2. Контроллер tkm51.

T KM51 - программируемый технологический контроллер в пылебрызгозащищенном исполнении (IP54) c возможностью резервирования. Предназначен для сбора, обработки информации и формирования управляющих воздействий на объект (программно-логическое управление, регулирование, противоаварийная защита промышленного оборудования) в составе распределенных иерархических или локальных автономных АСУ ТП. Имеет встроенную функциональную клавиатуру (36 клавиш), дисплей (газоразрядный или ЖК), интерфейсы BITBUS, RS-232, RS-485, Centronics, широкую гамму дискретных и аналоговых модулей УСО (количество модулей на контроллер - до 4). Примерное количество входов/выходов - 190. Контроллер может работать как в одиночном, так и в дублированном режиме.

Характеристика процессорного модуля РО3:

• микросхема центрального процессора - i8344;

• объем ПЗУ - 32/128 Кб;

• объем энергонезависимого ОЗУ - 32 Кб;

• объем энергонезависимого ОЗУ/ПЗУ/ЭППЗУ - 32 Кб;

• литиевая батарейка для хранения информации в энергонезависимом ОЗУ (не менее 10 лет);

• гальванически изолированный интерфейс BITBUS;

• последовательные интерфейсы RS-485, RS-232;

• Сentronics - принтерный порт;

• таймер аппаратного сброса - watchdog;

• встроенная индикация состояния.

Контроллер ТКМ51 представляет собой многопроцессорное устройство. Каждый модуль контроллера, включая все модули ввода/вывода и блок клавиатуры-индикации, имеет свой локальный микропроцессор. Все периферийные процессоры работают по жестким программам, записанных в самих модулях и не подлежащих изменению прикладным программистом. Прикладная программа хранится в процессорном модуле РО3.

Системное ПЗУ содержит встроенное системное программное обеспечение контроллера. Системное ПО контроллера включает программы самодиагностики (тесты), многозадачную операционную систему реального времени OS51, программу, поддерживающую работу по протоколу BITBUS, программу - конфигуратор SETUP, программу - монитор DEBUG, систему ввода/вывода, библиотеку функций системы программирования TeconC+.

1Кб энергонезависимого ОЗУ данных с батарейным питанием используется системным ПО, а остальные 31 Кб предназначены для использования прикладной программой под рабочие переменные, архивы.

Энергонезависимое ОЗУ с батарейкой или ППЗУ предназначено для хранения прикладной программы.

Процессорный модуль также содержит астрономический таймер (функционирует независимо от центрального процессора) и сторожевой таймер, сброс которого может быть возложен как на системное ПО, так и на прикладную программу.

Контроллер ТКМ51 является проектно - компонуемым изделием, состав которого определяется при заказе. Контроллер состоит из базовой части, блока клавиатуры-индикации и модулей ввода/вывода (от 1 до 4).

Базовая часть состоит из корпуса, блока питания и процессорного модуля.

Металлический корпус контроллера состоит из 4 или 5 секций (страниц), соединенных между собой специальными винтами. В задней секции размещаются блок питания и процессорный модуль. В остальных секциях размещаются модули ввода/вывода. В передней части всегда монтируется блок клавиатуры и индикации.

В зависимости от количества секций для модулей ввода/вывода различают следующие базовые части контроллера:

• ТКМ51.2 - на 2 модуля ввода/вывода;

• ТКМ51.3 - на 3 модуля ввода/вывода;

• ТКМ51.4 - на 4 модуля ввода/вывода (всего 5 секций с блоком клавиатуры и индикации ТСМ51.V03).

Базовая часть контроллера всегда компонуется блоком питания мощностью 40 Вт, процессорным модулем Р03 и блоком клавиатуры и индикации.

В соответствии с заказом контроллер также компонуется модулями ввода/вывода из номенклатуры модулей для контроллеров МФК и ТКМ51.

Коммуникационные возможнсти.

Связь процессорного модуля с модулями ввода/вывода и блоком клавиатуры и индикации осуществляется с помощью внутреннего параллельного интерфейса. Модули подключаются к разъему с помощью плоского 40-жильного интерфейсного кабеля.

Внешние интерфейсы контроллера поддерживаются его процессорным модулем. Процессорный модуль РО3 имеет четыре внешних интерфейса:

• магистральный последовательный интерфейс BITBUS;

• два радиальных последовательных интерфейса;

• радиальный параллельный интерфейс.

Магистральный последовательный интерфейс BITBUS предназначен для объединения контроллеров ТКМ51 в локальную промышленную сеть. Контроллер ТКМ51 может быть как ведущим узлом (Master), так и ведомым узлом (Slave) сети BITBUS. Более типичным является применение контроллера в качестве ведомого узла, при этом роль мастера сети выполняет адаптер microTCX в составе компьютера или МФК.

Основные характеристики интерфейса BITBUS:

• скорость обмена - 375 Кбит/с или 62,5 Кбит/с;

• расстояние без ретрансляторов - до 300 м или до 1,2 км;

• расстояние с ретрансляторами - до 900 м или до 13,2 км;

• количество контроллеров в сети без ретрансляторов - до 28;

• количество контроллеров в сети c ретрансляторами - до 250;

• длина сообщения - 8 - 20 байт;

• канальный протокол - SDLC;

• электрические характеристики - RS-485;

• линия связи - одна или две экранированные витые пары.

В качестве ретранслятора можно использовать ретрансляторы TCR485 производства АО "ТЕКОН".

Процессорный модуль поддерживает два последовательных интерфейса (порт COM0 и порт COM1) с электрическими характеристиками RS-485 и RS-232. COM0 (RS-485) поддерживает работу со стандартными скоростями обмена в диапазоне 50-115200 бод. Порт работает в дуплексном и полудуплексном режимах. В полудуплексном режиме к контроллеру можно подключить сеть интеллектуальных датчиков, работающих с одной витой парой RS-485.

Порт COM1 (RS-232) поддерживает работу со скоростями обмена в диапазоне 300-9600 бод. Настройка скорости и режима производится с помощью встроенной программы SETUP. К порту COM1 можно подключить одно устройство со стандартным каналом RS-232, например, компьютер или модем.

Радиальный параллельный интерфейс (порт LPT0) предназначен для подключения печатающего устройства с помощью стандартного кабеля.

Резервирование контроллера.

Процессорный модуль позволяет дублировать контроллеры с двумя одинаковыми платами РО3 в одной паре. В этом режиме один из них является "ведущим", с активными выходами, а другой - "ведомым", с пассивными выходами. При отказе "ведущего" управление объектом берет на себя бывший "ведомый". Оба контроллера должны синхронно выполнять одну и ту же программу управления и иметь одинаковую входную информацию, чтобы в случае изменения статуса контроллеров или отказа ведущего переключение выходов происходило безударно.

Для режима резервирования в дублированной паре предусмотрен распределенный между двумя контроллерами триггер. Каждая плата имеет у себя только половину триггера, и при объединении их кабелем резервирования половины триггера объединяются. Тот контроллер, который быстрее установит бит готовности, будет ведущим. Сигнал готовности быть мастером должен устанавливаться после успешного прохождения всех внутренних тестов.

Технологический контроллер ТКМ51 может применяться:

• как автономное устройство управления небольшими объектами;

• как устройство контроля и сбора информации в сети;

• в качестве регулятора и устройства контроля (блокировки) в сети со сложным распределением ресурсов.

Размеры контроллера: (Ш х В х Г) - 220 х 350 х 170 мм.

Условия эксплуатации:

• температура – от 5 до 50⁰С;

• относительная влажность – 80 % ;

• контроллер не требует теплоотвода с помощью принудительной

вентиляции во всем диапазоне рабочих температур;

- контроллер имеет пылебрызгозащищенное исполнение.

3. Контроллер TKM52 - новая разработка компании. ТКМ52 является преемником контроллера ТКМ51. Он имеет такой же конструктив, те же модули ввода/вывода и блок клавиатуры и индикации. Отличие состоит в том, что в ТКМ52 используется РС-совместимый процессорный модуль. Контроллер ТКМ52 предназначен для сбора, обработки информации и формирования управляющих воздействий на объект в составе распределенных иерархических или локальных АСУ ТП на основе сети Ethernet или RS-485 (Modbus).

Контроллер может использоваться:

• к ак автономное устройство управления небольшими объектами;

• как удаленный терминал связи с объектом в составе распределенных систем управления;

• одновременно как локальное устройство управления и как удаленный терминал связи с объектом в составе сложных распределенных систем управления.

В дублированном режиме контроллер рассчитан на применение в высоконадежных системах управления.

Контроллер ТКМ52 является проектно-компонуемым изделием, состав которого определяется при заказе. Контроллер состоит из базовой части, блока клавиатуры-индикации и модулей ввода/вывода (от 1 до 4).

Базовая часть состоит из корпуса, блока питания , процессорного модуля РСМ4823L с модулем TCbus52 и блоком клавиатуры и индикации VO3.

Контроллер ТКМ52 представляет собой многопроцессорное устройство. Каждый модуль контроллера, включая все модули ввода/вывода и блок клавиатуры-индикации, имеет свой локальный микропроцессор, который работает по жесткой программе и выполняет функции управления данным модулем, а также обеспечивает интерфейс с центральным процессором.

Процессорный модуль.

Процессор – AMD DX5-133 (586).

Системное ОЗУ – 8 Мб (расширение до 32 Мб).

Flash-память системных и прикладных программ – 4Мб (до 144Мб).

Последовательные порты: COM1 (RS-232), COM2 (RS-232/RS-485).

Ethernet-интерфейс – контроллер Realtek RTL8019AS.

Таймер – календарь с питанием от встроенной батареи.

Модули ввода/вывода.

Модули ввода/вывода предназначены для ввода, вывода, преобразования и гальванической изоляции сигналов управления объектом. Все модули работают в резервированных режимах.

В зависимости от количества мест для модулей ввода/вывода различают следующие исполнения базовой части:

• ТКМ52.2 – на 2 модуля ввода/вывода (3 секции);

• ТКМ52.2 – на 3 модуля ввода/вывода (4 секции);

• ТКМ52.2 – на 4 модуля ввода/вывода (5 секций).

Контроллер компонуется модулями ввода/вывода из номенклатуры модулей для контроллеров ТКМ51, ТКМ52, МФК. Полное обозначение модуля указывает на конструктивное исполнение модуля, например, ТСМ.Т12 – модуль Т12 в конструктивном исполнении для ТКМ52, а MFC.T12 – такой же модуль для МФК.

Номенклатура модулей ввода/вывода – та же, что и для МФК.

Информационная мощность контроллера: по дискретным входам - 48 х 4 = 192, по дискретным выходам - 40 х 4 = 160, по аналоговым входам - 16 х 4 = 64, по аналоговым выходам - 8 х 4 = 32.

Модули ввода/вывода подключаются к процессорному модулю контроллера ТКМ52 через интерфейсный модуль TCbus52. Связь процессорного модуля с модулями ввода/вывода и блоком клавиатуры и индикации осуществляется с помощью внутреннего параллельного интерфейса. Модули подключаются к разъему с помощью плоского 40-жильного кабеля. Разъем расположен на модуле TCbus52.

Коммуникационные возможности.

Последовательные интерфейсы RS-232/RS-485.

Контроллер ТКМ52 имеет два последовательных порта COM1 и COM2.

Порт COM1 (RS-232) поддерживает работу со стандартными скоростями обмена до 115,2 Кбод. Скорость обмена и режим устанавливаются программно. К порту COM1 можно подключить одно устройство со стандартным каналом RS-232 (например, компьютер или модем).

Порт СОМ2 может работать с интерфейсами RS-232 и RS-485. Асинхронный приемо-передатчик работает со скоростями до 115,2 Кбод. Скорость обмена задается программно. Выбор среды (RS-232/RS-485) и режима передачи (дуплексный или полудуплексный) осуществляется перемычкой J6 процессорного модуля.

При работе по RS-485 можно выбрать дуплексный или полудуплексный режим передачи информации. Оба режима позволяют строить сети с использованием самостоятельно разработанного или любого из стандартных протоколов на основе асинхронных приемо-передатчиков и физической среды RS-485 (одна или две витые пары в экране). Можно использовать протокол Modbus, поддерживаемый СПО ТКМ52.

Сетевой интерфейс Ethernet.

Процессорный модуль ТКМ52 имеет высокоскоростной последовательный интерфейс Ethernet, удовлетворяющий спецификации IEEE 802/3, скорость 10Мбит/с. Встроенный контроллер Ethernet обеспечивает выполнение сетевых алгоритмов, обнаружение коллизий и управление передачей данных.

В качестве основного протокола для Ethernet, поддерживаемого системным программным обеспечением ТКМ52, выбран TCP/IP.

Для промышленного использования Ethernet 10Мбит/с рекомендуется применять проводник с 2 витыми парами с общим экраном. Длина сегмента станция-коммутотор не должна превышать 100м. Интерфейс “витая пара Ethernet” предусматривает соединение только “точка-точка”. Для построения топологии сети типа “звезда” необходим дополнительный коммутатор. В центре звезды находится коммутатор, и каждая рабочая станция (контроллер) или сервер подключаются к коммутатору. Рекомендуется применять активные коммутаторы switch вместо пассивных hub, что позволяет уменьшить количество конфликтов при звездообразной архитектуре, а также использовать мосты Bridge и маршрутизаторы Router для отделения сегментов сети.

Контроллер имеет параллельный порт LPT1. К этому порту можно подключать печатающее устройство или устройство резервного копирования.

В дублированном режиме работы контроллера принтерный порт может использоваться для обмена информацией между ведущим и ведомым контроллерами.

Блок клавиатуры и индикации VO3.

V03 - блок клавиатуры и индикации (16 символов на индикаторе, 36 клавиш) разработан для применения в составе технологических контроллеров TКM51, ТКМ52 и МФК различных модификаций, а также как самостоятельное изделие. Блок предназначен для обеспечения простого интерфейса оператора с данными контроллерами или другими устройствами. Присоединяется к внутреннему интерфейсу TКM51/52 или по последовательному каналу (RS-232/RS-485) к МФК или другим устройствам. В контроллерах TКM51/52 блок встроен непосредственно в корпус контроллера.

Резервирование контроллера.

Контроллеры ТКМ52 могут работать в резервированном режиме. Дублированная пара контроллеров соединяется специальным кабелем. Оба контроллера, в зависимости от условий применения, могут подключаться к общим датчикам и исполнительным механизмам. Модули ввода/вывода позволяют подключать сигналы параллельно.

Контроллер крепится в монтажном шкафу четырьмя винтами.

4. ПИД-контроллер ТКМ21 имеет два исполнения:

- ТКМ21а – контроллер с управляющим аналоговым сигналом;

• ТКМ21i – контроллер с управляющим ШИМ-сигналом.

Контроллер имеет:

- четыре клавиши оперативного управления;

• два четырехразрядных восьми сегментных индикатора для отображения технологической переменной, а также для индикации (по выбору) задания, переменной, поданной на второй вход, выходного сигнала и параметров настройки регулятора;

• девятисекторный индикатор (барграф) для отображения величины отклонения регулируемой переменной от ее заданного значения и сигнализации предельных значений параметров;

• светодиодные индикаторы режимов работы;

• последовательный интерфейс BITBUS.

Контроллер имеет два изолированных аналоговых входа. Входные сигналы контроллера могут принимать (без дополнительных преобразований) следующие значения:

• 0-5 мА, 0-20 мА, 4-20 мА;

• сигналы термопар любой градуировки;

• сигналы термометра сопротивления (трех- или четырехпроходная

схема);

• сигналы тензорезисторного мостового датчика (шестипроводная

схема).

Контроллер состоит из 3 модулей: блока центрального процессора, блока клавиатуры и индикации и блока питания.

Блок клавиатуры и индикации имеет индикаторы для отображения текущего состояния регулятора, клавиатуру для оперативного управления и электрически перепрограммируемое ПЗУ (ЭППЗУ) для хранения параметров настройки контроллера.

Блок центрального процессора включает центральный процессор, ПЗУ, ОЗУ, процессор обработки аналогового сигнала, ЦАП (ТКМ21а) или полупроводниковые ключи (ТКМ21i), реле дискретных выходов, входные оптроны дискретных входов и разъем для подключения входных и выходных сигналов.

Блок питания состоит из трансформатора, стабилизаторов напряжения и имеет разъем интерфейса BITBUS.

Интерфейс BITBUS.

Контроллер ТКМ21 может работать в распределенной иерархической системе управления или информационной системе. Контроллеры можно объединить в сеть, а также объединять с другими устройствами, имеющими интерфейс BITBUS. В сетевом применении контроллер имеет гораздо больше вариантов и возможностей использования, чем в автономном. Подключение контроллера к сети BITBUS осуществляется посредством разъема и экранированной витой пары. Для повышения надежности системы рекомендуется применять ретранслятор TKP485. В случае применения ТКМ21 во взрывоопасной зоне контроллер в сетевом варианте поставляется только в комплекте с ретранслятором TKP485. При таком применении подключение производится двумя экранированными витыми парами.

Контроллер ТКМ21 – встраиваемое изделие. Он устанавливается в монтажное отверстие лицевой панели электротехнических шкафов и операторских пультов управления и фиксируется пружинными пластинами.

Аналоговый ввод.

Измерение и преобразование аналогового сигнала осуществляется с помощью специализированной микросхемы, которая усиливает и нормализует входной сигнал, преобразует его (с учетом температуры холодных спаев для термопар) в 16-разрядный цифровой код. Настройка на тот или иной тип входного сигнала и его диапазон происходит программно путем записи соответствующих коэффициентов в ЭППЗУ. Контроллер имеет два входа для аналоговых сигналов: основной (регулируемый) и корректирующий. В комплект поставки контроллера по спецификации для вводов сигналов термопар входит специальная клеммная коробка с датчиком термокомпенсации и прецизионным резистором. Предусмотрена сигнализация основного и/или корректирующего аналоговых сигналов за границы рабочего диапазона (что, в частности, может указывать на обрыв линии).

Аналоговый вывод.

Гальванически изолированный выход для управления исполнительными механизмами имеет дла варианта исполнения: стандартный унифицированный сигнал и ШИМ-выход:

• стандартный унифицированный сигнал – 0- 20мА, 4- 20 мА, 0- 5 мА;

• ШИМ-выход – два полупроводниковых нормально разомкнутых оптореле с выходными полевыми ключами (максимально допустимое коммутируемое напряжение – 60В).

Дискретный вход.

Контроллер имеет 4 индивидуально гальванически изолированных дискретных входа. Уровни входных дискретных сигналов – 0 – 5В (логический “0”), 7 – 48В (логическая “1”).

Дискретный выход.

Контроллер имеет 4 индивидуально гальванически изолированных дискретных выхода, построенных на оптореле с выходными полевыми ключами и имеющих фиксированные функции (максимально допустимое коммутируемое напряжение – 60В).

Программное обеспечение.

В некоторых проектах АСУТП, построенных на базе контроллеров Текон, человеко-машинный интерфейс реализован в пакете ТРЕЙС МОУД.

ТРЕЙС МОУД - одна из самых покупаемых в России SCADA-система, предназначенная для разработки крупных распределенных АСУТП широкого назначения.

ТРЕЙС МОУД состоит из инструментальной системы и исполнительных (run-time) модулей. При помощи инструментальной системы осуществляется разработка АСУ. Исполнительные модули служат для запуска в реальном времени проектов, разработанных в инструментальной системе ТРЕЙС МОУД.

Основные характеристики пакета:

- модульная структура - от 128 до 64000х16 I/O;

- 0.001 с - минимальный цикл системы;

- открытый формат драйвера для связи с любым УСО;

- открытость для программирования (Visual Basic, Visual C++ и т. д.);

- разработка распределенной АСУТП как единого проекта;

- средства сквозного программирования АСУТП верхнего (АРМ) и

нижнего (ПЛК) уровня;

- встроенные библиотека из более чем 150 алгоритмов обработки

данных и управления в т.ч. фильтрация, PID, нечеткое,

адаптивное, позиционное регулирование, ШИМ, статистические

функции и произвольные алгоритмы;

- автоматическое горячее резервирование;

- поддержка единого сетевого времени;

- средства программирования контроллеров и АРМ на основе

международного стандарта IEC 1131-3;

- более 200 типов форм графического отображения информации

в т.ч. тренды, мультипликация на основе растровых и векторных

изображений, ActiveX;

- сеть на основе Netbios, IPX/SPX, TCP/IP;

- обмен с независимыми приложениями с использованием

OPC client/server, DDE/NetDDE client/server, SQL/ODBC, DCOM;

- автоматическое резервирование архивов и автовосстановление

после сбоя;

- мониторинг и управление через Internet;

• техническая поддержка на русском языке.