Контроллеры зарубежных производителей
 Скачать 2.15 Mb.
|
|
DeviceNet (IC200DBI001) обеспечивает интерфейс VersaMax с сетью DeviceNet. Модуль имеет встроенный источник питания Характеристика модуля: - поддерживает до 8 модулей в станции; - поддерживает 130/130 дискретных вводов/выводов; - адресное пространство – от 0 до 63 (сеть поддерживает до 63 устройств); - скорость – 125 Кбод, 250 Кбод, 500 Кбод; - физическая линия – витая пара; - топология – шина. 2.4.4. Программное обеспечение. Базовым средством интегрирования контроллеров GE Fanuc в систему управления технологическим процессом является пакет программ Logicmaster. Модули GE Fanuc не имеют конфигурационных переключателей и перемычек, все конфигурирование контроллера 109 выполняется при помощи Logicmaster. Это же средство используется для программирования контроллеров, диагностики их технического состояния и отладки программ. Для программирования контроллеров GE Fanuc обычно используется язык релейно-контактной логики. Logicmaster поддерживает структурированное написание программ с использованием процедур, присвоение символьных имен входам, выходам и ячейкам памяти, комментарии к строкам программы. Если задача управления требует выполнения сложных логических операций или расчетов, возможно программирование на языках C и State Logic. При работе с контроллерами в качестве устройства программирования используется портативный компьютер - Notebook с Logicmaster, подключаемый к контроллеру через последовательный порт. SCADA - система Cimplicity. Cimplicity - один из старейших HMI- продуктов на мировом рынке. Этот программный продукт работает в среде операционных систем UNIX, VMS, HP UX на компьютерных платформах IBM, VAX, DEC. Графика Cimplicity позволяет создавать динамические экраны, представляющие технологический процесс. Панели инструментов предоставляют возможность разработчику выравнивать, вращать, изменять контуры, рисовать и создавать группы объектов, редактировать копировать и стирать, передвигать объекты по экрану. В системе имеется библиотека графических объектов для различных отраслей промышленности. Графика Cimplicity поддерживает стандарты Microsoft OLE и. Это позволяет включать в графические экраны таблицы или графики из Excel, рапорты из баз данных SQL и Access, картинки bitmap, видео- и аудиокдипы, графики, алармы и т. д. из других приложений пакета. В пакете Cimplicity предусмотрена система генерации и управления алармами. Окна алармов можно настраивать и встраивать в графический экран. Имеется возможность изменять шрифты, размеры окна, стили и тексты алармов. Тренды также могут встраиваться в графический экран (стандарт OCX). Количество графиков на один объект трендов не ограничено. Причем тренд может иметь сразу несколько источников поступления данных, включая текущую информацию и информацию, сохраненную в файле. Для каждого графика возможен свой масштаб. Предусмотрена возможность конфигурирования трендов в режиме исполнения. В качестве языка для написания собственных программных модулей может быть использован Visual Basic. Пользователю предоставлена 110 возможность создавать программные блоки, базирующиеся на системных событиях, алармах, переменных из базы данных или конкретных действий оператора. Для поддержания обмена с внешними базами данных используется механизм ODBC. Cimplicity предоставляет возможность горячего резервирования, которая обеспечивает автоматическое переключение с первичной системы на вторичную в случае отказа. Переменные, алармы и другие параметры сохраняются синхронно в двух системах, уменьшая тем самым время реакции и восстановления. Для OS Windows NT время перехода на резервный сервер составляет 10 миллисекунд. Панель управления переменными обеспечивает пользователя списком переменных в системе. С помощью этой панели можно организовать фильтрацию переменных, сортировку в зависимости от имени, устройства поступления, ресурсов. На рис. 2.4.5 приведена архитектура автоматизированной системы управления технологическими процессами установки комплексной подготовки газа (АСУТП УКПГ) “Промысел-1”. Эта система, обеспечивающая очистку газа от примесей и его осушку триэтиленгликолем (ТЭГ), введена в эксплуатацию в конце 2000 года на газовом месторождении "Юбилейное" ООО "Надымгазпром". АСУТП “Промысел-1” разработана специалистами ОАО "Газавтоматика" при участии ООО "Advantek Engineering". Информационная мощность объекта управления: 436 AI, 75 AO, 1498 DI и 687 DO. АСУ ТП "Промысел-1" территориально распределена по площадке технологического объекта и имеет два уровня управления: уровень систем автоматического управления (САУ); уровень оперативно-диспетчерского управления. Уровень САУ построен с использованием ПЛК серии 90-30 фирмы GE Fanuc на базе процессорного модуля IC693CPU364, имеющего встроенный интерфейс Ethernet 10Base-T. Кроме процессорного модуля на базовой плате контроллера размещены: - коммуникационные модули - для связи с интеллектуальными датчиками и внешними микропроцессорными системами; - контроллеры шины Genius - для связи с УСО Field Control и верхним уровнем. 111 Рис. 2.4.5. Архитектура АСУТП УКПГ “Промысел-1”. Ввод/вывод системы построен на базе УСО Field Control. Каждая станция УСО Field Control состоит из: - интерфейсного блока шины Genius, обеспечивающего связь с контроллером и возможность конфигурирования модулей ввода/вывода, подключаемых к нему; - 4 базовых плат ввода/вывода, на каждой из которых может размещаться по 2 модуля ввода/вывода; - модулей ввода/вывода. Связь станций Field Control с контроллерами осуществляется с использованием не резервированной шины Genius. Для автоматизации наиболее ответственных технологических участков УКПГ применена система с горячим резервированием контроллеров. Реализованы алгоритмы синхронизации контроллеров и безударного перехода с основного контроллера на резервный и обратно. На уровне САУ система управления "Промысел-1" обеспечивает выполнение следующих функций: сбор и контроль технологической информации с основных и вспомогательных технологических объектов УКПГ; сбор и контроль технологической информации от внешних систем управления; формирование и ведение базы данных значений параметров; реализация законов автоматического регулирования (ПИД); 112 выполнение алгоритмов автоматического управления, технологических блокировок; выполнение алгоритмов противоаварийной защиты; отработку команд дистанционного управления (выдачу управляющих воздействий на ИМ в соответствии с командами, принятыми с верхнего уровня); связь с верхним уровнем управления УКПГ (передача технологической информации, прием команд); непрерывный контроль работоспособности технических средств и определение отказавших устройств. В состав уровня оперативно-диспетчерского управления входят: - резервированный SCADA-сервер на базе пакета HMI iFIX; - две двухмониторные станциями операторов, станция инженера- технолога на базе пакетов iClient iFIX; - станция системного инженера с установленными пакетами iClient iFIX и Versa Pro. Операционной системой основного и резервного серверов является Windows NT 4.0 Server, операционной системой рабочих станций — Windows NT 4.0 Workstation. На верхнем уровне АСУ ТП "Промысел-1" обеспечивает реализацию следующих функций: сбор и контроль технологической информации от технических средств САУ основных и вспомогательных объектов (служб) УКПГ; сигнализацию отклонений технологических параметров от регламентных норм; ведение базы данных реального времени; формирование и отображение мнемосхем, трендов; формирование и отображение сводок и режимных листов; формирование и отображение протокола событий; формирование и выдачу выходных документов и протоколов событий на печать; протоколирование действий оперативного персонала; вычисление суммарных (интегральных) и средних (час/два часа) расходов газа; учет расхода газа по узлам входа шлейфов и технологическим линиям; учет расхода газа на собственные нужды и воды; учет расхода химреагентов; формирование и выдачу команд дистанционного управления; 113 контроль выполнения команд управления; выдачу уставок регуляторам; интерфейс "человек – машина"; связь с нижним уровнем системы (прием технологической информации с уровня САУ, передача команд управления на уровень САУ); обмен информацией с уровнем диспетчерского управления. назначение (разграничение) прав для различных групп пользователей на доступ к информации и к функциям управления; регистрацию пользователей в системе по индивидуальному идентификатору пользователя с введением пароля; ведение протокола регистрации пользователей и их наиболее ответственных действий с указанием реального времени и информации об этих действиях; ведение и вывод по запросу протоколов событий, происходящих в системе (действия по управлению, изменение конфигурации, системные события); непрерывный контроль работоспособности технических средств и обеспечение обнаружения отказа и причины отказа, с выдачей звуковой и визуальной сигнализации оператору ОПС и занесением информации об отказе в протокол событий. Коммуникационная подсистема состоит из: Резервированной системной шины Genius для связи цеховых контроллеров уровня САУ с резервированным контроллером- концентратором на основе ПЛК серии 90-30; Сети Fast Ethernet для связи SCADA-серверов с коммуникационным контроллером и станциями операторов, обеспечивающей обмен 10/100 Мбит/с в зависимости от типа подключаемого к сети порта Ethernet. Кроме того, по этой сети осуществляется удалённое конфигурирование контроллеров уровня САУ. Сеть строится на базе коммутатора, позволяющего исключить влияние недетерминированности сети Ethetnet на надёжность доставки технологической информации в режиме реального времени. 2.5. Контроллеры компании Koyo. Японская компания KOYO SEIKO Group - одна из известнейших в мире компаний по разработке и производству контроллеров, операторских терминалов, программного обеспечения контроллеров. PLCDirect - дочерняя 114 компания KOYO, созданная для продвижения на мировом рынке программируемых контроллеров. 2.5.1. Direct Logic DL05 – моноблочные контроллеры, содержащие источник питания, процессор и устройство дискретного ввода/вывода. Количество дискретных каналов ввода/вывода фиксировано (8/6) и не может быть увеличено, но предусмотрен один слот расширения: модуль аналогового ввода на 4 канала или часы-календарь. Предлагается шесть модификаций контроллера, имеющих одинаковый внешний вид, источник питания, процессор, количество каналов ввода/вывода, но их различное сочетание. Маркировка контроллеров этого семейства имеет следующий вид: DO–05AA (AD, AR, DA, DD, DR), где DO - тип семейства, 05 - тип процессора, AA (AD, AR, DA, DD, DR) - характеристика ввода/вывода (первая буква в обозначении – вход, вторая – выход). A – сигнал переменного тока; D – сигнал постоянного тока; R – релейный выход. В соответствии с этим контроллер семейства DL05 модели DO-05AD имеет 8 входов переменного тока и 6 выходов постоянного тока. Характеристика процессора Процессор DL05 Общий объем памяти (слов) 6К Объем памяти программ (слов) 2048 Объем памяти переменных (слов) 4096 (128 - э/н * ) Автономное питание памяти нет Время выполнения логической операции 2.0 мкс Время сканирования (программы в 1К) 2.7-3.2 мс * э/н - энергонезависимая память. Контроллер не поддерживает удаленный и распределенный ввод/вывод. Диапазон входных сигналов переменного тока – 90-120В, постоянного тока –12-24В. Диапазон выходных сигналов переменного тока – 17-240В, 0.5А; постоянного тока – 6-27В, 0.5/1А. Диапазон релейных выходов: переменный ток – 6-240В, 2А; постоянный ток – 6-27В, 2А. 115 Коммуникационные возможности. Все модификации DL05 имеют два встроенных порта RS-232. Оба порта могут поддерживать связь по протоколам K-sequence, DirectNet и Modbus. Порт 1 выполняет функцию только ведомого для всех этих протоколов. Через этот порт контроллер может быть подключен к ручному программатору HHP, программному обеспечению DirectSOFT, операторским панелям. Скорость обмена фиксирована и равна 9600 бод. Порт 2 – ведомый для протокола K-sequence и ведущий/ведомый для протоколов DirectNet и Modbus RTU. Через этот порт контроллер может взаимодействовать с другими контроллерами, а также с теми же устройствами, что и через порт 1. Скорость обмена может настраиваться от 300 до 38400 бод. На рис. 2.5.1 контроллеры взаимодействуют через порт 2 по любому из протоколов (DirectNet и Modbus RTU). Для увеличения протяженности канала связи между ведущим и ведомыми контроллерами использован интерфейс RS-485 (КИ – конвертор интерфейса). Ручные программаторы D2-HPP подключены к контроллерам через порт 1. Рис. 2.5.1. Сеть контроллеров DL05. В качестве специальных возможностей контроллер DL05 поддерживает ПИД-регулирование (импульсный выход). Размеры контроллеров семейства DL05 – 120 х 95 х 65 мм. Условия эксплуатации: - температура – от 0 до + 55 о С; - влажность – 5% - 95% без конденсации. Способы монтажа: на DIN-рейке или на щите. 2.5.2. Direct Logic DL205 – семейство модульных контроллеров со сменными процессорными модулями (D2-230, D2-240, D2- 250). Количество модулей в каркасе – 3, 4, 6, 9 116 (первый слот каркаса – для CPU, количество слотов для модулей ввода/вывода, соответственно, – 2, 3, 5, 8). Допускает от 2 до 8 каналов удаленного ввода/вывода. В семействе имеется большой набор (около 30) модулей ввода/вывода различных типов сигналов и коммуникационных модулей для взаимодействия контроллеров с различными сетями, включая Ethernet. Характеристика процессоров Процессор D2-230 D2-240 D2-250 Общий объем памяти (слов) 2.4К 3.8К 14.8К Объем памяти программ (слов) 2048 ППЗУ 2560 ППЗУ 7680 ППЗУ Объем памяти переменных э/н (слов): 256 ППЗУ 1024 ППЗУ 7168 ППЗУ Питание от батарей да да да Время выполнения логической операции 3.3 мкс 1.4мкс 0.61мкс Время сканирования (программы в 1К) 4-6мс 10-12 мс 1-2 мс ПИД-регулирование нет нет да Часы/календарь реального времени нет да да В процессоре D2-250 предусмотрено четыре контура ПИД- регулирования. Существует возможность выбора режима управления: автоматический, ручной, каскадное регулирование. Характеристики контура регулирования (текущее и заданное значения параметра, уставки сигнализации и т. д.) доступны с панели оператора. Характеристика ввода/вывода Процессор D2-230 D2-240 D2-250 Общее число каналов в/в 128 896 2048 Локальные в/в 128 256 256 Количество каркасов 1 1 1 Удаленные в/в нет 896 2048 Удаленные каналы в/в нет 2 8 Число сигналов на канал - 512 512 Число каркасов на канал: С протоколом RM-NET С протоколом SM-NET 7 31 7 31 Количество каналов в/в в модуле 2/4/8/16/32 2/4/8/16/32 2/4/8/16/32 Количество слотов для модулей в/в в каркасе 2/3/5/8 2/3/5/8 2/3/5/8 Допускает только один каркас локального ввода/вывода (расширение системы DL205 не допускается) и удаленный ввод/вывод. 117 Все локальные каналы обновляются на каждом шаге сканирования процессора. Локальные каркасы (на 3, 4, 6, и 9 слотов) имеют источник питания. Предельное количество локальных каналов ограничено числом слотов и энергопотреблением системы. Удаленный ввод/вывод применяется для систем, в которых имеется достаточное число датчиков и других полевых устройств, находящихся на достаточно большом расстоянии (до 1000м) от центрального процессора. Для значительной части приложений этот подход позволяет уменьшить стоимость линий связи за счет того, что каналы ввода/вывода размещаются вблизи соответствующих устройств. Поддержка удаленных вводов/выводов осуществляется посредством модулей D2-RMSM (удаленный ведущий) и D2-RSSS (удаленный ведомый). Ведущий модуль D2-RMSM располагается в локальном каркасе контроллера и соединяется экранированным кабелем типа витая пара с “удаленным ведомым” D2-RSSS, который находится в удаленном каркасе (рис. 2.5.2). Рис. 2.5.2. Организация удаленного ввода/вывода. Каждый модуль D2-RMSM поддерживает один канал удаленных вводов/выводов (с протоколом RM-NET – до 7 каркасов, с протоколом SM- NET – до 31 каркаса). Процессор D2-240 поддерживает два модуля D2- RMSM, процессор D2-250 – семь (плюс порт процессора с протоколом RM- NET). Несмотря на это, D2-240 поддерживает в сумме 320 входов, 320 выходов и 256 управляющих реле (всего 896); D2-250 – 512 входов, 512 выходов и 1024 управляющих реле (всего 2048). Расстояние удаленных каркасов от контроллера достигает 1200м при работе с протоколом RM-NET и скорости обмена 38,4 Кбод. При использовании протокола SM-NET и протяженности линии 1200м скорость обмена 38,4 Кбод, при протяженности линии 100м – 614,4 Кбод. Каналы удаленного ввода/вывода обновляются асинхронно по отношению к сканированию процессора. Поэтому из числа задач, 118 использующих удаленный ввод/вывод, решены могут быть только те, которые не требуют обновления ввода/вывода на каждом шаге. Коммуникационные возможности. Контроллеры семейства DL205 (D2-240, D2-250) могут взаимодействовать с сетями DirectNet, Modbus и Ethernet через два встроенных порта RS-232 и с помощью интерфейсных модулей. Контроллер D2-230 не поддерживает сетевого обмена (один порт RS-232). Все контроллеры семейства могут поддерживать связь через все порты по протоколу K-sequence. При этом контроллеры являются ведомыми по отношению к подключенным устройствам: ручному программатору HHP, программному обеспечению DirectSOFT, операторским панелям. |