191

2.8. Контроллеры компании Schneider Electric.

Компания Schneider Electric является одним из мировых лидеров в области разработки, производства и продажи электрооборудования и компонентов, в том числе программно-аппаратных средств автоматизации.

• Контроллеры семейства Quantum.

Контроллеры Quantum являются специализированными компьютерными системами с возможностями цифровой обработки сигналов.Quantumразработан на базе модульной, расширяемой архитектуры для задач управления в реальном времени промышленными объектами. При этом используются модули центральных процессоров (CPU), интерфейсные модули, модули ввода/вывода (I/0), модули питания (PS) и монтажные платы.

При разработке контроллеров серии Quantum Automation Series сохранена полная преемственность с семейством контроллеров Modicon 984. Кроме этого, для повышения эффективности прикладных систем предусмотрен ряд усовершенствований, позволяющих улучшить функциональные возможности и снизить их общую стоимость.

CPU - модуль центрального процессора Quantum, обязательно находится на локальной монтажной панели ввода/вывода.

В семействе имеется шесть типов процессоров: CPU 113 02, CPU 113 03, CPU 213 04, CPU 424 02, CPU 434 12, CPU 534 14.

Сборка контроллера (модули питания, процессора, ввода/вывода, интерфейсные модули) осуществляется на монтажных панелях. Панели позволяют механически фиксировать и электрически соединять все модули, используемые в контроллере. Все модули системы имеют стандартные размеры (высота - 250 мм, ширина - 40.34 мм, глубина - 103.85 мм).

Каждая монтажная панель содержит пассивную схемную плату, которая обеспечивает модулям связь друг с другом и идентификацию номера их слотов без дополнительных переключателей. В семействе Quantumимеются монтажные панели на 2, 3, 4, 6, 10 и 16 слотов.

Модули могут быть вставлены в любой слот (место) любой монтажной панели и удалены при включенном питании (“горячая” замена) без повреждения модуля или задней панели.

Модули источников питания должны устанавливаться в первый или последний слоты монтажной панели с целью обеспечения охлаждения.

Характеристика контроллеров семейства Quantum

Процессор		CPU 113 02/03	CPU 213 04		CPU 424 02/ 434 12		CPU 534 14
Тип платы		Intel 186 20 Мгц	Intel 286 40 Мгц		Intel 486 DX 80 Мгц	Intel 586 DX 133 Мгц
SRAM		256 / 512 К	768 К		2 Мб	4Мб
Flash		256 / 256 К			1 Мб	1 Мб
Расширяемая память		-	80 К		96К
Логика пользователя		8 / 16 К	32 К		64 К
Память программ		109 / 368К	606К		570/896К	2.5 Мб
Время выполнения логики		0.3 - 1.4 мс			0.1 - 0.5 мс	0.09-0.45 мс
Локальный в/в (основная панель)
Дискретный в/в		448
Аналоговый в/в		56/28
Удаленный в/в (RIO)
DI, DO	На узел	448
	В сети	31 744/31 744
AI, AO	На узел	56/28
	В сети	1736/868
Распределенный в/в (DIO)
DI, DO	На узел	448
	В сети	7840/7840
AI, AO	На узел	24/32
	В сети	432/792
Число сетей		3
Батарейка подпитки		литиевая, 3 В
Порты связи
Modbus (RS-232)		1 послед. порт		1 послед. порт
Modbus Plus (RS-485)		1 сетевой порт		2 сетевых порта
Макс. кол-во модулей NOM, NOE и MMS		2		6

Модуль CPUзанимает один слот и включает системную память, память прикладных программ и порты связи. Светодиодные индикаторы отображают состояниеCPUи портов связи, облегчая устранение неисправностей.

Для использования в проектах, интенсивно использующих расчеты, в некоторых моделях может быть установлен аппаратный математический сопроцессор. При этом значительно снижается время выполнения программ.

Организация ввода/вывода.

Процессор Quantum как контроллер системной шины обеспечивает управление местным (Local), удаленным (RIO- Remote IO) и распределенным (DIO - Distributed IO) вводом/выводом.

• Местный ввод/вывод используется в небольших системах управления, в которых наиболее эффективным способом соединения периферийных устройств к контроллеру является кабель. Местный ввод/вывод допускает использование одного каркаса (максимум 14 модулей ввода/вывода при монтажной панели на 16 слотов). В такой конфигурации количество дискретных I/Oравно 448 (14 х 32) или 56AI(7 х 8) и 28AO(7 х 4).

• Для применения в системах управления, требующих большого количества вводов/выводов, использования удаленных модулей ввода/вывода или большой производительности модулей ввода/вывода, семейство Quantumподдерживает удаленный ввод/вывод. Для конфигурирования удаленного ввода/вывода предусмотрены соответствующие модули:

• модуль головного канала RIO;

• модуль подканала RIO.

Модуль головного канала RIO устанавливаются в ту же монтажную панель, что и модуль центрального процессора, управляющий системой ввода/вывода. Он используется для двунаправленной передачи данных между центральным процессором и модулями подканалов RIO, установленных на удаленных панелях. Для подключения в сеть модуля головного RIO и одного или более модулей подканалов RIO (до 31) используется коаксиальный кабель (рис 2.8.1). Скорость передачи данных по сетиRIO- 1.5 Мбит/с, протяженность сети - до 5250 м.

Рис. 2.8.1. Организация удаленного ввода/вывода.

В системе имеются модули удаленного ввода/вывода (RIO) с одинарным и сдвоенным каналом:

• модули головного канала: одинарный 140 CRP 931 00, сдвоенный

140 CRP 932 00;

• модули подканала RIO: одинарный 140 CRA931 00, сдвоенный 140 CRA 932 00.

Вариант схемы с двойным кабелем разработан для систем, требующих особой надежности (рис. 2.8.2). Диагностика кабеля и проверка его целостности проводятся автоматически на головном модуле и каждом из узлов. В случае обрыва кабеля система Modicon TSX Quantum оповещает пользователя с помощью сигнального светодиода и внутренней программы проверки работоспособности, результаты работы которой доступны оператору.

Рис. 2.8.2. Организация удаленного ввода/вывода с резервированием

канала связи.

Для увеличения расстояния между контроллером и удаленными шасси ввода/вывода (до 16 км) и повышения помехоустойчивости сети в системе предусмотрены повторители (ретрансляторы). Они обеспечивают переход от коаксиального кабеля или кабеля типа "витая пара" к стандартному оптоволоконному кабелю с сохранением динамического диапазона сети (рис. 2.8.3).

Рис. 2.8.3. Применение оптоволоконного кабеля в системах удаленного

ввода/вывода.

• Для проектов, требующих территориально распределенных узлов с небольшим количеством вводов/выводов, имеется система распределенного ввода/вывода (DIO), основанная на технологии Modbus Plus.

Конфигурирование системы распределенного ввода/вывода не требует специальных модулей в каркасе контроллера. В процессоре имеется порт (порты) Modbus Plus. Такой же порт (порты) имеется на адаптере распределенного ввода/вывода, устанавливаемом в удаленном каркасе (рис. 2.8.4).

В системе имеются адаптеры распределенного ввода/вывода с одинарным (модель 211) или сдвоенным каналом (модель 212) и питанием от переменного и постоянного тока:

• 140 CRА 211 00, 140 CRA 212 00 - адаптеры переменного тока;

• 140 CRА 211 20, 140 CRA 212 20 - адаптеры постоянного тока.

Рис. 2.8.4. Организация распределенного ввода/вывода.

Вариант схемы с двойным кабелем предназначен для систем, требующих повышенной надежности.

Связь между контроллером и каркасами распределенного ввода/вывода (до 63 с повторителями) осуществляется по витой паре (расстояние до 2100м) или оптоволоконному кабелю (до 15 км). Скорость передачи данных - 1 Мбит/с.

Количество модулей на узел зависит от тока нагрузки и занятых адресов.

Контроллеры Quantum позволяют подключать до трех сетей распределенного ввода/вывода для повышения гибкости и оптимизации конфигурации системы. Одна сеть подключается через порт Modbus Plus, встроенный в CPU. Две дополнительные сети могут быть подключены при помощи интерфейсных модулей Modbus Plus.

Характеристика локального, удаленного и распределенного ввода/вывода контроллеров семейства Quantumприведена ниже.