Главная страница

Документ Microsoft Word. 4 Средства измерения, преобразования и регулирования в асутп


Скачать 17.54 Kb.
Название4 Средства измерения, преобразования и регулирования в асутп
Дата23.10.2022
Размер17.54 Kb.
Формат файлаdocx
Имя файлаДокумент Microsoft Word.docx
ТипДокументы
#749846

4 Средства измерения, преобразования и регулирования в АСУТП

К средствам измерения и преобразования измерительной ин­формации в АСУТП относятся измерительные преобразователи, расположенные на 1-м нижнем уровне системы. Первичные из­мерительные преобразователи позволяют системе получать ин­формацию о состоянии технологического процесса, на основании которой впоследствии принимаются решения об управляющих воздействиях. Передающие измерительные преобразователи слу­жат для преобразования измерительной информации в сигналы, удобные для обработки и передачи на расстояние.

Главной особенностью средств измерения, применяемых в АСУТП, является то, что первичный преобразователь конструк­тивно объединяется с передающим в измерительном преобразо­вателе, называемом датчик. Все датчики на выходе вырабатывают электрические сигналы. Кроме того, в целях унификации последу­ющих уровней системы по возможности применяют средства из­мерений, вырабатывающие стандартные выходные сигналы, или цифровые коды, удобные для дальнейшей передачи.

Поскольку большинство АСУТП, используемых в нефтепере­рабатывающей промышленности, относятся к группе супервизорных, основными средствами регулирования являются различные контроллеры.

В современных АСУТП применяются два класса контроллеров: программируемые логические контроллеры и РС-совместимые контроллеры.

Программируемый логический контроллер (ПЛК). Это микро­процессорное устройство, предназначенное для управления техно­логическими процессами в промышленности и другими сложными технологическими объектами. Принцип работы контроллера за­ключается в сборе сигналов от датчиков и их обработке по при­кладной программе пользователя с выдачей управляющих сигна­лов на исполнительные устройства.

Основными функциональными элементами контроллеров явля­ются:

корпус;

источник питания;

процессорный модуль;

модули ввода-вывода (модули УСО);

модули связи и интерфейсов;

специализированные модули.

Источник питания должен обеспечивать непрерывность и надежность работы всех узлов контроллера. Особое внимание уделяется наличию резервного источника питания (как правило, аккумуляторная батарея), который позволяет сохранять информа­цию при отключении внешнего электропитания.

Модуль процессора в зависимости от используемой эле­ментной базы может быть 8-, 16- и 32-разрядным. Объем оператив­ной памяти существенно различается в различных моделях кон­троллеров: от десятков килобайт до десятков мегабайт. По логиче­скому построению модуль процессора контроллера аналогичен си­стемному блоку персонального компьютера, где вместо дисковых накопителей в контроллерах используются перепрограммируемые запоминающие устройства и flash-память. В некоторых моделях контроллеров flash-память отсутствует, в других — может достигать десятков, а иногда и сотен мегабайт. В модуле процессора встроены также часы реального времени.

Модули ввода-вывода предназначены для преобразова­ния входных аналоговых и дискретных сигналов в цифровую форму и выдачи управляющего воздействия в виде аналогового или дис­кретного сигнала. Модули аналогового ввода рассчитаны на ввод унифицированных сигналов тока (0...5 мА, 0(4)...20мА) и напряже­ния (0... 10 В, ±10 В). Имеются специализирован­ные модули аналогового ввода, рассчитанные на непосредственное подключение различных датчиков (например, термопар или термо­сопротивлений). Модули аналогового вывода преобразуют циф­ровой сигнал в унифицированный сигнал тока или напряжения. Модули дискретного ввода-вывода чаще всего работают с низко­уровневыми дискретными сигналами (24 В постоянного тока). Не­которые модели контроллеров располагают модулями дискретного ввода высокоуровневых сигналов постоянного или переменного тока (до 250 В) и модулями дискретного вывода, организованных с использованием тиристоров, симисторов (до 250 В, 300...500 мА) и сильноточными реле (250 В, 2 А).

Модули связи и интерфейсов обеспечивают связь контроллеров с верхним уровнем, а также между собой. В практике построения АСУТП используются различные интерфейсы и прото­колы передачи данных посредством сети. Как правило, это последо­вательные интерфейсы (RS-232, 422, 485, ИРПС) или сетевые про­токолы (Еthernet, Profibus, САN, Мodbus и др.).

Все современные ПЛК обладают развитыми программными средствами. Несмотря на существование международного стандар­та на языки программирования программируемых логических кон­троллеров 1ЕС 61131-3 многие производители снабжают свои кон­троллеры технологическими языками собственного производства

Технологические языки программирования позволяют проводить опрос входов и инициализацию выходов, обрабатывать арифмети­ческие и логические инструкции, управлять таймерами-счетчика­ми, осуществлять связь с другими ПЛК и компьютером.

Наиболее популярны в нашей стране ПЛК таких зарубежных про­изводителей, как Аllen-Вгаdlеу, Siemens, АВВ, Modicon, Bailey, и такие отечественные модели, как «Ремиконт», «Микродат», «Эмикон».

РС-совместимые контроллеры. Это контроллеры, выполненные на базе компьютера.

Первое и главное преимущество РС-контроллеров связано с их открытостью, т. е. с возможностью применять в АСУТП самое со­временное оборудование, только-только появившееся на мировом рынке, причем оборудование для РС-контроллеров сейчас выпу­скают уже не десятки, а сотни производителей, что делает выбор достаточно широким. Это очень важно, если учесть, что модерни­зация АСУТП идет поэтапно и занимает длительное время, иногда несколько лет. Пользователь АСУТП уже не находится во власти одного производителя (как в случае с ПЛК), который навязывает ему свою волю и заставляет применять только его технические ре­шения, а сам может сделать выбор, применяя те подходы, которые в данный момент его больше всего устраивают. Он может теперь применять в своих системах продукцию разных фирм, следя толь­ко, чтобы она соответствовала определенным международным или региональным стандартам. Второе важное преимущество РС-совместимых контроллеров заключается в том, что в силу их «род­ственности» с компьютерами верхнего уровня не требуются допол­нительные затраты на подготовку профессионалов, обеспечиваю­щих их эксплуатацию. Эту работу могут с успехом выполнять (и это подтверждается на практике) специалисты, обеспечивающие экс­плуатацию компьютеров верхнего уровня. Это позволяет сократить сроки внедрения систем управления и упрощает процедуры их экс­плуатации, что в конечном счете приводит к общему снижению за­трат на создание или модернизацию АСУТП.

Контроллер на базе компьютера — РС-совместимый контрол­лер, кроме выполнения функций, характерных для ПЛК, — обла­дает большими возможностями. Так, например, на него можно воз­ложить функции работы с сетями, интерфейса человек-машина, поддержку различных баз данных и более дружественного интер­фейса пользователя. Таким образом, РС-контроллер можно считать РС-совместимой программируемой системой, которая выполняет строго определенную задачу, но с возможностью гибкого ее пере­программирования.


написать администратору сайта