Контроллеры зарубежных производителей
 Скачать 2.15 Mb.
|
|
Поддерживаемые протоколы Процессоры Сети D2-230 D2-240 D2-250 K-sequence (ведомый) порт верхний порт, нижний порт верхний порт, нижний порт DirectNET (ведомый) нижний порт, F2-DEVNETS верхний порт, нижний порт, F2-DEVNETS DirectNET (ведущий) DCM нижний порт, DCM Modbus (ведомый) DCM нижний порт, DCM Modbus (ведущий) нижний порт Ethernet H2-ECOM, H2-ECOM-F H2-ECOM, H2-ECOM-F Скорость обмена через верхний порт фиксирована и равна 9600 бод. Скорость обмена через нижний порт меняется от 300 до 38400 бод. Для увеличения длины канала связи между ведущим и ведомыми контроллерами используется конвертор интерфейса RS-232/RS-485. В сети с последовательным обменом одно устройство является ведущим, а остальные – ведомые. Ведущими в такой сети могут быть: - процессор D2-250 (по протоколам DirectNET и MODBUS); - процессор D2-240 с модулем D2-DCM (по протоколу DirectNET); - ПК с ПО DirectLogic или HMI. 119 Модуль передачи данных D2-DCM используют для придания контроллеру функции ведущего по шине DirectNET (рис.2.5.3), однорангового узла шины DirectNET (сеть с двумя равноправными контроллерами), ведомого по шине MODBUS. Скорость обмена данными – 38,4 Кбод. При использовании сетевого интерфейса RS-485 необходимо применять конверторы интерфейсов RS-232/RS-485 (F2-UN-CON). Рис. 2.5.3. Контроллеры DL205 в сети DirectNet Другой вариант взаимодействия контроллеров семейства DL205 по шине DirectNET может быть реализован с помощью модуля F2-DEVNETS (ведомый). Этот модуль позволяет организовать связь системы ввода/вывода с ведущим устройством (контроллером или ПК, поддерживающим DirectNET). Модуль F2-DEVNETS выполняет функции ведомого в сети DirectNET и устанавливается в слот процессора. В его задачу входит сканирование и передача данных по шине ведущему устройству. Один модуль F2-DEVNETS поддерживает (в зависимости от числа слотов в каркасе) до 128 (8х16) вводов/выводов (64/64). К одной шине может быть подключено до 64 устройств. При этом длина шины может достигать 500м при скорости обмена 125 Кбод. При скорости обмена 500 Кбод длина шины – 100м. Так как процессор D2-250 способен функционировать в качестве MODBUS-ведущего, а модуль DCM придает контроллеру функции MODBUS-ведомого, то построение сети с использованием протокола MODBUS RTU не представляет сложности (рис. 2.5.4). Рис. 2.5.4. Взаимодействие контроллеров DL205 по протоколу MODBUS. 120 Коммуникационные модули H2-ECOM и H2-ECOM-F позволяют организовать соединение контроллеров в высокоскоростную сеть Ethernet с равноправными узлами (рис. 2.5.5). Скорость обмена информацией по сети – до 10Мбод. Протяженность линии связи достигает 100м с модулем H2- ECOM и 2000м – с модулем H2-ECOM-F (оптоволокно). Используя повторители, можно удлинить линию связи и увеличить количество узлов. Соединение контроллеров с персональным компьютером осуществляется посредством стандартного кабеля и концентраторов (HUB). Используя HUB, можно строить системы с практически неограниченным числом каналов ввода/вывода. Рис. 2.5.5. Контроллеры DL205 в сети Ethernet. Условия эксплуатации контроллеров: - температура – от 0 до + 55 о С; - влажность – 5% - 95% без конденсации. Способы монтажа: на DIN-рейке или на щите. Размеры контроллеров семейства DL205: 172/203/265/358 х 90 х 75 * мм. Ширина контроллера определяется количеством слотов в каркасе; * - размер дан с 8 - канальными модулями ввода/вывода; - 87 мм с 16 - канальными модулями ввода/вывода. 2.5.3. Direct Logic DL405–семейство модульных контроллеров со сменными процессорными модулями (D4-430, D4-440, D4-450). Количество модулей в каркасе – 4, 6, 8. Контроллеры этого семейства наряду с локальным вводом/выводом поддерживают расширение ввода/вывода (до 3 модулей расширения) и удаленный ввод/вывод. В семействе имеется большой набор (около 60) 121 модулей ввода/вывода различных типов сигналов и коммуникационных модулей для взаимодействия контроллеров с сетями, включая Ethernet. Характеристика процессоров Процессор D4-430 D4-440 D4-450 Общий объем памяти (слов) 6.5К 22.5К 30.8К Память программ встроенная (слов) 3.5К ППЗУ нет 7.5К Flash При наличии картриджа памяти нет до 15.5К до 15.5К Объем памяти данных э/н V (слов): 3К 7К 15.3К Резервное питание от батарей да да да Время выполнения логической операции 3 мкс 0.33мкс 0.96мкс Время сканирования (программы в 1К) 8-10мс 2-3 мс 4-5 мс ПИД-регулирование нет нет да В процессоре предусмотрено до 16 контуров ПИД-регулирования. Существует возможность выбора режима управления: автоматический, ручной, каскадное регулирование. Характеристики контура регулирования (текущее и заданное значения параметра, уставки сигнализации и т. д.) находятся в V-памяти (память переменных/данных), что делает их доступными с панели оператора. Кроме того, процессор D4-450 поддерживает вещественную арифметику. Ввод/вывод. Контроллеры этого семейства наряду с локальным вводом/выводом поддерживают расширение ввода/вывода, удаленный ввод/вывод, а также распределенный ввод/вывод. Под локальным понимается каркас, в котором находится процессор. Понятие “локальный ввод/вывод” относится к модулям, расположенным в одном каркасе с процессором. Расширенный ввод/вывод используется при нехватке слотов ввода/вывода в локальном каркасе или недостаточной мощности источника питания каркаса. Семейство контроллеров DL405 допускает до 3 каркасов расширения. Расширенная конфигурация образуется модулями ввода/вывода, расположенными в каркасах, соединенных последовательно с локальным каркасом процессора. В каждом каркасе расширения в слот процессора устанавливается модуль расширения D4-EX. Соединение осуществляется кабелем длиной 1м. При необходимости размещения каркасов ввода/вывода на некотором удалении от локального каркаса допускается удаленный ввод/вывод. Соединение удаленных каркасов (с модулями “D4-RS-ведомый”) с локальным каркасом процессора осуществляется через порт процессора или 122 посредством модуля “D4-RM-ведущий” (рис. 2.5.6). Рис. 2.5.6. Организация расширенного и удаленного ввода/вывода. Каждый модуль D2-RM поддерживает один канал удаленных вводов/выводов (до 7 каркасов). Все процессоры DL405 поддерживают два модуля D2-RM (процессор D4-450 плюс к этому имеет порт, поддерживающий удаленный ввод/вывод). Расстояние удаленных каркасов от контроллера достигает 1000м (экранированный кабель “витая пара”) при скорости обмена 38,4 Кбод. Характеристика ввода/вывода контроллеров Процессор D4-430 D4-440 D4-450 Общее число каналов в/в 1152 1664 3584 Локальные в/в 640 640 2048 Количество каркасов расширения 3 3 3 Удаленные в/в 512 1024 1536 Количество удаленных каналов в/в 2 2 3 Число сигналов на канал 512 512 512 Число каркасов на канал: 7 7 7 Распределенный в/в SDS: Количество каналов (модулей) Количество в/в (устройств) на канал Макс. количество устройств 8 64 512 8 64 512 8 64 512 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 4/6/8 4/6/8 4/6/8 Система ввода/вывода SDS полностью отлична от рассмотренных выше подходов к организации ввода/вывода. Достаточно иметь интерфейсный модуль ввода/вывода SDS в локальном каркасе. Периферийные устройства (концевые выключатели, фотоэлектрические и бесконтактные датчики, позиционеры и задвижки) подключаются к модулю обычным 4-проводным 123 кабелем. Таким образом, модуль SDS заменяет стандартные модули ввода/вывода, обеспечивая подключение 64 дискретных входов или выходов (распределенный ввод/вывод). Длина магистрального канала SDS достигает 450м при скорости обмена 125 Кбод. С уменьшением длины канала скорость обмена возрастает (500Кбод при 120м и 1Мбод при 30м). Длина ответвлений от магистрального канала до периферийного устройства может достигать 7м. В каркас процессора можно устанавливать до 8 ведущих модулей SDS (до 512 адресатов на процессор). Пример организации распределенного ввода/ввода с помощью полевой шины SDS приведен на рис. 2.5.7. Рис. 2.5.7. Распределенный ввод/вывод на базе шины SDS. Коммуникационные возможности. Контроллеры на базе процессоров D4-430 и D4-440 имеют два встроенных порта, которые не обеспечивают им широких сетевых возможностей. Для расширения сетевых возможностей используются интерфейсные модули. Контроллер с процессором D4-450 в этом плане выгодно отличается от своих “собратьев” по семейству, имея четыре встроенных порта, два из которых обеспечивают ему связь в качестве ведущего/ведомого в сетях DirectNet и Modbus. Все контроллеры семейства могут поддерживать связь по протоколу K- sequence. При этом контроллеры являются ведомыми по отношению к подключенным устройствам: ручному программатору HHP, программному обеспечению DirectSOFT, операторским панелям. Кроме того, они могут взаимодействовать и с другими сетями с помощью специализированных модулей. Скорость обмена через верхний порт (D4-430, D4-440) и порт 0 (D4-450) фиксирована и равна 9600 бод. Скорость обмена через нижний порт меняется от 300 до 19200 бод. Скорость обмена контроллера D4-450 через порт1, порт2 и порт3 может достигать 38400 бод. 124 В сети с последовательным обменом одно устройство является ведущим, а остальные – ведомые. Ведущими в такой сети могут быть: - процессор D4-450 (по протоколам DirectNET и MODBUS); - процессоры D4-430/440 с модулем D4-DCM (по протоколу DirectNET); - процессоры D4-430/440 с модулем F4-MAC-MB (по протоколу MODBUS); - ПК с ПО DirectLogic или HMI. Модуль передачи данных D4-DCM используют для придания контроллеру функции ведущего по шине DirectNET, однорангового узла шины DirectNET (сеть с двумя равноправными контроллерами), ведомого по шине MODBUS. В контроллерах DL405 с процессором D4-450, которые имеют порт для взаимодействия с шинами DirectNET и MODBUS в качестве ведущего/ ведомого, модуль DCM позволяет увеличить количество портов, что расширяет возможности контроллера. Модуль D4-DCM поддерживается любым процессором семейства и вставляется в любой слот каркаса процессора (до 7 модулей – дополнительных портов). Модуль D4-DCN способен поддержать до 90 ведомых терминалов. В семействе DL405 лишь один процессор D4-450 способен функционировать в качестве MODBUS-ведущего. Для расширения возможностей процессоров семейства в сети MODBUS предлагаются ведущий и ведомый сетевые модули, соответственно, F4-MAC-MB и F4-SLV- MB. Ведомый модуль F4-SLV-MB является альтернативным по отношению к решению на базе модуля D4-DCM в ситуациях, когда необходимо подключение к сети MODBUS. Но скорость обмена через этот модуль выше и достигает 115,2 Кбод (рис. 2.5.8). Рис. 2.5.8. Взаимодействие контроллеров DL405 по протоколу MODBUS. Коммуникационные модули H4-ECOM и H4-ECOM-F позволяют организовать соединение контроллеров в высокоскоростную сеть Ethernet с 125 равноправными узлами. Скорость обмена информацией по сети – до 10Мбод. Протяженность линии связи достигает 100м с модулем H4-ECOM и 2000м – с модулем H4-ECOM-F (оптоволокно). Используя повторители, можно удлинить линию связи и увеличить количество узлов. Соединение контроллеров с персональным компьютером осуществляется посредством стандартного кабеля и концентраторов (HUB). Архитектуру системы управления на базе персонального компьютера и системы ввода/вывода контроллеров DL405 можно создать, используя контроллеры Ethernet H4-EBC и H4-EBC-F. Для подключения одного каркаса ввода/вывода DL405 к сети необходим один контроллер H4-EBC (H4-EBC-F), устанавливаемый в слот процессора. Контроллер H4-EBC имет два порта: RS-232 для подсоединения к программатору и порт для сети Ethernet. Для подключения последующих каркасов ввода/вывода потребуются повторители. Контроллер H4-EBC-F имет порт RS-232 и специальный разъем для оптоволокна (приемник и передатчик), что обеспечивает более простое наращивание узлов сети. Возможности контроллеров H4-EBC: - контроллер имеет практически неограниченное число каналов ввода/вывода; - осуществляет детерминированное обновление каналов ввода/вывода в сетях с выделенными сегментами; - возможность наращивания сети; - обновление всех каналов ввода/вывода каркаса за время менее 1 мс; - имеет встроенный последовательный порт для подключения операторской панели и других устройств. Рис. 2.5.9. Система управления на базе контроллеров DirectLogic. 126 Обобщенная архитектура системы управления на базе контроллеров DirectLogic представлена на рис. 2.5.9. Условия эксплуатации: - температура – от 0 до + 55 о С; - влажность – 30% - 95% без конденсации. Способы монтажа: на DIN-рейке или на щите. Размеры контроллеров семейства DL405: 293/367/471 х 150 х 111 * мм. * - размер дан с 8 - и 16 - канальными модулями ввода/вывода; - 140 мм с 32 - и 64 - канальными модулями ввода/вывода. Специальные модули. Специализированный модуль сопроцессора позволяет обеспечить 16 контуров ПИД-регулирования. Эти модули поддерживаются всеми процессорами семейства. В каркасе процессора может быть размещено до шести модулей. Четырехконтурный контроллер температуры F4-4LTC. Модуль F4-4LTC обеспечивает функции четырех одноконтурных контроллеров с входами от датчиков температуры (термопар или термометров сопротивления) и управляющими выходами. Выбор типа входа осуществляется посредством переключателя. Выходы контроллера - полупроводниковые (открытый коллектор, 5-26.4В) релейные. Модули поддерживаются всеми процессорами семейства. В каркасе процессора может быть размещено до восьми модулей. Модуль входов прерываний D4-INT. D4-INT – 8-канальный модуль прерываний. Он предназначен для событий с высоким приоритетом, которые требуют выполнения специальных операций. Когда такое событие наступает, на модуль приходит импульс постоянного тока. Автоматически в процессор передается команда на прерывание выполнения текущей программы. Программа, выполняемая процессором, прерывается и начинает выполняться программа, соответствующая каналу, в котором это прерывание произошло. По окончании программы процессор автоматически возобновляет прерванную программу и продолжает сканирование до тех пор, пока не поступит следующий сигнал прерывания. Программирование контроллеров семейства Direct Logic. Программирование контроллеров осуществляется двумя способами: посредством ручного программатора D2-HHP и с использованием программного обеспечения DirectSOFT. 127 Программное обеспечение DirectSOFT представлено тремя пакетами: - PC-PGM-105 - для программирования контроллеров DL05/105; - PC-PGM-205 - для программирования контроллеров DL205; - PC-PGMSW- для программирования контроллеров всех семейств Direct Logic. Пакеты программ представляют собой 32-битовые приложения, работающие в операционной среде Windows. Основные характеристики ПО DirectSOFT. Редактирование программ: - полноэкранное редактирование с применением мыши и пиктограмм; - инструментальная панель с набором пиктограмм и горячих клавиш для всех элементов программы; - окно перекрестных ссылок; - окно редактора памяти для доступа к V - памяти (регистры данных); - копирование, вставка и удаление элементов программ, отдельных цепей или групп цепей; - поиск программных элементов по имени, адресу, номеру звена или типу инструкции. Документирование: - редактор документирования на основе сетки для облегчения доступа; - подробное описание программных элементов; - комментарии к каждой цепи объемом до 20 строк по 69 символов; - удаление, копирование и вставка документации из одного программного элемента в другой. Отображение на экране: - программы в представлении релейно-контактной логики; - одновременный просмотр нескольких программ; - одновременный просмотр различных частей программы в окнах многооконного экрана; - управление размерами окон экрана. Установка системных параметров: - настройка ПИД-регуляторов в специальных диалоговых окнах; - конфигурирование операторской панели DV-1000; - установка режима работы контроллера; - очистка памяти контроллера; - чтение конфигурации ввода/вывода контроллера; - установка параметров коммуникационных портов ПЛК, модемов или Ethernet. 128 Операции во время работы программы: - индикация состояния каналов связи с контроллером; - просмотр значений и состояния программных элементов, текущих значений таймеров, счетчиков; - задание формата представления данных в окне Data View; - наблюдение за работой нескольких контроллеров. Поддержка и отладка: - автоматическое обнаружение ошибок при вводе программы; - проверка синтаксиса программы; - контроль периода сканирования контроллера; - выполнение диагностики вводов/выводов контроллера; - вывод сообщений об ошибках контроллеров. На рис. 2.5.10 приведена архитектура АСУТП установки подготовки нефти (УПН) Урайского месторождения (НК ЛУКОЙЛ) на базе контроллеров Direct Logic (проект ИНСИСТ АВТОМАТИКА). Рис. 2.5.10. Архитектура АСУТП УПН. Система обеспечивает управление следующим оборудованием УПН: - буферные емкости и 4 нагревателя нефти; - 2 газосепаратора и 5 отстойников с регуляторами уровня и давления; - 3 электродегидратора с регуляторами уровня раздела жидкостей ; - 3 сепаратора КСУ с регуляторами уровня ; - 3 резервуара-отстойника и 2 резервуара тонкой очистки пластовой воды; 129 - 12 резервуаров товарных парков ; - факельные установки низкого и высокого давления; - 20 дренажно-канализационных емкостей с насосами откачки ; - 50 насосных агрегатов , 4 компрессора и 9 вентиляторов; - 80 электрозадвижек, 31 регулирующий клапан и узлы учета на на потоках жидкости и газа ; - реагентное хозяйство , пункт налива и другие вспомогательные объекты УПН. 11 станций управления ведут защиты и блокировки оборудования, автоматическое управление и регулирование, передавая на станции операторов по дублированным каналам связи (RS-422A/485) данные о технологических процессах и результатах управления и диагностики, а также реализуют дистанционные команды. Станции управления выполнены на базе контроллеров DL-405 и рассчитаны на обработку 1118 аналоговых и дискретных сигналов, обеспечивают 945 технологических защит и блокировок, содержат 26 регуляторов. 3 дублированные станции оператора - 6 персональных компьютеров в промышленном исполнении с пакетами InTouch 7.1 (Wonderware) под Windows NT Server 4.0 - обеспечивают визуализацию объектов управления, оперативную предупредительную и аварийную сигнализацию, дистанционное управление технологическим оборудованием, архивируют и отображают историю технологических процессов, ведут журналы событий, сигнализаций и команд операторов, рассчитывают и документируют результаты работы УПН. Станции оператора обеспечивает функции оперативного управления УПН через 106 окон и панелей, поддерживая 2130 сигнализаций и 296 трендов. 2.6. Контроллеры MOSCAD компании MOTOROLA. |