3.4 Технические характеристики контроллеров
Контроллеры Modicon TSX Quantum позволяют создавать:
- относительно простые системы с одним контроллером и локальным вводом-выводом, в которых устройства ввода-вывода сигналов технологических параметров размещаются в одном конструктиве с процессором;
- системы с одним контроллером и с устройствами ввода-вывода, удаленные от процессора на расстояние до 5 километров;
- системы с несколькими контроллерами, объединенные различными сетями передачи данных, такими как Ethernet TCP/IP, ModbusPlus, Modbus, Profibus и другими.
Разработка программ для контроллеров (программирование контроллеров) осуществляется с помощью пакета CONCEPT.
Пакет CONCEPT содержит следующие пять языков программирования, соответствующих международному стандарту IEC 1131:
- графические языки:
а) FBD - язык функциональных блоковых диаграмм;
б) LD - язык лестничных диаграмм;
в) SFC - язык последовательных функциональных схем;
- текстовые языки:
а) IL - список инструкции (язык типа "ассемблер");
б) ST - структурированный текст, язык, близкий к Pascal.
Кроме того, CONCEPT содержит один не стандартный язык LL986 типа LD.
Контроллер Modicon TSX Quantum (контроллер) является проектно-компонуемым изделием и комплектуется из следующих компонентов (рисунок 3.10):
- шасси (рисунок 3.11);
- модулей электропитания (PS);
- модулей центрального процессорного устройства (CPU или ЦПУ);
- модулей ввода/вывода дискретных и аналоговых сигналов от датчиков параметров технологического процесса;
- модулей связи;
- специальных модулей.
Шасси предназначены для установки модулей и соединения их с шиной процессора. Шасси содержит внешнюю шину процессора и места, называемые «слотами» для установки модулей.
Модули питания выполняют две функции: служат источником питания шасси системы и защищают ее от помех и скачков напряжения. Блоки питания имеют защиту от перегрузки по току и напряжению.
Блоки питания преобразуют поступающее напряжение в стабилизированное постоянное напряжение +5 В для работы ЦПУ, локальных модулей ввода-вывода и других модулей, устанавливаемых на шасси. Эти блоки не обеспечивают запитку полевых датчиков и приводов от точек ввода-вывода.
Рисунок 3.10 – Типовая структура ПЛК ЦПУ
Quantum являются однослотовым программируемыми устройствами со встроенной системной памятью, памятью прикладных программ и портами связи.В ЦПУ используется технология флеш-памяти для системной памяти ЦПУ и хранения набора команд.ЦПУ обеспечивает хранение прикладных программ в ОЗУ с резервным батарейным питанием.
Рисунок 3.11 - Вид шасси
Все ЦПУ поддерживают сетевые протоколы Modbus и ModbasPlus. В некоторых моделях ЦПУ используется математический сопроцессор.
Контроллеры поддерживают широкий спектр модулей дискретного ввода-вывода, обеспечивающих взаимодействие с разнообразными полевыми устройствами. Все модули соответствуют международным электротехническим стандартам IEC, гарантирующим надежность в жестких условиях эксплуатации. Все модули ввода-вывода полностью конфигурируются при помощи программного обеспечения Concept и Modsoft.
Quantum позволяет определить заранее состояние, в которое устанавливаются дискретные выходы, если по каким-то причинам прекращается обслуживание модулей:
- отключение;
- переход в заранее заданное безопасное состояние;
- фиксация последнего значения.
Краткие технические характеристики модулей приведены в таблицах 3.7 и 3.8.
Таблица 3.7 - Модули дискретного ввода
|
Обозначение |
Входное Напряжение |
Наименование |
Логика |
|
140 DAI 340 00 |
24 В перем. Тока |
16 изолированных входов |
- |
|
140 DAI353 00 |
24 В перем. Тока |
4 группы по 8 входов |
- |
|
140 DAI440 00 |
48 В перем. Тока |
16 изолированных входов |
- |
|
140 DAI453 00 |
48 В перем. Тока |
4 группы по 8 входов |
- |
|
140 DAI 540 00 |
120 В перем. Тока |
16 изолированных входов |
- |
|
140 DAI 543 00 |
120 В перем. Тока |
2 группы по 8 входов |
- |
|
140 DAI 553 00 |
120 В перем. Тока |
4 группы по 8 входов |
- |
|
140 DAI 740 00 |
230 В перем. Тока |
16 изолированных входов |
- |
|
140 DAI 753 00 |
230 В перем. Тока |
4 группы по 8 входов |
- |
|
140 DDI 153 10 |
5 В пост. Тока |
4 группы по 8 входов |
Источник |
|
140 DDI 353 00 |
24 В пост. Тока |
4 группы по 8 входов |
Приемник |
|
140 DDI 353 10 |
24 В пост. Тока |
4 группы по 8 входов |
Источник |
|
140 DDI 364 00 |
24 В пост. Тока |
6 групп по 18 входов |
Приемник |
|
140 DDI 673 00 |
125 В пост. Тока |
3 группы по 8 входов |
Приемник |
|
140 DDI 841 00 |
10...60 В пост. тока |
8 групп по 2 входа |
Приемник |
|
140 DDI 853 00 |
10...60 В пост. тока |
4 группы по 8 входов |
Приемник |
Таблица 3.8 - Модули дискретного вывода
|
Обозначение |
Выход |
Наименование |
Логика |
|
140 DAO840 00 |
24...230 В перем. тока |
16 изолированных выходов |
- |
|
140 DAO840 10 |
24...115 В перем. тока |
16 изолированных выходов |
- |
|
140 DАО 842 10 |
100...230 В перем. тока |
4 группы по 4 выхода |
- |
|
140 DAO 842 20 |
24...48 В перем. тока |
4 группы по 4 выхода |
- |
|
140 DAO 853 20 |
24...230 В перем. тока |
4 группы по 4 выхода |
- |
|
140 DDO153 10 |
5 В пост. Тока |
4 группы по 4 выхода |
Приемник |
|
140 DDO 353 00 |
24 В пост. Тока |
4 группы по 4 выхода |
Источник |
|
140DDO 353 10 |
24 В пост. Тока |
4 группы по 4 выхода |
Приемник |
|
140 DD0 364 00 |
19...30 В пост. тока |
6 групп по 16 выходов |
Источник |
|
140 DDO 885 00 |
24..125 В пост. тока |
2 группы по 6 выходов |
Источник |
|
140 DDO 843 00 |
10...60 В пост. тока |
1 группа из 16 выходов |
Источник |
|
140 DRAS40 00 |
150 В пост. Тока |
16 релейных выходов |
НЗ |
|
140 DRC 830 00 |
250 В пост. Тока |
16 релейных выходов |
НЗ/HP |
|
140 DVO 853 00 |
10...30 В пост. тока |
4 группы по 8 выходов |
Источник |
Опция горячего резерва обеспечивает высокую надежность ЦПУ Quantum, которая требуется для особо ответственных систем. Центральной позицией в системе является резервный контроллер - вторая система Quantum, имеющая конфигурацию, идентичную основной системе управления, а также специальные модули горячего резерва, установленные на шасси обеих систем. В резервном контроллере используется высокоскоростная волоконно-оптическая линия связи для постоянного контроля текущего состояния системы основного контроллера. В случае непредвиденного отказа основного контроллера система управления автоматически переключается на резервный. Выполнение критических процессов в сети удаленного ввода-вывода не прерывается из-за неисправности аппаратной части контроллера. В результате обеспечивается более высокая производительность и сокращение простоев.
В начале каждого сканирования основного контроллера текущий регистр и таблица состояния ввода-вывода передаются на резервный контроллер по надежной и высокоскоростной волоконно-оптической линии связи. При переключении на резерв резервный контроллер принимает правление системой с обновленным состоянием входов-выводов и регистров, при этом выполняется плавный контролируемый переход с минимальным влиянием на технологический процесс, после переключения резервный контроллер становится основным, а при возврате отключенного контроллера в исправное состояние он возвращается в режим резерва.
4. ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ РЕЗЕРВУАРНОГО ПАРКА ЛПДС «ЧЕРКАССЫ»
4.1 Постановка задачи
Объектом исследования является резервуарный парк, предназначенный для приема, хранения и перекачки светлых нефтепродуктов.
В целях обеспечения максимального уровня безопасности емкости для нефтепродуктов оснащены системой защиты от переполнения. Такая система включает в себя датчики контроля уровня, а также сигнализаторами уровня, срабатывающими в момент наполнения емкости резервуара на 90%. Эти системы просты и удобны в эксплуатации, и позволяют минимизировать уровень пожарной опасности. Следовательно такие системы должны обеспечивать высокий уровень надёжности.
Высокий уровень надёжности системы позволит избегать аварийных ситуаций и повысит экономическую эффективность объёкта.
В рассматриваемом резервуарном парке стоит уровнемер поплавковый РУПТ-А. Для увеличения надёжности предлагаю заменить этот датчик на более современный радарный уровнемер RTG 3940 REX.
Сравним датчики и системы защиты от переполнения по показателям надёжности.