Состав комплекса

• Модули ввода-вывода.

• Программируемый контроллер Decont-182.

• Сменные интерфейсные платы.

• Малогабаритный пульт оператора (Минипульт).

• Стационарный пульт оператора (Пульт).

• ПО для контроллеров.

• ПО верхнего уровня.

Рассматриваемые ниже различные варианты объединения модулей ввода-вывода и программируемых контроллеров, дополненных интерфейсными платами, в единую информационную и управляющую сеть порождают колоссальное множество возможных распределенных систем контроля и управления, отличающихся топологически и по функциональному назначению.

Для взаимодействия системы с обслуживающим персоналом может использоваться стационарный пульт оператора, ПЭВМ или группа компьютеров.

Номенклатура вспомогательного оборудования включает:

• специализированные платы для интеллектуальных датчиков;

• защитные шкафы и коробки;

• блоки питания;

• сетевые адаптеры, разветвители.

Модули ввода-вывода

Модули ввода-вывода – это микропроцессорные устройства связи с объектом, осуществляющие первичную обработку входных непрерывных и дискретных сигналов и выдачу управляющих воздействий на исполнительные механизмы. Каждый модуль имеет выход в технологическую сеть на основе интерфейса RS-485. Иными словами, в каждое устройство ПТК ДЕКОНТ заложена возможность подключения к локальной промышленной сети типа BITBUS. Результат обработки сигналов преобразуется модулем в защищенный цифровой вид для дальнейшей передачи в сеть. Из сети модуль получает команды на выдачу управляющих воздействий. Вычислительные мощности модуля обеспечивают ряд дополнительных функций: выработка сигналов о выходе значения за допустимые пределы, синхронизация времени для ведения единого времени системы, взаимодействие с контроллером, минипультом и т.п.

Каждый модуль представляет собой функционально законченное устройство, заключенное в металлический защитный корпус. Все модули имеют единый конструктив, интерфейс и питание.

Номенклатура модулей ввода-вывода постоянно развивается. В таблице 1 приведен перечень наиболее часто используемых модулейОтличительные особенности модулей ввода-вывода

При разработке конструктива модулей ввода-вывода были учтены пожелания специализированных монтажных и пуско-наладочных организаций, а также предложения ряда организаций, эксплуатирующих разнообразные средства автоматизации. Усилия прежде всего были направлены на обеспечение следующих факторов:

• надежный прямой контакт между сигнальным кабелем с объекта и модулем (без промежуточных соединений), прозрачность монтажной схемы;

• возможность быстрой замены модуля, быстрое восстановление системы;

• возможность простой оперативной проверки входных и выходных каналов в физических и расчетных значениях.

Каждый модуль ввода-вывода имеет удобные съемные клеммники промышленного исполнения – конструктив сознательно выбран так, чтобы обеспечить прямое подключение большинства используемых в России контрольных и управляющих кабелей непосредственно к модулю (рис. 2).

Защита от помех и принципы обработки сигналов

В модулях ввода-вывода применены схемотехнические решения, обеспечивающие эффективное устранение большинства помех электромагнитного характера. Прежде всего это – полноценная индивидуальная гальваническая изоляция аналоговых сигналов. Принципы построения гальванической развязки рассмотрены на примере модуля типа AIN8-I20 (табл.1). Аналоговая часть модуля гальванически изолирована по постоянному току от цифровой опторазвязками.

Каждый аналоговый канал имеет также собственные независимые цепи питания и, таким образом, является индивидуально гальванически изолированным от остальных. Измеряемый аналог в рассматриваемом модуле преобразуется в цифровой код без участия АЦП. Вместо обработки мгновенных значений с АЦП, неизбежно искаженных помехами, применен метод интегрирующего преобразования измеряемого сигнала в частоту. Такой метод обеспечивает эффективное устранение помех “в зародыше”. Перечисленные схемотехнические решения, усиленные распределенной модульной архитектурой комплекса обеспечивают подавление первопричины помех, а не борьбу с их последствиями.

Каждый модуль ввода-вывода при включении питания проводит циклическую обработку измеряемых каналов. Обработка производится по встроенным алгоритмам и не зависит от других модулей. Например, для измерения аналоговых сигналов широко применяется метод преобразования напряжение-частота с последующим подсчетом накопленных импульсов за период, кратный 20 мсек. Такой метод, помимо эффективной помехозащищенности, обеспечивает широкий динамический диапазон измерения. Иными словами, пользователю предоставляется возможность для каждого канала в отдельности варьировать период измерения в диапазоне 20…320 мсек. При этом разрядность измерения регулируется в диапазоне 9…14 разрядов.

Аналогично, при измерении дискретных сигналов (модуль DIN16-xx) пользователь может выбрать оптимальное (для конкретного сигнала) время обработки дребезга: 1…320 мсек. В случае отсутствия установившегося значения сигнала в течение выбранного времени обработки каналу присваивается значение “нестабильное состояние”. Строго говоря, каждый входной дискретный сигнал в описываемых модулях анализируется с помощью более точного “аналогового подхода”. Логические состояния дискретного сигнала преобразуются встроенным АЦП в их кодовый эквивалент. Пользователь имеет возможность программирования пороговых значений в каждом канале для диагностики состояния объектовых проводов контрольного кабеля: обрыв, короткое замыкание, неопределенное состояние.