным модулем и блоком питания, отвечающим
современным требованиям.
-68-
3. В блоке клавиатуры и индикации V03 установлен
жидкокристаллический однострочный дисплей, блок дополнен
интерфейсом RS-232, улучшенная тактильность пленочной
клавиатуры.
4. Во всех компонентах комплекса проведена коррекция
схемотехники и программного обеспечения по результатам
промышленной эксплуатации.
Новое в номенклатуре
1. Разработаны и серийно выпускаются новые модули
связи с объектом:
• D16 – прием 16 сигналов от термопар и
термометров сопротивлений (любые градуировки и
диапазоны, встроенная линеаризация и компенсация);
• Р40 – 40 дискретных выходов с защитой от
перегрузок по току и напряжению;
• D32 – 16 дискретных входов на сигналы
постоянного напряжения и 16 дискретных выходов с
защитой от перегрузок по току и напряжению;
• А08 – восемь аналоговых гальванически
изолированных аналоговых выходных сигналов
постоянного тока 0…20, 4…20 мА;
• Т12 – модуль ввода сигналов с тензодатчиков
(три группы по четыре сигнала).
2. Новые модификации контроллера ТСМ51:
• ТСМ51.4 – четыре модуля связи с объектом из
номенклатуры комплекса;
• ТСМ51.1 – один модуль связи с объектом +
встроенный аналоговый 16-канальный мультиплексор
ТСА116 (по необходимости) [14].
-69-
10. ПРОГРАММНО-ТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС «ЛУЧ-С»
В настоящее время имеется полный спектр адаптеров,
контроллеров и других устройств, основанных на CAN. Многие
крупнейшие производители микросхем освоили выпуск этой
продукции, например:
- Intel (ФТ82527 – полный CAN-контроллер,
80196CA – микроконтроллер со встроенным
контроллером 82527);
- Motorola (68HC05X4 и 68HC05X16 –
микроконтроллеры со встроенными CANконтроллерами);
- National Semiconductor (COP684BC -
микроконтроллеры со встроенными CANконтроллерами);
- Philips (PCA82C200 и PCA82C250 –
контроллеры на один и два канала);
- Siemens (SAE81C90 и SAE81C91 – CAN-
контроллеры, 80С167CR - микроконтроллеры со
встроенными CAN-контроллерами);
Производители же средств автоматизации уже предлагают
модули для распространенных внутрикрейтных шин, например:
- Octagon Systems (CANbus-Card 5580 на ISAbus);
- Lews Datentechnik (CANbus-Controller TIP810 на
UMEbus).
Программно-технический комплекс «Луч С» разрабатывался
как специализированный комплекс средств автоматизации для
создания систем управления в различных промышленных отраслях и
представляет собой совокупность взаимосогласованных компонент
программного, технического и информационного обеспечения. Его
базовая часть выполнена на технических средствах фирмы OR
Industrial Computers под управлением операционной системы QNX
фирмы QNX Software Systems. Далее приводится лишь краткое
-70-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]