Контроллеры зарубежных производителей
 Скачать 2.15 Mb.
|
|
Среднее время наработки на отказ для контроллеров - 15000 часов. Кроме того, предусмотрено горячее резервирование ЦП в контроллерах, а также интерфейсных контроллеров на верхнем уровне. Предусмотрен переход на альтернативные маршруты доставки информации по резервированным каналам связи. Условия эксплуатации. Диапазон рабочих температур, при которых сохраняются все метрологические характеристики контроллеров - от -40 до +60 0 С без дополнительного подогрева. Относительная влажность - до 95% без 141 образования конденсата. При использовании в опасных условиях необходимо применение внешних искробезопасных барьеров. Программное обеспечение. Основными элементами системы MOSCAD являются дистанционные терминальные устройства (RTU), представляющие собой автономные программируемые контроллеры. Вместе с датчиками и исполнительными устройствами они представляют нижний уровень системы управления и решают задачу сбора данных и передачи управлений. Функционирование RTU осуществляется в соответствии с прикладными (пользовательскими) программами, которые разрабатываются при проектировании системы управления в специализированных пакетах. Для программирования контроллеров системы MOSCAD используется набор программных средств, известных под названием ToolBox. Этот пакет программ создан как единый инструмент, с помощью которого можно локально и дистанционно программировать контроллеры и задавать все функции системы. Пакет программ ToolBox размещается на IBM - совместимом персональном компьютере, который может быть соединен с RTU локально посредством RS-232 или дистанционно по каналам связи системы MOSCAD. Пакет ToolBox позволяет создавать программы управления объектами, загружать их в RTU/FIU и служит исходным уровнем отладки программ. Пакет программ обеспечивает: - конфигурирование RTU - определение модулей ввода/вывода, смонтированных в RTU, портов и адреса RTU; - конфигурирование сети - определение структуры связи в сети; - программирование (создание базы данных и разработка программ функционирования RTU). Кроме этого пакет обеспечивает выполнение следующих функций в любом RTU через локальную связь или через коммуникационную сеть: - загрузку в RTU прикладной программы и конфигурацию сети; - мониторинг и наладку прикладной программы (включая базу данных) в реальном времени с использованием текстового (графического) интерфейса; - тестирование всех модулей аппаратуры; - тестирование радиоканалов; - диагностику программного обеспечения RTU; - синхронизацию системного времени; - анализ 7 - уровневого протокола обмена данными (MDLC). 142 Прикладная программа RTU создается с использованием символического усовершенствованного языка лестничных диаграмм. Интерфейс диспетчера/оператора в системах управления, построенных на базе контроллеров MOSCAD, может быть реализован в SCADA-пакете iFIX фирмы Intellution. Основные характеристики пакета iFIX. Горячее резервирование и автоматическое переключение серверов, обеспечивающее в случае отказа основного узла оперативное переключение на резервный сервер или на резервную локальную сеть. Большие возможности по работе с тревогами и организации журналов тревожных сообщений системы. Многоуровневая система защиты, в том числе возможность использования средств защиты Windows NT. Распределенная база данных, позволяющая с любого рабочего места оператора получить доступ к информации на любом сервере. Поддержка стандартных технологий и протоколов обмена данными: OPC-клиент/сервер, DDE, SQL ODBC, COM/DCOM, OLE DB, ActiveX. Наличие ODBC-драйверов к базе данных истории и базе данных реального времени iFIX, позволяющих получить доступ к ним из Access, MS SQL Server, Oracle, генератора отчетов Crystal Reports и др. Простой и быстрый доступ к данным по OLE DB с помощью VisiconX - объекта ActiveX. Объектно-ориентированная графика. Архивирование данных и просмотр данных истории, тренды истории и тренды реального времени. Обширный каталог высокопроизводительных драйверов ввода/вывода и для широко распространенных, и для специализированных ПЛК. Быстрая разработка и расширение приложений благодаря мощным средствам разработки (интегрированная оболочка разработки Intellution Workspace) с большими возможностями для анимации объектов. Интеграция с системами верхнего уровня управления MES и ERP. Наличие модуля истории Advanced Historian. Интеграция с прикладными программами третьих сторон благодаря реализованной архитектуре Plug and Solve. Возможность построения прикладных программ в режиме “on-line” без прерывания выполнения текущих операций и перезагрузки компьютера. 143 Механизм создания и тиражирования настраиваемых заготовок объектов (Dynamo). Поддержка встроенного языка программирования Visial Basic for Applications (VBA) компании Microsoft. Возможность составлять расписания действий по событиям или по времени. Возможность подбирать оптимальную конфигурацию узлов, так как доступны различные варианты поставки ПО (серверные пакеты с ограничением точек ввода/вывода, клиент с возможностью управления, клиент без возможности управления и профессиональный клиент). На рис. 2.6.7 приведен пример применения системы MOSCAD при автоматизации процессов транспорта нефти. Объектом является нефтепровод подключения площадки нефтяного месторождения к нефтеперекачивающей станции. Он включает линейную часть с линейными задвижками и узел учета нефти. Структура имеет два уровня. На нижнем уровне расположены контроллеры нижнего уровня MOSCAD RTU (RTU №1-4). Верхний уровень включает коммуникационный контроллер FIU и ПЭВМ с программным обеспечением SCADA. Передача информации осуществляется по радиоканалу. Контроллеры RTU №2 и RTU №3, помимо основных функций, выполняют дополнительно функции ретрансляторов. В одном случае RTU №1 и №2 располагаются недалеко друг от друга, но первый контроллер не может передавать напрямую информацию на RTU №3. Поэтому первый и второй контроллер связаны по интерфейсу RS-485, и информация передается через RTU №2. Во другом случае RTU №2 и коммуникационный контроллер находятся в разных радиозонах и контроллер не может напрямую передавать информацию на верхний уровень. Поэтому информация ретранслируется через RTU №3. 144 Рис. 2.6.7. Система управления участком нефтепровода с узлом учета нефти на базе контроллеров MOSCAD. Контроллер RTU №1 установлен на узле учета нефти и подключен по интерфейсу RS-232 (протокол MODBUS) к системе управления узлом учета нефти. Контроллер не имеет модулей ввода/вывода и реализует следующие функции: сбор текущей информации с узла учета нефти: - состояние задвижек; - состояние насосов; - температура, плотность, давление, расходы объемные и массовые по ниткам узла; - плотность, приведенная плотность, вязкость, влагосодержание нефти на блоке качества нефти; - температура, давление и расход нефти на выходе с узла учета нефти; - уровень, объем и масса нефти в резервуарах хранения нефти. считывание параметров на каждые 2 часа, смену и сутки по узлу учета нефти; считывание параметров по паспорту качества партии нефти, акту приема-сдачи и акту приема-сдачи нефти по маршрутным поручениям; обработка информации и передача ее на верхний уровень. 145 Контроллеры RTU №2-4 установлены на линейной части нефтепровода в специальных блок-боксах. Они включают модули ввода/вывода и имеют следующие функции: сбор текущей информации: состояние задвижки (открыта, закрыта, промежуточное положение, неисправность, открывается, закрывается); режим управления задвижкой (местный, дистанционный); контроль прохождения скребка; контроль несанкционированного проникновения в блок-бокс и колодец установки датчиков; контроль наличия основного питания и переход на аккумуляторные батареи; измерение температуры нефти, давления нефти, потенциала на трубе; измерение температуры в блок-боксе; преобразование измерений в код; диагностика модулей ввода/вывода; прием подготовительных и подтверждающих команд управления задвижкой (открыть, закрыть), команды останова задвижки, команды аварийного останова участка, команды деблокировки сигналов и выдачи команд на технологический объект; алгоритм контроля несанкционированного изменения положения задвижки; алгоритм управления задвижкой с контролем подготовки задвижки к управлению, с контролем выполнения команды и формирования стадии выполнения алгоритма (команда принята; задвижка уже открыта, закрыта, открывается, закрывается; некорректная команда, задвижка обесточена, задвижка в местном режиме управления; подтверждение открытия/закрытия не пришло; задвижка не пошла; команда открытия/закрытия не выполнена); передача данных на верхний уровень при изменении сигналов и при изменении измерений на заданную дельту; Коммуникационный контроллер верхнего уровня FIU осуществляет прием информации с нижнего уровня и передачу ее в ПЭВМ по запросу MODBUS и осуществляет диагностику контроллеров нижнего уровня. 2.7. Контроллеры фирмы PEP Modular Computers. 146 Фирма PEP Modular Computer (Германия) образована в 1975 году и имеет большой опыт в обеспечении высокотехнологичных решений для промышленной автоматизации, особенно для рынка встроенных систем реального времени. Продукция фирмы имеет два исполнения: с рабочим температурным диапазоном 0-70°С и -40°С - +85°С. Оборудование, производимое фирмой, имеет сертификат Госстандарта России как средство измерения и Разрешение Госгортехнадзора для применения в автоматизации опасных объектов. 2.7.1. Контроллеры SMART. Контроллер SMART предназначен для построения простых систем управления для объектов с небольшим числом каналов ввода/вывода (до 100) и невысокими требованиями к скорости сбора и обработки информации. Контроллеры имеют модульную конструкцию и компонуются из блоков, которые монтируются на DIN - рейке. В каждом из блоков может располагаться до 3-х функциональных модулей. Максимально возможное число блоков - 5, соответственно, максимальное количество модулей в контроллере – 15. Несколько контроллеров SMART могут быть связаны между собой и с другими контроллерами промышленной сетью PROFIBUS, MODBUS или CAN. В состав контроллера могут входить следующие блоки: - SMART-BASE - процессорный блок (MC68302) с источником питания и тремя слотами для модулей ввода/вывода; - SMART-EXT - блок расширения на 2 слота для применения с процессорным блоком SMART-BASE; - SMART2-BASE - базовый блок/блок расширения на 3 слота; - SM2-CPU - процессорный модуль (MC68LC302). Характеристика процессоров Микропроцессо р МС68302 МС68LC302 Частота, МГц 20 20 DRAM, Кб 512 512 SRAM, Кб 64 256 Flash, Мб 1-2 1 Порты RS-232, RS-485, Profibus RS-232, Profibus, CAN 147 Контроллеры SMART имеют в своем составе большой набор модулей дискретного и аналогового ввода/вывода различных типов и уровней сигналов. Это позволяет контроллерам взаимодействовать с широким кругом исполнительных устройств и датчиков различных технологических параметров. Коммуникационные возможности. Взаимодействие с программно-аппаратными средствами системы управления в контроллере SMART реализуется через порты процессора и с помощью модулей последовательных интерфейсов и контроллеров промышленных и локальных сетей: - SM-RS-232 - интерфейс RS-232 (Tx, Rx, RTS, CTS); - SM-RS-232I - интерфейс RS-232 с оптической развязкой; - SM-2RS-232I - двухканальный интерфейс RS232 с оптической развязкой; - SM-RS-422I - интерфейс RS-422 с оптической развязкой; - SM-RS-485I - интерфейс RS-485 с оптической развязкой; - SM-TM2 - двухканальный интерфейс телемеханики с резервированием приемника. Физический интерфейс RS-232C или RS-422, локальный микроконтроллер, поддерживаемые протоколы: ТМ512, RPT, УТМ и др.; - SM-TM2 - четырёхканальный интерфейс телемеханики, резервирование приёмника, физический интерфейс RS-232C; - SM2-CAN - контроллер CAN; - SM2-DP - контроллер Profibus-DP; - SM2-ETH - контроллер Ethernet. Условия эксплуатации: - диапазон рабочих температур: от 0 до +70 °С; от -25 до +75°С; от -40 до +85 °С; - без дополнительного охлаждения; - относительная влажность до 95% без конденсата. 2.7.2. Контроллер IUC. Контроллер IUC (Intelligent Universal Controller) предназначен для построения систем управления с числом каналов до 300 и средним уровнем производительности по сбору и обработке информации. Контроллер компонуется из модулей, размещенных в крейте с блоком питания на 24В и объединенных стандартной открытой шиной CXC (Controller eXtension Connector). Максимальное количество модулей в крейте - 8 (процессор и 7 модулей ввода/вывода). Имеются крейты 148 на 5 слотов. Несколько контроллеров могут быть связаны между собой и с другими контроллерами промышленной сетью Profibus, CAN (Controller Area Network) или Ethernet. В семействе контроллеров IUC имеется два процессорных модуля: MPC860T и MC68(EN)360. Характеристика процессоров Микропроцессо р MPC860T МС68LC302 Частота, МГц 80 22/33 DRAM, Мб - 1/2/16/32 SRAM, Мб 1 1 Flash, Мб 1/2 1/4 Порты RS-232, RS-485, Ethernet RS-232, RS-485, Ethernet Кроме поддержки широкого набора модулей дискретного и аналогового ввода/вывода различных типов и уровней сигналов контроллер IUC поддерживает и мезонинную технологию. Имеются платы-носители на 2 мезонин-модуля. В номенклатуре мезонин-модулей для контроллера IUC представлены, в основном, модули ввода/вывода, но имеются и интерфейсные модули. Мезонин-модули ModPack и платы их носителей CXM-IMOD Носитель на 2 мезонин-модуля ModPack. PB-DIN3 20DI уровня 24VDC. PB-DOUT2 16DO уровня 24VDC (1 A) PB-DIO3 10DI уровня 24VDC, 10DO уровня 24VDC (100 mA) PB-REL 8DO релейных 175VDC (250 mA) PB-ADC3 8AI уровней 0-5В, 0-10В, ±5В, ±10В, 0-20 mA, 12бит PB-DAC3 4AO уровней 0-10В, ±10В, 0-20 mA, 12бит PB-CNT2 3 счетчика 24 разряда 300КГц, выход 24VDC PB-TIM2 3 таймера (16+8) разрядов 300КГц, выход 24VDC PB-SIO4A 4 x RS-485/232 с оптоизоляцией Коммуникационные возможности. 149 Взаимодействие с компонентами системы управления контроллер IUC осуществляет через встроенные порты процессора (см. характеристики процессора) и с помощью интерфейсных модулей. Модули контроллеров последовательных интерфейсов и промышленных сетей: - CXM-SIO3/6 - 3 (SIO3) или 6 (SIO6) каналов RS-232/422/485; - CXM-SCC - 1 RS-232, микропроцессор 68302; - CXM-PFB12 - контроллер Profibus на базе чипа Siemens ASPC-2, Profibus-FMS или DP до 12 Мбит/сек; физический интерфейс RS-485, оптоизоляция 1000V; - CXM-CAN - контроллер CANbus для CXM-FM (1 MBd), оптоизоляция, физический интерфейс - ISC 11898; - CXM-FM - контроллер Profibus или CAN со сменными мезонинами на базе чипов Siemens SPC3 (Profibus-DP slave) и Philips SJA1000 (CAN master и slave), физический интерфейс - ISO 11898 (CAN), RS-485 (Profibus); - CXM-DP - контроллер Profibus-DP для CXM-FM (12 MBd), оптоизолированный RS-485. Условия эксплуатации: - диапазон рабочих температур: от 0 до +70°С (стандартный), от -40 до +85°С (расширенный); - без дополнительного охлаждения; - относительная влажность до 95% без конденсата. 2.7.3. Контроллеры на базе шины VME. Аппаратура в стандарте VME (магистрально-модульная архитектура) предназначена для построения многоканальных, высокопроизводительных программируемых контроллеров. Контроллеры на базе шины VME компонуются из модулей, размещенных в крейтах с блоком питания. В формате 3U и 6U имеются следующие типы крейтов: - ASM3-VME - крейт в формате 3U на 7, 12 или 15 слотов, источник питания 90W 120/230VAC, места для дисководов HD и FD; - VME9300 - крейт ASM3-VME с процессорным модулем, модулем контроллера Profibus, HDD и FDD; - ASM6-VME – крейт в формате 6U на 15 слотов, источник питания 180W 120/240VAC. Имеется большой набор процессорных модулей для форматов 3U и 6U. 150 Процессорные модули 68К формата VME 3U Процессорны е модули VM62 VM42 VM30 VSBC-32 VSBC-4 Микро процессор MC68060 MC68040 MC68030 MC68EN360 MC68302 Частота, МГц 50/66 33/40 40 25/33 20 DRAM, Мб 1 - 64 1 - 64 1 - 32 1 - 64 - SRAM, Мб 1 1 1 1 1 Flash, Мб 1/4 1/4 1/4 1/4 - EPROM, Мб - - 1 1 1 Порты 2 х RS-232 Ethernet (RS-485) мезонин CXC 2 х RS-232 Ethernet (RS-485) мезонин CXC RS-232 или RS-422 или RS-485 2 х RS-232 Ethernet (RS-485) RS-232 или RS-422 или RS-485 Процессорные модули 68К формата VME 6U Процессорные модули MVME172/162 VM662/642 VM172/162 Микро- процессор MC68060/ MC68040 MC68060/ MC68040 MC68060/ MC68040 Частота, МГц - 50/66 20 DRAM, Мб 4/8/16/32 1/4/8/16/32/64 1/4/8/16/32/64 SRAM, Кб 128/512 256 /1024 256/1024 Flash, Мб 1/2 1/4 1/4 EPROM, Кб - 512 1024 Порты 2/4 х RS-232 Ethernet мезонин (4 слота) IndustryPack 5 х RS-232 Ethernet мезонин ModPack 4 х RS-232 Ethernet мезонин (2 слота) IndustryPack |