Контроллеры зарубежных производителей
 Скачать 2.15 Mb.
|
|
2.2.2. Контроллер RTU 3310 – интеллектуальный контроллер, нашедший применение в автоматизации скважин, насосного оборудования, газораспределительных станций, измерении расхода газа, в качестве удаленного терминала и т. д. Характеристика процессоров Процессор 16-разрядный 186 XL 32-разрядный 386 EX Тактовая частота 12/20 МГц 24 МГц ПЗУ 512 Кб - 71 ОЗУ 128/384 Кб 512 Кб Flash- память - 512 Кб Дополнительное ПЗУ для программ ACCOL 64 байта - Оба процессора снабжены часами реального времени, батареей для питания ОЗУ в течение 4000 часов. Имеется также 6 светодиодов для диагностики, светодиод загрузки процессора, светодиод самоконтроля, таймер и реле самоконтроля, переключатель для установки адреса в сети. Модули ввода/вывода. Контроллер RTU 3310 обеспечивает возможность подключения к широкому кругу измерительных систем. Выбор типа и диапазона входных сигналов осуществляется с помощью переключателей. Модуль аналоговых входов имеет 6 разновидностей на 4 или 8 входов с диапазонами входных сигналов 1 5В; 0 10В; 4 20 мА с разрешением 12 бит. Модуль аналоговых выходов имеет 3 разновидности на 2 или 4 выхода с диапазонами выходных сигналов 1 5В; 0 10В; 4 20 мА. Модуль низкоуровневых входов рассчитан на 4 входных сигнала. Каждый вход может быть настроен на ввод сигналов в любом из возможных диапазонов. В их числе семь диапазонов измерения температуры с помощью термопар различных типов (от -270 0 С до + 1800 0 С), а также измерение температуры с помощью платинового термометра сопротивления в диапазоне от -200 0 С до +850 0 С. Модуль высокоскоростных аналоговых входов имеет 4 входа с диапазоном сигнала 1 5В или 4 20 мА. Модуль дискретных входов имеет 6 разновидностей на 8 или 16 входов типа “сухой контакт”. Входные сигналы 5, 12, 24 или 120 VDC/VAC. Модуль дискретных выходов имеет 3 разновидности: на 4 релейных выхода 50В или 120В и на 8 выходов с открытым коллектором. Модуль высокоскоростных счетных входов имеет три разновидности на 4 входа (5, 12 или 24 VDC). Коммуникационные возможности. Средства для обеспечения связи встроены в технологические контроллеры. Имеется четыре последовательных порта в базовой конфигурации: порт А (RS-232); порт В (RS-485) - модем, интерфейс с 72 датчиками TIB, интерфейс с радио RDI; порт С (RS-232); порт D (RS-485). Протяженность физической линии связи (кабель, оптоволокно) определяется скоростью передачи информации: - при скорости 9600 бод - 600 м (RS-485); - при скорости 187,5 Кбод - 300 м (RS-485), 1500 м (оптоволокно). Скорость асинхронной связи через порты А и С фиксирована и равна 9600 бод. Скорость асинхронной связи через порты В и D устанавливается переключателями (1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400 бод). Скорость синхронной связи равна 187,5 кбод (многоточечная для RS-485 и двухточечная на оптоволокне). Протоколы: - BSAP - стандартный протокол Bristol Babcock, используется для объединения в сеть устройств Bristol Babcock, включая RTU 3310, DPC 3330, DPC 3335, RIO 3331, интеллектуальных датчиков (рис.2.2.1); - ASCII - используется для связи с периферийными устройствами типа компьютер, принтер, графический терминал и т. д. Многоточечное подключение допускает до 32 устройств (узлов). Рис. 2.2.1. Взаимодействие контроллеров Bristol Babcock по протоколу BSAP. Порт А предназначен для подключения переносного компьютера (работа с программой контроллера, написанной на языке ACCOL - см. рис. 2.1). Порт В обеспечивает сетевую коммуникацию. Порты C и D используются для организации дополнительных сетевых связей. К порту В можно подключить модем следующих типов: - модем для выделенных каналов (телефонных или радиоканалов); - модем для коммутируемых каналов с автонабором и автоответом; - модем для оптических линий связи. Модуль интерфейса с интеллектуальными датчиками Honeywell (HWSTI) обеспечивает 8 независимых каналов связи (8 датчиков). 73 Вставляется в любой слот ввода/вывода. Клеммник устанавливается на рейке DIN и соединяется с модулем HWSTI гибким шлейфом. Условия эксплуатации: - температура - от - 40 до +70 0 С; - влажность - 5 - 95 % без конденсации. Размеры контроллера в защитном кожухе: 257 х 414 х 171 мм. Способ монтажа: на DIN-рейке или на щите (в шкафу). 2.2.3. Контроллер DPC 3330/3335 - интеллектуальный контроллер для управления распределенными технологическими процессами. Применяется там, где возможностей программируемых логических контроллеров (PLC) и удаленных терминальных устройств (RTU) недостаточно, а использование распределенной системы управления (DCS) слишком дорого. Контроллер подходит для применения в производствах с непрерывным циклом. При использовании на верхнем уровне контроллер DPC 3330/3335 решает такие задачи, как: - сбор данных с контроллеров нижнего уровня; - автоматическое регулирование (до 12 контуров), включая каскадное регулирование, регулирование соотношения и т. п.; - логическое управление (до 80 дискретных входов/выходов), включая пуск и остановку двигателей, управление последовательностью включения насосов, блокировки, аварийные переключения и т. п.; - вычисление косвенных показателей: расхода, КПД и т. п. Для применений с большим числом входных и выходных сигналов DPC 3330/3335 может поддерживать десять удаленных расширителей ввода/вывода RIO 3331 с общим количеством модулей ввода/вывода до 50. Каждый расширитель RIO 3331 может содержать до 10 модулей ввода/вывода. RIO 3331 подключается к контроллеру через порт RS-485, при этом не требуется дополнительного программного обеспечения. DPC 3330/3335 может оснащаться периферийными устройствами, включая встроенные дисплей и клавиатуру, внешние дисплей и клавиатуру, переносной компьютер, дисплей оператора, принтер. Контроллер DPC 3330/3335 имеет широкий набор модулей ввода/ вывода, включая полный набор модулей для ввода/вывода стандартных сигналов, и может быть подключен к большинству измерительных систем. Контроллер может работать автономно, либо взаимодействовать с другими контроллерами в сети Network 3000, с распространенными контроллерами и интеллектуальными датчиками других производителей. 74 Характеристика контроллера: Процессор – 186 XL, 12/20 МГц, ПЗУ 512 Кб, ОЗУ 128/384 Кб, дополнительное ПЗУ 64 байта для программ; 386 EX, 24 МГц, ОЗУ 512 Кб, Flash 512 Кб. Дополнительный математический сопроцессор. Батарея резервного питания ОЗУ. До четырех последовательных портов RS-423/RS-485. Встроенный модем (выделенные, коммутируемые линии или оптоволоконный кабель). Два конструктивных исполнения для подсоединения 6 или 12 модулей ввода/вывода: DI (8, 16), DO (8, 16), AI (4, 8), AO (2, 4), счетные входы (4HSC), низкоуровневые аналоговые входы (4LL), высокоскоростные аналоговые входы (4HSAI). Модуль интерфейса с интеллектуальными датчиками Honeywell. Модуль интерфейса с датчиками Bristol Babcock. Модуль интерфейса с радиосистемой. Дополнительные модули. Расширитель ввода/вывода RIO 3331. Рабочая температура от – 40 до +70 0 С. Коммуникационные возможности. Контроллер имеет два последовательных порта в базовой конфигурации, четыре – дополнительных. Возможен выбор интерфейса RS-423/RS-485 для каждого порта. BIP 1 и 2 - встроенный порт RS-562/RS-485. При работе через порт RS-485 допускается подключение до 32 узлов. При работе через порты RS-423 и RS-562 реализуется двухточечная связь (рис. 2.2.2). Асинхронная связь реализуется через все порты с выбором скорости (1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400 бод), BIP 1 и 2 – до 19200. Контроллер поддерживает высокоскоростную синхронную связь (до 4 портов). Скорость синхронной связи – 187.5 Кбод и 1 Мбод (многоточечная связь для RS-485 и коаксиального кабеля, двухточечная – для оптического 75 кабеля). Расстояние между узлами – до 2500м. Рис. 2.2.2. Связь пункта управления с удаленными контроллерами по телефонному каналу. 2.2.4. Программное обеспечение. Контроллеры программируются на языке ACCOL II (Advanced Communication and Control Oriented Language), высокоуровневом модульном технологическом языке программирования Bristol Babcock. Готовые программные модули могут выполнять следующие функции: - управление вводом/выводом; - ПИД - регулирование; - сравнение; - интегрирование; - вычисление; - поддержка протоколов связи. Особенности языка: - 90 модулей высокого уровня (алгоритмов); - 23 математические функции; - 12 операторов языка программирования; - многозадачность (127 задач на каждый RTU 3310); - интервалы выполнения задач: от 0.02 до 5400 секунд или непрерывно; - 9999 модулей ACCOL в каждой задаче; - аналоговый, логический и строковый тип переменных; - хранение аварийных/предупредительных сообщений (до 4096 сообщений в ОЗУ, 16 байт на каждое сообщение); - база данных (4 байта для хранения переменной, до 32 Кбайт для хранения массива). Схема управления процессом создается из стандартных модулей с помощью специальной программы с последующей загрузкой созданной схемы в оперативную память контроллера. Интерфейс диспетчера/оператора реализуется в SCADA-пакете RTAP/Plus компании Hewlett Packard. RTAP/Plus функционирует на персональных компьютерах с операционной системой Windows NT и полностью соответствует стандартам открытых систем. Программное обеспечение RTAP/Plus осуществляет все основные функции управления в реальном времени: - сбор данных о состоянии процесса; 76 - ведение базы данных реального времени с необходимыми расчетами; - реализация интерфейса оператора и выдача команд; - реализация различных алгоритмов управления; - выдача сигналов на ПЛК; - выявление отклонений параметров за уставки; - ведение ретроспективы; - подготовка отчетов. RTAP/Plus состоит из трех основных модулей: - ядро - набор базовых модулей; - надстройка над ядром; - средства разработки приложений. Для RTAP/Plus разработаны различные протоколы связи с различными ПЛК, в числе которых и ПЛК компании Bristol Babcock. Имеются и протоколы связи ПЛК компании Bristol Babcock с такими известными SCADA- системами, как FIX (Intellution), InTouch (Wonderware). На рис. 2.2.3 приведена структурная схема системы автоматизации газораспределительной станции (ГРС). Автоматизация ГРС произведена в рамках разрабатываемой АСУТП ЛПУМГ г. Очер Пермской области. Рис. 2.2.3. Система автоматизации ГРС. На ГРС установлен контролируемый пункт (КП), выполненный на базе комплекса технических средств СТН-3000 (Система Телемеханики Нетворк- 3000). СТН-3000 предназначена для построения систем управления территориально распределенными технологическими объектами. В ее состав входит полный набор технических средств, часть их которых разработана фирмой Bristol Babcock: - датчики давления, перепада давления, уровня жидкости и температуры; 77 - вычислители расхода газа; - многофункциональные контроллеры; - встроенные средства связи по телефонному кабелю, оптоволоконному кабелю и радиоканалу. КП ГРС обеспечивает следующий объем автоматизации (конкретный состав параметров определяется проектом): Телеизмерение - давления газа на входе ГРС; - температура газа на входе ГРС; - уровень защитного потенциала трубы на входе ГРС; - температура газа после подогревателя; - давления газа на выходе ГРС; - температура газа на выходе ГРС; - температура воздуха в помещении редуцирования. Телесигнализация - положение телеуправляемых кранов; - давление на входе ГРС выше нормы; - давление на выходе ГРС выше/ниже нормы; - авария подогревателя; - проникновение на территорию ГРС и/или в помещение ГРС. Телеуправление - управление телеуправляемыми кранами; - управление краном подачи одоранта. Телерегулирование - регулирование тока КЗ. КП ГРС обеспечивает также сбор информации с вычислителей расхода газа (TeleFlow, SuperFlow, Гиперфлоу и др.) и ее передачу на пункт управления. На ГРС установлен локальный АРМ оператора, оборудованный ПК с программным обеспечением InTouch. Контроль режимов работы ГРС и телеуправление кранами осуществляется как с локального АРМ оператора, так и из ДП ЛПУМГ. 2.3. Контроллеры компании Control Microsystems. Канадская компания Control Microsystems специализируется на разработке и производстве контроллеров для дистанционного контроля и управления. Основная номенклатура изделий компании - модульные 78 контроллеры семейств TeleSAFE Micro16 и SCADAPack. Кроме того, компания выпускает коммуникационный контроллер SmartWIRE, разнообразные модули ввода/вывода серии 5000 и модемы. Все эти аппаратные средства адаптированы для построения систем телемеханики и SCADA-систем. Контроллеры TeleSAFE Micro16, SCADAPack и SmartWIRE используют один набор модулей ввода/вывода, что позволяет в любой момент наращивать функции, реализуемые системой сбора данных и управления. На базе коммуникационного контроллера SmartWIRE может быть создана система телепередачи данных без программирования. 2.3.1. Контроллер TeleSAFE Micro 16. Контроллер TeleSAFE Micro 16 является программируемым логическим контроллером для больших и малых SCADA-систем. Он может работать как с небольшим количеством точек ввода/вывода, так и с сотнями точек. Контроллер состоит из базового блока (собственно контроллера/процессора TeleSAFE Micro 16) и модулей ввода/вывода серии 5000. Контроллер и модули ввода/вывода монтируются на стандартной рейке DIN-типа 7.5 х 35 мм и соединяются с помощью межмодульного кабеля, представляющего собой ленточный кабель из 16 проводов. Характеристика процессора TeleSAFE Micro16 Процессор 16 - битовый КМОП микроконтроллер М37702 Тактовая частота 14.7 МГц Память От 128 Кб до 1 Мб КМОП ОЗУ От 64 Кб до 2Мб СППЗУ 1 Кб ЭСППЗУ Энергонезависимая память КМОП ОЗУ с литиевой батареей удерживает содержимое в течение 2 лет при отключенном питании Часы/календарь 1 минута в месяц Контроллер TeleSAFE Micro16 предназначен для: обеспечения местного управления и обработки данных; работы в качестве концентратора для удаленных систем на базе контроллеров TeleSAFE Micro16, SCADAPack или SmartWIRE; обеспечения работы по двум портам, связанным с компьютерами или SCADA-системами; 79 работы в многоточечных системах телеметрии. Контроллер TeleSAFE Micro16 имеет встроенный блок питания, три дискретных/счетных входа, вход прерывания, выход состояния, вход температуры окружающей среды, вход напряжения батарейки ОЗУ. Блок питания имеет выходы 5В и 24В постоянного тока. Мощность источника питания достаточна для питания платы контроллера, верхнего и нижнего модулей ввода/вывода и ограниченного числа модулей ввода/вывода серии 500. Контроллеры TeleSAFE Micro16 могут работать в режимах исполнения (RUN), сервиса (SERVICE) или холодного запуска (COLD BOOT). При старте в режиме исполнения автоматически выполняются программы лестничной логики (LL) и программы С, находящиеся в памяти контроллера. Старт в сервисном режиме (используется во время программирования и работах по наладке) останавливает программы с сохранением их в энергонезависимой памяти и позволяет произвести перепрограммирование и инициализацию контроллера. Старт в режиме холодного запуска (используется после установки новой версии фирменного программного обеспечения) производит инициализацию контроллера и удаляет все программы. Контроллеры TeleSAFE Micro16 могут работать при чрезвычайно малой потребляемой мощности, находясь в режиме ожидания («спящий» режим). Во время режима ожидания происходит следующее: - все программы прекращают выполнение; - питание 5В отключается от большинства цепей и шины ввода/вывода; - питание 24В не отключается, и продолжают работать три счетчика контроллера, вход прерывания, часы и сигнализация. Контроллер TeleSAFE Micro16 входит в режим ожидания под управлением прикладной программы и выходит из режима ожидания при следующих условиях: - при перезапуске контроллера, возникающем при отключении и подаче питания к контроллеру; - при появлении сигнала от часов реального времени, определенного прикладной программой; - при подаче сигнала на вход прерывания; - когда любой из счетчиков сбрасывается (это возникает через каждые 65 536 импульсов на каждом входе). На плате контроллера TeleSAFE Micro16 имеется три цифровых входа. 80 Входы могут принимать сигналы переменного и постоянного тока, а также могут быть использованы, как высокоскоростные счетные входы постоянного тока. Вход прерывания платы контроллера – это многофункциональный дискретный вход. Основное его назначение - выводить контроллер TeleSAFE Micro16 из "спящего" режима. Вход прерывания можно использовать как цифровой вход состояния или счетный вход. Максимальная частота, принимаемая счетчиком входа прерывания – 200 Гц. Выход состояния сигнализирует внешнему устройству об аварийном состоянии контроллера: - сбое питания; - сбросе контроллера; - при условиях, определенных прикладной программой. На контроллере TeleSAFE Micro 16 имеется 18 светодиодов, которые управляются центральным процессором. В дополнение ко встроенным входам/выходам контроллер TeleSAFE Micro16 поддерживает до 40 модулей ввода/вывода серии 5000. Максимальные возможности по вводу/выводу в любом сочетании: 128 аналоговых входа (8 модулей по 16 каналов); 64 аналоговых выхода (16 модулей по 4 канала); 256 дискретных входа (16 модулей по 16 каналов); 256 дискретных выхода (16 модулей по 16 каналов); 32 счетных входа (8 модулей по 4 канала). |