Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Программируемые логические контроллеры. Учебное пособие
.pdf
описание технических средств комплекса.
В качестве станции обработки данных верхнего уровня
используется модуль PC-совместимого одноплатного компьютера
РС4 со встроенным контроллером CANbus (Intel 82527) и
необходимыми каналами для стандартных периферийных устройств;
микропроцессор - 80486 DX2/66 или 80486 DX4/100; память DRAM
от 1 до 32 Мбит (SIMM-72). Elprom. Flash ROM; BIOS фирмы Award.
Конфигурация модуля свободно выбирается разработчиком системы
управления в зависимости от конкретных требований.
Как безынтеллектуальные контроллеры нижнего уровня
применяются модули CAN-D (устройство ввода-вывода дискретных
сигналов) и CAN-A (устройство ввода-вывода аналоговых сигналов).
Модули имеют два варианта исполнения: общепромышленное и
расширенное промышленное. Они выполнены в алюминиевых
корпусах, которые легко монтируются на 35-мм шине. Число
модулей ввода-вывода, подключаемых к сети CANbus. 63 (64 управляющий модуль РС4).
Модуль CAN-D обеспечивает ввод-вывод 24 дискретных
сигналов, разделенных на три независимые группы. Возможны два
варианта исполнения: с гальванической развязкой и без нес.
Предусмотрена светодиодная индикация состояния сигналов,
питания и интерфейса CANbus. Благодаря тому что CANbus является
Multi-Master-сетью, модули CAN-D могут использоваться как
устройства ввод;! инициативных сигналов: передачу начинает CAND. выставляя в поле данных только изменившиеся биты.
Модуль CAN-A осуществляет ввод 8/16 и вывод 2/8 аналоговых
сигналов (± 10 В, ±5 или 0...20 мА). Он выпускается в двух
вариантах: с гальванической развязкой и без нес. Имеется
светодиодная индикация состояния сигналов, питания н интерфейса
CANbus. Аналого-цифровой преобразователь 12-разрядный (10 мкс).
Возможности комплекса по вводу-выводу сигналов могут быть
существенно расширены путем применения дополнительных
модулей с коммутаторами (например. ТМХ32, USF8. TS16).
Наработка на отказ (отдельною модуля в ест и CANbus)
составляет 100 000 ч. Помехоустойчивость комплекса достигается
-71-
путем использования в качестве среды передачи данных двух витых
пар проводников с подпиткой (модернизированный интерфейс RS-
485). Скорость обмена данными между модулями составляет 1
Мбит/с при длине магистрали 40 м, 50К бит/с при длине 1.3 км.
Предусмотрено применение повторителей магистрали, если
необходимы большие скорости обмена данными при длине
магистрали в несколько километров. Приоритетный доступ к
магистрали со стороны модулей позволяет иметь гарантированное
время передачи для приоритетных пакетов данных. Использование
идентификаторов сообщений при обмене данными дает возможность
легко переконфигурировать сеть (не надо содержать карту сети) [9].
11. МНОГОЦЕЛЕВОЙ КОНТРОЛЛЕР КР-300 СЕРИИ
КОНТРАСТ
Контроллер КР-ЗОО сер. КОНТРАСТ (КОНТроллеры для
РАСпределенных систем автоматизации Технологических
процессов) разработан и производится чебоксарским ЗАО "ЗЭиМИнжнннринг" как основной элемент поставляемых программнотехнических комплексов для АСУТП различных отраслей
промышленности. Разработка выполнена на основании опыта
производства и эксплуатации контроллеров Ремиконт Р-110,
Ломиконт Л-110, Ремиконт Р-130, РК-131/300 с применением
современных электронных компонентов ведущих зарубежных
производителей. Последнее обстоятельство позволило обеспечить
высокие (на уровне современных зарубежных аналогов) технические
характеристики контроллера, в том числе повышенную надежность
и помехоустойчивость, а конструктивная унификация с
отечественными приборами Р-130, РК-131 — сравнительно низкую
стоимость KP-300. Важной особенностью является поставка
фирменного программного обеспечения, реализующего
функционирование, программирование и обслуживание
контроллера, а также решающего задачи технолога-оператора на
верхнем уровне.
Состав контроллера
-72-
Контроллер проектно-компонуемое изделие и включает в себя
следующие основные части:
- блок контроллера (БК), содержащий модуль процессора,
пульт контроллера и до трех модулей устройств связи с объектом
(УСО);
- до четырех блоков расширения БУСО (до четырех модулей
УСО в каждом);
- блоки питания БП-Ш (шлюзовой), БП-1/220;
- усилители входных сигналов термопар и терморезисторов;
- усилители выходных дискретных сигналов;
- клеммно-блочные и межблочные соединители.
Техническая характеристика контроллера
Входы-выходы:
входные аналоговые унифицированные сигналы постоянного
тока и напряжения, сигналы термопар и терморезисторов
входные дискретные сигналы постоянного напряжения, В:
низкого уровня ...........…………………………………...... 0...7
высокого уровня .........…………………………………..... 24 ± 6
выходные аналоговые унифицированные сигналы постоянного
тока
выходные дискретные сигналы ......……………..
Коммутируемое напряжение до 40 В (0,3 А), с усилителем (220 В, 2
А)
гальваническая развязка всех входных и выходных цепей
Максимальное число аналоговых/дискретных входов-выходов:
БК...…………………………….……………....................... 30/48
БУСО. ................…………......……………………………. 40/64
контроллера и целом ...........……………………………... 190/304
Напряжение питания, В .……….......……………….... 220 (50 Гц)
Потребляемая мощность на блок. В * А. . . ……………. . ≤15
Габаритные размеры БК, БУСО, мм. ..…………... 80 х 160 х 365
Процессор ПРЦ-300
Число разрядов. .................…………………………….... 8; 16; 32
-73-
Состав:
Микропроцессор…………………………………….…80С386EX
флэш-ПЗУ
(время электрической записи/стирания 1…2 с)
для хранения резидентного программного
обеспечения, технологических программ,
настроек, байт. …………………………………………...... 512К
ОЗУ для хранения текущих данных, байт………………... 256К
твердотельный флэш-диск для архивации данных, Мбайт .…. 1
В процессор входят также сторожевой таймер,
энергонезависимый таймер-календарь
(год, месяц, число, день недели, часы, минуты, секунды),
два внешних асинхронных порта с интерфейсами RS-485
(сеть) и -232/ИРПС/RS-485 (шлюз)
Время цикла контроллера, с. ………………………........ 0,02...0,4
Пульт контроллера — двухрегистровая клавиатура
(12 клавиш), два цифровых шестиразрядных
индикатора, три светодиодных восьмиразрядных
индикатора, шкальный индикатор, звуковой динамик,
четыре режима оперативного управления (контроль и
управление контурами регулирования, логическими шаговыми
программами, групповой контроль и управление,
программируемый режим), два инженерных режима
(подготовки и настройки параметров).
Локальная контроллерная сеть:
топология .....………………………………………………........
Общая шина, асинхронный канал с интерфейсом RS-485
число устройств в сети..………………………………………... 31
скорость передачи данных, Кбод. ……………….......... 19.2...500
длина линии связи, км…….... До 1,2 (в зависимости от
скорости)
тип линии связи……………………………........ Одна витая пара
Связь с верхним уровнем:
канал связи ……………………............ Асинхронный шлюзовой
порт процессора с интерфейсом
RS-232C/ИРПС/RS-485 (по заказу)
скорость передачи данных, Кбод. .......……………………………
-74-
1,2... 115,2/1,2.. .19,2/1,2...115,2
длина линии связи, км. .…..………….... 0,02/0,5...2/до 1,2
тип линии связи..…..………. Одна (RS-485) или две витые пары
Рис.12. Техническая структура АСУТП на базе контроллера КР-300
Функциональные возможности
Контроллер предназначен для решения следующих задач:
- всережимного регулирования с безударной ручной или
автоматической реконфигурацией контуров (до 32 контуров);
- логического шагового управления (до 32 программ) с
анализом условий осуществления каждого шага и контрольного
времени его выполнения; реализации произвольных логических
процедур (операции пусков, остановов, блокировок, аварийных
защит);
- группового контроля и ручного управления аналоговыми и
дискретными сигналами, в том числе через сеть (до 224 сигналов);
- решения различных вычислительных задач, включая задачи
учета, с высокой точностью представления чисел;
-75-
- регистрации предыстории технологического процесса с
заданными периодом и глубиной в оперативной памяти (по кольцу) с
последующей передачей данных в компьютер (до 4 000/64 000
аналоговых/дискретных значений сигналов);
- архивации параметров технологического процесса с
заданными периодом и глубиной на твердотельном флэш-диске с
последующей передачей данных в компьютер (до 525 000/8 384 000
аналоговых/дискретных значений сигналов);
- выполнения функций как в приборном, так и в календарном
времени, как в приборных, так и в физических размерностях
технологических параметров;
- интерфейса с технологом-оператором через встроенный пульт
контроллера, алфавитно-цифровой видеотерминал, ПЭВМ верхнего
уровня с графическими SCADA-системами;
- интерфейса с инженером КИП и А через встроенный пульт
контроллера, ПЭВМ с программным пакетом "Интегрированная
среда технического обслуживания контроллеров" (ИСТОК);
- непрерывного контроля и диагностики неисправностей;
- построения локальной контроллерной сети реального времени
Магистр-А, связи с верхним уровнем по шлюзовому порту;
- программирования всех перечисленных функций на
технологических языках, не требующих привлечения
профессиональных программистов.
Программирование контроллера
Оно выполняется на технологических языках двух классов,
позволяющих обходиться без профессиональных программистов:
языке Функциональных Алгоритмических блоков — ФАБЛ
(библиотека — до 256 алгоритмов, программа — до 999 алгоблоков)
и процедурном языке высокого уровня ПРОцедурный ТЕКСТ
(ПРОТЕКСТ). Процесс программирования на языке ФАБЛ сводится
к объединению в систему заданной конфигурации нужных
алгоритмов, на языке ПРОТЕКСТ — к записи условий, содержащих
алгебраические или логические выражения. Все алгоритмы библиотек ФАБЛ могут использоваться в качестве встроенных функций
языка ПРОТЕКСТ.
Язык ФАБЛ удобен при разработке программ регулирования,
-76-
язык ПРОТЕКСТ — при создании программ логического
управления, зашит и блокировок, решении вычислительных задач,
ввода-вывода текстовых сообщений и т.п. Разработка и отладка
технологических программ осуществляются на персональном
компьютере с помощью пакета ИСТОК, содержащего табличные
графические и текстовые редакторы подготовки программ,
трансляторы, эмуляторы, загрузчики и другие инструментальные
средства для подготовки и отладки технологических программ.
ФАБЛ- или ПРОТЕКСТ-программа (или их комбинация)
записывается в энергонезависимую флэш-память контроллера.
Характеристики систем управления
Максимальное число
аналоговых/дискретных входов-выходов системы до 5890/9424
То же, значений сигналов,
передаваемых контроллером.……….......………....... до 240/3840
То же, в одном сеансе связи………………………….......... 60/960
Минимальная длительность цикла сети, в течение которого все
контроллеры проводят один сеанс связи, с... 0,15 для 30 контроллеров
Максимальная реальная скорость передачи данных (с учетом
программных задержек) по сети между контроллерами, аналоговых/
дискретных значений в секунду …...……………….. до 12 000/192
000
Максимальное число значений аналоговых/дискретных
сигналов сети, передаваемых одним контроллером на верхний
уровень по шлюзовому каналу……………………….……………...до
2 000/32 000
Максимальная скорость передачи данных по шлюзовому
каналу, аналоговых/дискретных значений в секунду. ..…. До 4 000/64
000 [11].
12. НОВЫЕ ПРОГРАММИРУЕМЫЕ КОНТРОЛЛЕРЫ
УНИКОНТ
Программно-технические комплексы (ПТК) УНИКОНТ
изготовляются на базе микропроцессоров Intel 80С186, 80386, 80486,
-77-
Pentium и позволяют компоновать комплексы требуемых
конфигураций, в том числе территориально - рассредоточенные.
Устройства связи с объектом обеспечивают ввод/вывод любых
сигналов ГСП. Предусмотрена метрологическая аттестация измерительных каналов. Преобразователи сигналов термопар и
термосопротивлений имеют исполнение "Искробезопасная
электрическая цепь".
Конструктивно комплексы и контроллеры компонуются в
напольных и навесных шкафах. Последние служат защитой от пыли
и брызг (степень защиты IP20, IP54, 1Р65). Рабочий диапазон
температур — -30...+50 °С.
Все аппаратные средства имеют программную поддержку в
виде SCADA-систем, работающих на уровне комплексов и
контроллеров в среде операционных систем MS-DOS и QNX, а на
уровне рабочих станций — в среде Windows'95, Windows NT и QNX.
Основные области применения ПТК УНИКОНТ:
- Управление машинами, оборудованием, механизмами,
тренажерами; испытания двигателей, локомотивов;
- Создание систем промышленной автоматизации, АСУТП и
электронных щитов КИП и А, систем учета энергоресурсов для
газовой и нефтяной промышленности, энергетики, металлургии,
химии, машиностроения, индустрии стройматериалов, пищевой промышленности и других отраслей, а также управления ими.
Сейчас НПО "Квантор" широко внедряет новые программируемые контроллеры УНИКОНТ типа УК743. Эти
контроллеры выполняют следующие функции:
• сбор, обработку и хранение информации, полученной от
объекта;
• контроль технологического процесса, реализацию законов
регулирования (П, ПИ, ПИД и т. д.);
• формирование сигналов и выдачу управляющих воздействий
на различные исполнительные механизмы и устройства;
• подготовку данных и автоматический обмен информацией с
верхними и смежными системами управления.
-78-
В контроллерах используется одноплатный процессорный блок
на базе микропроцессора Intel 80C186EC, который определяет его
систему команд, разрядность, форматы данных и команд, режим
работы.
Основные технические характеристики нового
процессорного блока
Тип микропроцессора. ..............…………….….... Intel 80C186EC
Тактовая частота, МГц ...............……………......…………. 16; 24
Емкость, Кбайт:
энергонезависимого статического ОЗУ. ......... …………...До 256
ПЗУ (Flash-память) ....................…………….……………...До 512
Внешние интерфейсы. ......…..... .RS-232, -485, ИРПС, сетьFNET
Дополнительную Flash-память для электронного диска
емкостью до 8 Мбайт можно получить с помощью, специального
блока.
Процессорный блок контроллера, размещенный на одной плате
с ОЗУ, ПЗУ и контроллером системной связи, обладает следующими
преимуществами:
• ПЗУ типа Flash (28Г400ВХ-Т) имеет блочную организацию с
аппаратной защитой ВООТ-блока;
• предусмотрена возможность удаленной (по локальной сети)
перезаписи содержимого ПЗУ (пользовательских программ,
параметров);
• обеспечивается питание всех узлов процессорного блока,
включая интерфейсы, от источника питания одного номинала (+5 В);
• допускается использование для связи по телефонным линиям
современных модемов, что достигается благодаря применению в
качестве коммуникационных каналов RS-232 микросхемы 16С550 с
FIFO, а также встраиваемых телефонных модемов с помощью
специальных согласователей;
- имеется встроенная система самодиагностики с
отображением результата тестирования процессорного блока.
Контроллер УК743 обеспечивает ввод:
-79-
- стандартных аналоговых сигналов тока и напряжения
среднего уровня (в том числе с подавлением помех нормального и
общего вида, с гальванической развязкой);
- аналоговых сигналов низкого уровня и сигналов от
термоэлектрических преобразователей (термопар и термометров
сопротивления), в частности с применением выносных
преобразователей сигналов от термопар и термосопротивлений,
обеспечивается искробезопасное исполнение;
- аналоговых сигналов напряжения с накоплением результатов
преобразования (для регистрации быстропротекающих процессов);
- аналоговых сигналов от вращающихся и дифференциальных
трансформаторов;
- дискретных сигналов постоянного напряжения и тока: 6, 12,
24, 48 В; 5 и 20 мА (включая инициативный ввод) и от датчиков
напряжения переменного тока 24, 110 и 220 В;
- дискретных сигналов от датчиков типа "сухой контакт", в том
числе с контролем линии связи на обрыв;
- частотных, числоимпульсных, времяимпульсных и
импульсных сигналов.
Контроллер УК743 формирует:
- импульсные сигналы, в частности с заданными периодом
следования и длительностью;
- дискретных сигналов с гальванической развязкой выходных
каналов, в том числе через контакты реле, также с защитой от
коротких замыкании:
- дискретных сигналов с применением выносных формирователей для управления исполнительными механизмами
постоянного и переменного тока путем коммутации исполнительных
цепей с токами до 10 А при напряжении до 220 В.
Для управления трехфазными асинхронными электродвигателями предназначены бесконтактные пускатели
(номинальное значение коммутируемого напряжения 127 или 220 В,
коммутируемый ток по каждой из фаз до 25 А), которые
обеспечивают реверс, динамическое торможение, защиту от
перегрузок и т. п.
-80-
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]