Контроллер имеёт модульную конструкцию. Он включает в свой состав широкий спектр модулей самого разнообразного назначения:

· - модули центрального процессора. Для решения задач различного уровня сложности может использоваться несколько типов центральных процессоров различной производительности, включая модели со встроенными входами-выходами и соответствующими функциями, а также модели со встроенным интерфейсом PROFIBUS-DP;

· - сигнальные модули, используемые для ввода и вывода дискретных и аналоговых сигналов;

· - коммуникационные процессоры для подключёния к сетям и PPI-соединений;

· - функциональные модули для решения задач счета, позиционирования и автоматического регулирования.

К контроллеру может быть централизованно подключёно максимум 1024 цифровых и 256 аналоговых каналов. Используются новые Simatic Micro Memory Cards (MMC) ёмкостью до 8 MB, в качестве энергонезависимой памяти.

Контроллеры SIMATIC S7-300 обладают широкими коммуникационными возможностями: наличие коммуникационных процессоров для подключёния к сетям PROFIBUS, Industrial Ethernet и AS-интерфейсу; наличие коммуникационных процессоров для подключёния к PPI-интерфейсу; наличие в каждом центральном процессоре встроенного интерфейса MPI (multipoint interface), позволяющего создавать простые и дешевые сетевые решения для связи с программаторами, персональными ЭВМ, устройствами человеко-машинного интерфейса и т.д.

Контроллеры для работы в стандартных промышленных сетях WAGO I/O серии 750 (Рис. 5.5.).Контроллер WAGO I/O предназначен для организации удалённого сбора данных и управления на основе различных промышленных сетей (Fieldbus). Система позволяет принимать и передавать дискретные, аналоговые, числоимпульсные сигналы, а также обмениваться данными с различными специальными устройствами.

Рис. 5.5. Контроллер для работы в промышленных сетях WAGO I/O 750

Разработчик может подключиться к любой существующей промышленной сети выбрав соответствующий сетевой адаптер. При этом нет необходимости менять весь контроллер. Подключёние к различным промышленным сетям осуществляется путём применения соответствующих базовых контроллеров, при этом состав модулей ввода-вывода может оставаться неизменным.

С другой стороны, пользователю предоставлена возможность максимально гибко изменять состав каналов ввода-вывода за счет использования модулей, рассчитанных на подключёние четырёх, двух или одного канала ввода-вывода.

Это дает значительную экономию средств по сравнению с традиционными PLC имеющими, как правило, модули, рассчитанные на 16/8 каналов ввода-вывода за счет уменьшения избыточности системы.

В WAGO I/O отсутствует традиционное для практически всех PLC объединительное шасси. Механическим соединителем для отдельных модулей ввода-вывода является стандартный монтажный DIN-рельс, а электрическим . надежные лепестковые контакты внутренней шины.

Базовые контроллеры могут быть пассивными и активными (программируемыми). Обычный пассивный базовый контроллер выполняет две основные задачи:

· - организация циклического обмена по внутренней магистрали между модулями ввода-вывода и внутренним двухпортовым ОЗУ;

· - поддержание связи по внешней промышленной сети с управляющим компьютером, передача в сеть (по запросу ведущего) данных из внутреннего ОЗУ и наоборот.

Загрузка программ может быть осуществлена как локально, через диагностический порт контроллера WAGO I/O, так и дистанционно, по сети Fieldbus.

5.4 Микропроцессорные средства автоматики и диспетчеризации корпорации SchneiderElectric

5.4.1 Платформа автоматизации Modicon Quantum

Контроллеры Quantum (Рис. 5.6) являются специализированными компьютерными системами с возможностями цифровой обработки сигналов. Quantum - разработан на базе модульной, расширяемой архитектуры для задач управления в реальном времени в индустрии и промышленности. При этом используются центральные процессоры (CPU), модули В/В (I/O) (и удалённый ВВОД/ВЫВОД серии 800), источники питания (PS), и монтажные платы.

Рис. 5.6. Контроллер Modicon TSX Quantum 311 10

При разработке контроллеров серии Quantum сохранена полная преемственность с семейством контроллеров Modicon 984. Кроме этого, для повышения эффективности прикладных систем предусмотрен ряд усовершенствований, позволяющих улучшить функциональные возможности и снизить их общую стоимость. На рис. 5.7 показан пример типичной системы управления с использованием Quantum.

Все модули могут вставляться в любой слот монтажной панели. Ограничения по расположению модулей на монтажной панели из-за каких-либо условий конфигурации, за исключением модуля питания, отсутствуют. Для отображения состояния модулей при работе, на них имеются светодиодные индикаторы.

Рис.5.7 Система управления на базе контроллера Quantum

Можно применять "горячую" замену модулей (удаление/установка модулей без отключения контроллера). Разъёмы внешних подключёний при этом должны быть предварительно отсоединены от модуля. Разъёмы внешних подключёний устанавливаются с лицевой стороны модуля В/В.

Местная панель может содержать до 14 модулей В/В. Сеть удалённого В/В (RIO) может поддерживать до 31 подканала. Сеть RIO может использовать одинарный или сдвоенный кабель передачи данных. Дублирование кабеля увеличивает надёжность связи в сетях RIO и позволяет продолжать работу даже когда один из кабелей вышел из строя.

CPU - это модуль центрального процессора Quantum, обязательно находится на местной монтажной панели В/В. Процессор - это электронная вычислительная система, которая использует программируемую память для хранения внутри себя команд пользователя. Эти команды используются для выполнения специальных функций типа логической обработки сигналов, изменения последовательности действий, измерения интервалов времени, осуществления связи и математических вычислений, а также управления с помощью цифровых и аналоговых выходов для различных типов агрегатов и процессов.

Процессор Quantum обеспечивает управление местным, удаленным, и распределённым ВВОДОМ/ВЫВОДОМ системы. Модули В/В (I/O) Quantum - электрические преобразователи сигналов, которые преобразуют сигналы, вводимые от различных датчиков, таких, как концевые выключатели, различные переключатели, датчики температуры, к уровням и формату сигналов, которые могут обрабатываться центральным процессором, и формируют выходные сигналы на исполнительные механизмы, например, соленоиды, приводы клапанов или задвижек и др.

Источники питания используются для обеспечения системным питанием всех модулей, установленных на монтажной панели, включая модули центрального процессора, модули интерфейса для сетевой передачи данных и модули В/В Quantum. В зависимости от конфигурации системы существуют следующие режимы использования источников питания:

· автономный;

· объединённый - для конфигураций, потребляющих больше, чем номинальный ток одного источника, на одной монтажной панели могут быть установлены два источника питания;

· дублированный - для конфигураций, где при функционировании системы требуется обеспечить её бесперебойное питание. При этом используются два дублированных источника питания.

Благодаря модульной архитектуре контроллера, масштабируемой от одиночного контроллера до глобальной системы автоматизации, он способен решать задачи на любом уровне управления предприятием.

5.4.2 Платформа автоматизации Modicon Premium

Новый уровень производительности контроллеров Premium (рис. 5.8) -- это сокращённый цикл обработки программ, а также большой объём диагностических и сервисных функций, обеспечивающих оптимальный уровень работы установки. Прозрачная и распределённая архитектура платформы Premium позволяет свободно объединять различные компоненты систем автоматизации, производимые Schneider Electric.

Рис. 5.8 Контроллер Premium

Платформа Premium обеспечивает наглядность и отличную читаемость приложений, позволяющие операторам реагировать максимально быстро на сложившуюся ситуацию. В контроллере предусмотрено расширение памяти программ при помощи платы PCMCIA.

Контроллер Premium благодаря своей модульной архитектуре может использоваться для создания систем автоматизации любой сложности, как самостоятельно, так и в сочетании с другими контроллерами корпорации Schneider Electric.

Обзор показывает, что компания Modicon выпускает микропроцессорные средства автоматизации для любого уровня управления промышленным предприятием. В контроллерах сочетается гибкая модульная архитектура и мощные производительные возможности процессоров.

5.5 Построение АСКУЭ ОАО "АВТОВАЗ"

Система передачи и обработки информации АСКУЭ "Волжского автозавода" создана на основе ранеё установленного комплекса (с телемеханическим комплексом "Гранит"). "АвтоВАЗ" спроектировал и сертифицировал эту систему самостоятельно силами ДИС и ЭП, что экономически целесообразно при наличии достаточного количества квалифицированных специалистов в области информационных технологий.

Рис. 5.9 Блок-схема обмена информацией в существущей АСКУЭ ОАО "АвтоВАЗ"

6. Разработка автоматизированной системы диспетчерского контроля жизнеобеспечения на базе контроллеров Continium

6.1 Назначение системы диспетчерского контроля жизнеобеспечения на базе контроллеров Continium

Другим способом автоматизации диспетчерского пункта промышленного предприятия является создание единой службы диспетчерского контроля по всем жизненно важным направлениям инженерного обеспечения производственного цикла предприятия, такими как:

· управление системами отопления, вентиляции, кондиционирования;

· управление системами освещения и энергоснабжения;

· интеграция охранных, пожарных систем, систем контроля доступа и CCTV;

· интеграция инженерного оборудования со встроенными контроллерами управления;

· получение полной информации о работе всех систем зданий на предприятии.

Что позволит получить следующие преимущества: контроль за событиями в зданиях предприятия, контроль за персоналом и посетителями, контроль за расходованием энергоресурсов - электроэнергия, тепло, вода, газ, контроль за планово-предупредительным ремонтом, интеграция в работу систем АСУТП, управление процессами с одной рабочей станции.

Выполнение этих задач на одной рабочей станции возможно, если внедряемая система основывается на контроллерах семейства "Continium". Основные характеристики этой системы:

· двухуровневая распределённая система управления;

· до 4.000.000 сетевых контроллеров на шине Ethernet;

· интеграция с предыдущими семействами "Infinity" и "Eclipse";

· программа управления "Continuum Cyberstation" - графический интерфейс, Windows NT и SQL server;

· открытая система;

· интеграция любых систем, имеющих RS-232/485 интерфейс;

· встроенный язык программирования "Plain English".

Система сбора и обработки информации в рамках системы диспетчерского учёта предназначена для оперативного контроля потребления энергоресурсов и состояния технических средств: релейной защиты, противопожарной защиты, повышения оперативности управления и улучшения условий работы оперативного и ремонтного персонала. Совокупность перечисленных функций, в конечном итоге, направлена на снижение материальных и людских потерь от: перерасхода энергоресурсов, потребления некачественной электроэнергии, выхода из строя силового эл. оборудования, пожаров, утечки взрывоопасных и ядовитых газов, хищений оборудования и кабеля.

6.2 Общие требования к разрабатываемой системе

Система сбора и обработки информации (ССОИ) является системой верхнего уровня контроля и управления распределённой сетью: электронных электросчётчиков, модулей DI-6 Continium, станций автоматической пожарной сигнализации SecuriPro. И характеризуется высокой степенью интеграции устройств подсистемы Continium, высокой информативностью подсистемы и определяется большим количеством нестандартных конструктивных, функциональных и архитектурных особенностей оборудоваемого объекта (рис. 6.1). Структурно ССОИ подразделяется на три части:

· ядро системы;

· аппаратные средства обработки информации;

· программно-аппаратные средства обработки, маршрутизации и передачи данных по выделенной локальной вычислительной сети системы.

Ядро системы включает в себя общий сервер системы на базе персонального компьютера с программным обеспечением, обеспечивающим обмен и разделение информации от рабочих станций операторов и распределенных контроллеров системы. Также в ядро системы входят автоматизированные рабочие места оперативных дежурных на базе персональных компьютеров, на которые выводится вся необходимая информация и осуществляется управление системой либо частью её.

Аппаратные средства обработки информации это сетевые контроллеры, предназначенные для сбора, обработки и хранения информации непосредственно от технических средств противопожарной защиты таких как:

· система обработки информации от электронных счётчиков электроэнергии;

· система сбора информации от средств релейной защиты;

· системы автоматической охранной и пожарной сигнализации;

· системы пожаротушения;

· системы вентиляции;

· системы оповещения.

Программно-аппаратные средства обработки, маршрутизации и передачи данных по выделенной локальной вычислительной сети системы. Предназначены для распределения информационных потоков по выделенным линиям связи от распределенных подсистем автоматики, на центральный пост оперативного наблюдения (рис. 6.2).

Рис. 6.1 Локальная вычислительная сеть АСДУ, построенная на базе контроллеров "Continium"

Рис. 6.2 Блок-схема обмена информацией в информационно - управляющей системе АСДУ

7. Линии и каналы связи ССОИ

Для обмена информацией между устройствами верхнего уровня системы предусмотрено использование вновь прокладываемых линий выполненных витой парой пятой категории. Прокладка осуществлена по предусмотренным лоткам, кабелеканалам, и телефонной канализации.

7.1 Аппаратная платформа

Активное оборудование выделенной локальной компьютерной сети взято от производителей LUCENT, Cisco, ZELAX. Серверы доступа DSL предназначены для построения выделенной IP-сети системы и должны иметь следующие характеристики:

· два слота и два порта Ethernet;

· интегрированная IP-маршрутизация с поддержкой RIP, RIP 2 и OSPF;

· режимы Frame Relay и PPP;

· аутентификация и управление услугами на базе RADIUS;

· поддержка PAP/CHAP;

· поддержка SNMP и управление Navis;

· различные транковые интерфейсы DS3, OS3/STM-1, транковые каналы T1/E1;

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9