Контроллеры Freelance 2000
фирмы Bailey Hartmann&Braun
1. Краткая информация о фирмах, производящих контроллеры и распространяющих их в СНГ
Разработчиком и производителем контроллеров Freelance 2000 является немецкая фирма Hartmann&Braun, которая уже более 100 лет работает в области измерения и автоматизации. Недавно она вошла в крупнейшую итальянскую компанию Bailey Controls, выпускающую средства автоматизации и являющуюся частью концерна Elsag Bailey.
В СНГ фирма Bailey Controls имеет свое отделение "Бейли Автоматизация" (Москва, тел 095-334-8850, факс 095-334-9210), которое занимается распространением и обслуживанием контроллеров в СНГ.
Контроллеры Freelance 2000 начали выпускаться с 1993 г.. За это время внедрено около 250 систем, базирующихся на этих контроллерах в разных отраслях промышленности.
2. Общие сведения
Контроллеры внедряются в разных отраслях: энергетика, строительные материалы, пищевая промышленность и т. д.. Их назначение: управление малыми и средними технологическими агрегатами (до 4 160 дискретных сигналов или 2 080 аналоговых сигналов на сетевой комплекс контроллеров), включая цепи блокировки, противоаварийной защиты, регулирования.
Фирма имеет сертификат качества ISO 9001 на производство контроллеров, а-также сертификат Госстандарта России на контроллер, как на средство измерения,
Открытость сетевого комплекса контроллеров определяется применением типовой сети Ethernet и работой пультов операторов под типовой операционной системой Windows NT, что позволяет вести обмен данными с любыми Windows-приложениями. Сами контроллеры имеют выход на сеть Modbus.
Примеры применения контроллеров в СНГ: цементный завод в г. Сухой Лог, Ярославский завод детского питания, завод железобетонных изделий в г. .Москва.
3. Сетевая структура
Промышленная шина под названием DigiNet, соединяющая контроллеры и пульты операторов, является обычной сетью Ethernet с протоколом TCP/IP, имеющей скорость передачи информации до 10 Мбод, максимальную длину до 20 км, случайный метод доступа. Рекомендуемое число узлов на сети: до пяти контроллеров и до 10 пультов операторов.
Каждый контроллер может помодульно занимать три корзины: в первой корзине располагаются основные модули контроллера и часть блоков ввода/вывода, а в остальных - оставшиеся блоки ввода/вывода. Последние корзины могут играть роль выносных блоков ввода/вывода, поскольку они соединяются с первой корзиной через модуль связи DLM и могут быть отнесены от контроллера на расстояния до 80 м при скорости передачи данных 500 Кбод, или до 400м при скорости - 100 Кбод.
На рисунке дана примерная структура сетевого комплекса.
пульт
пульт
пульт
Ethernet
контроллер
контроллер
контроллер
контроллер
послед. связь
через модуль
связи DLM
блок в/в
блок в/в
блок в/в
4. Контроллеры
Контроллеры Freelance 2000 имеют две модификации, различающиеся только возможностями резервирования: одна модификация не резервируется, другая - работает с резервируемыми центральным процессором, системной шиной, блоком питания. Центральный процессор контроллера - 32 битный 80960СА Super-Scalar RISC процессор. Основные характеристики контроллера:
-ОЗУ 8 Мбайт с литиевой батарейкой для защиты от потери данных;
-два вида постоянной памяти для хранения программ: EEPROM (электрическое стирание) и Flash EPROM (программное стирание);
-сетевые интерфейсы: Ethernet - адаптер, RS485 для связи по протоколу Modbus с контроллерами других фирм, RS232C для непосредственного подключения компьютера к контроллеру с целью его программирования и/или диагностики;
-максимальное число каналов ввода/вывода, подключаемых к контроллеру, определяется числом мест в трех корзинах контроллера для блоков ввода/вывода (8 мест в первой корзине и по 9 мест в остальных корзинах): 832 дискретных каналов, или 416 аналоговых каналов, или 208 температурных каналов, или их соответствующие комбинации, а также сигналы от контроллеров других фирм, подключенных по протоколу Modbus к данному контроллеру.
5. Блоки ввода/вывода
Набор блоков ввода/вывода состоит из следующих типов:
-блоки аналоговых входов на 16 каналов. Модификации блоков по видам сигналов: 0-20 или 4-20 ма; 0-10 в; 0-20, 4020 ма, протокол HART. Групповая гальваническая развязка по 8 каналов;
-блок ввода от термопар и термометров сопротивления на 8 каналов. Индивидуальная гальваническая развязка;
-блок аналогового выхода на 16 каналов с сигналами 0-20 или 4-20 ма. Групповая гальваническая развязка по 8 каналов;
-блоки дискретных входов на 12, 28,32 каналов с сигналами до 24 в. Групповая гальваническая развязка соответственно по 6, 8, 14 каналов;
-блоки дискретных входов на 16 каналов с сигналами до 230 в. Индивидуальная гальваническая развязка;
-блок дискретного выхода на 32 канала с сигналами 24 в, 0.5 а. Групповая гальваническая развязка по 8 каналов;
-блоки дискретного выхода на 16 каналов с сигналами постоянного и переменного тока до 230 в, 5 а (реле). Индивидуальная гальваническая развязка;
-блок частотно-дискретных сигналов на 2 частотных входа (до 50 кгц) и 2 дискретных выхода (24 в, 0.5 а). Групповая гальваническая развязка.
Все аналоговые блоки (включая термосигналы) имеют разрешение 12 бит и погрешность 0.1%.
6. Пульты оператора
В качестве пультов оператора и инженерной станции (последняя может и не выделяться как отдельный компьютер) используются различные персональные компьютеры, соответствующие требованиям системы, работающие под операционной системой Windouws NT. Обычный состав пульта оператора:
-не защищенное от внешних воздействий исполнение - PC DPC02 фирмы DELL, процессор Пентиум, ОЗУ 32 Мбайт, диск от 1 Гбайта;
-промышленное исполнение - PC DPC01 фирмы Kontron, процессор Пентиум, ОЗУ 32 Мбайта, диск от 1 Гбайта.
Каждый PC имеет плату Ethernet, монитор на 17" или 21", стандартную клавиатуру.
В комплект может входить обзорный экран большого размера.
7. Динамика работы контроллеров
Минимальный цикл опроса для дискретных сигналов - 2 мсек, для аналоговых сигналов - 10 мсек, для аналоговых сигналов от термодатчиков - 500 мсек. Цикл обновления данных на дисплее оператора и смены кадров не более 2 сек.
Минимальный цикл выполнения задачи управления в контроллере - 5 мсек. Время реакции на команду оператора не более 1 сек.
Время перезапуска контроллеров после перерыва питания 5 сек, время перезапуска пульта оператора порядка 2-х мин.
8. Надежность работы контроллера
Проводится полная самодиагностика с детализацией до отдельной платы и выдача диагностических сообщений о неисправностях оператору.
Как выше указано, существует модификация контроллера, в котором резервируется (горячий резерв) центральный процессор, системная шина, блок питания. Естественно, через сеть могут быть зарезервированы пульты оператора.
В модулях памяти контроллера применены защитные батарейки.
9. Условия окружающей среды
Контроллеры имеют диапазон рабочих температур 0-50 *С (при превышении верхнего температурного предела выдается сообщение оператору, работают при относительной влажности не более 75% (не более 95% до 30 дней в году). Конструктивно они выполняются без шкафов для настенного монтажа (IP 20), но по заказу могут помещаться в шкафы с разной степенью защиты (до IP 65). Допустимая вибрация контроллеров 1 g, 0.075 мм, 5-150 гц.
Пульты операторов в промышленном исполнении имеют защиту IP 54, а их клавиатура защиту IP 65.
10. Программное обеспечение контроллеров
Программирование контроллеров производится из инжиниринговой станции или с пульта оператора с помощью одного из двух технологических языков, разработанных в соответствии со стандартом IEC 1131.3:
-язык функциональных блоковых диаграмм (конфигуратор) с обширной библиотекой типовых программных модулей: математика, логика, контроль, регулирование и т. п.;
-язык инструкций (создание процедур).
Программирование пультов операторов производится с помощью собственной SCADA-программы, имеющей следующие основные черты:
-программное обеспечение пульта носит локальный, а не сетевой характер;
-мощный графический редактор с обширной библиотекой графических примитивов (объектов);
-возможность анимации графических объектов;
-экспорт графических объектов из Autocada;
-текущие и исторические тренды с 6-тью кривыми на одном графике;
-дополнительная программа DigiLock, служащая для разграничения прав доступа в систему и защиты системы от несанкционированного доступа с помощью паролей (16 уровней доступа и 1000 возможных паролей).
Существует программа автоматической документации сконфигурированной системы (ее структуры, базы данных, кадров пульта, программ и т. п.).
Учитывая большой опыт работы фирмы в разных отраслях промышленности, дополнительно могут быть предложены специальные пакеты программ для управления типовыми технологическими процессами.
11. Экономические показатели контроллеров
Примерные цены одного канала контроллера:
-аналоговый вход - $ 130,
-аналоговый выход - $ 150,
-вход от термодатчиков - $ 210,
-дискретный вход - $ 25,
-дискретный выход -$31.
Форма оплаты гибкая и зависит от конкретных условий контракта. Гарантийный срок эксплуатации 12 месяцев со дня сдачи системы в эксплуатацию.
Обслуживание проводится фирмой Бейли Автоматизация в Москве.