Лекция: Контроллер и модули УСО серии ТЕКОНИК

Система интеллектуальных модулей ТЕКОНИК (рис.5.3) предназначена для построения распределенных автоматизированных систем управления технологическими процессами, автономных систем управления, систем телемеханики, учета энергоресурсов и диспетчеризации [35]. В отличие от упрощенных зарубежных аналогов модули имеют специальные средства защиты для применения в условиях сильных промышленных помех. Система ТЕКОНИК адаптирована для применения в отечественных условиях, имеет большую гибкость при конфигурировании, обладает мощными вычислительными ресурсами (процессоры семейств XScale и х86) и большим количеством каналов ввода-вывода.

Рис.5.4. Процессорные модули Р06 и модули УСО серии ТЕКОНИК

Система ТЕКОНИК имеет проектно-компонуемую конфигурацию и поставляется в соответствии с заказной конфигурацией. Пользователь может самостоятельно наращивать или изменять конфигурацию системы. Система может содержать один процессорный модуль P06, P06 DIO или P04, коммуникационный модуль или преобразователь интерфейсов (конвертор) RS-232/485 TCC485A, панель оператора V04/V04M и до 250 модулей ввода-вывода в произвольной конфигурации. Модули ввода-вывода ТЕКОНИК имеют коммуникационный интерфейс RS-485 с максимальной скоростью 115 кбит/cек (ASCII-протокол Т4000).

Процессорный модуль P06 на базе технологии t-mezon имеет несколько исполнений, отличающихся друг от друга производительностью процессора (INTEL XScale 266/533 МГц), объемом flash-памяти и оперативной памяти (16/32/64 Мбайт), рабочим диапазоном температур и наличием дополнительных коммуникационных интерфейсов. Исполнения P06 DIO имеют встроенные 32 канала дискретного ввода и 16 каналов дискретного вывода и применяются в качестве автономного высокопроизводительного контроллера с широкими коммуникационными возможностямию. Все исполнения P06 и P06 DIO имеют два интерфейса Ethernet IEEE 802.3 10/100 Мбит, энергонезависимое ОЗУ 1Мб, сторожевой таймер WatchDog, астрономический таймер-календарь. Исполнения P06 BASE содержат два интерфейса RS-232/RS-485, а P06 COMM и MAX — шесть интерфейсов RS-232/RS-485.

Основные преимущества модулей ввода-вывода:

· каждый модуль имеет встроенный микроконтроллер, выполняющий коммуникационные функции, диагностику, ввод, вывод и предварительную обработку сигналов;

· низкое энергопотребление и тепловыделение модулей;

· высокая помехоустойчивость входных каналов, защита от импульсных помех;

· двойная гальваническая развязка источника питания и последовательного коммуникационного интерфейса;

Каждый модуль ввода-вывода имеет следующие средства диагностики:

· таймер аппаратного сброса WatchDog;

· проверка контрольной суммы ПЗУ и ЭППЗУ при включении питания;

· тест внутреннего ОЗУ при включении питания;

· непрерывный тест АЦП (для аналоговых модулей),

· настраиваемую функцию обнаружения отсутствия активности сети, интервал времени задается в диапазоне 0...255 с.

Номенклатура модулей ввода-вывода приведена в табл.5.3.

Программное обеспечение системы ТЕКОНИК предоставляет разработчику АСУ ТП возможность создания, загрузки и отладки прикладных проектов, используя языки технологического программирования в соответствии с международным стандартом МЭК 61131-3. Среда технологического программирования, установленная на инженерной станции разработчика АСУ ТП, взаимодействует с базовым программным обеспечением (БПО) контроллера. Разработчик системы может использовать для программирования контроллеров различное БПО — среду ISaGRAF v.5, а также инструментальные средства, входящие в состав интегрированных пакетов КРУГ-2000, MasterSCADA (MasterLogic), Trace Mode, Каскад (K-logic).

Базовой системой программирования для всей линейки контроллеров ТЕКОН является система ISaGRAF. Среда разработки предоставляет полный набор средств для визуального интерактивного создания программ, документирования проектов, архивации, мониторинга проекта, off-line симуляции, «горячего» редактирования проектов. Загрузка и отладка подготовленных прикладных программ в память процессорного модуля производится по сети Ethernet. Для более удобной и быстрой разработки пользовательских приложений в составе БПО

Табл. 5.3. Характеристики модулей ввода-вывода

ISaGRAF может поставляться библиотека алгоритмов TIL Pro Std. Алгоритмы библиотеки используются в виде стандартных функций (функциональных блоков) среды ISaGRAF как дополнение к существующему набору алгоритмов. В библиотеку TIL Pro Std включены алгоритмы, реализующие функции регулирования, статических и динамических преобразований, индивидуального и группового управления исполнительными механизмами, контроля и выборки сигналов, а также доступа к системным ресурсам.

В качестве средств местного операторского интерфейса в системе ТЕКОНИК используется графическая панель оператора V04M. Программирование панели оператора выполняется на персональном компьютере с помощью системы VisiBuilder разработки НПКФ «Дейтамикро», которая входит в комплект поставки V04M.

Для связи с системами верхнего уровня или со сторонними информационными или управляющими системами применяется TeconOPC сервер, который представляет собой универсальное средство доступа к данным процессорного модуля со стороны SCADA‑систем, которые поддерживают стандартную технологию OPC. Сервер получает данные с процессорного модуля (значения каналов ввода-вывода и переменные ISaGRAF) по сети Ethernet (протокол TCP/IP), по GPRS-каналу, по CDMA-каналу или по обычному модемному соединению. В процессе работы ведется журнал событий с регистрацией времени подключения и отключения, нарушений качества передачи данных. Реализована процедура автоматического восстановления сетевого соединения.

Серия ТЕКОНИК предназначена, в первую очередь, для построения расперделенных систем управления. Рис.5.4 иллюстрирует пример построения распределенной системы управления (РСУ), которая представляет собой двухуровневую сетевую структуру. Первый уровень реализован с помощью сети Ethernet, позволяющей объединить программируемые контроллеры и операторские станции. Роль программируемых контроллеров выполняют процессорные модули P06 с модулями ввода-вывода. Такая сеть позволяет объединить технологические контроллеры различных типов, серверы технологических баз данных, операторские и инженерные станции. При этом к процессорным модулям системы ТЕКОНИК можно подключить различные внешние периферийные устройства по последовательным интерфейсам RS-232/RS-485 или по сети Ethernet.

Данная структура в полной мере использует большие коммуникационные возможности системы ТЕКОНИК, позволяющие с помощью стандартных интерфейсов и протоколов подключиться к вычислительным средствам верхнего уровня (в том числе сторонних информационных и управляющих систем), и наиболее интересна при автоматизации крупных объектов.

Второй уровень РСУ реализован на основе полевой шины RS-485. К полевой шине могут подключаться модули ввода-вывода ТЕКОНИК, интеллектуальные датчики температуры ТСТ11 и другие устройства. Полевая сеть может строиться с использованием нескольких линий передачи данных. Например, модули или устройства, которые должны опрашиваться быстро, выделяются в отдельную сеть. Процессорный модуль Р06 позволяет напрямую без преобразователей подключать до 4 интерфейсов RS-485. Модули ввода-вывода могут располагаться в общем монтажном шкафу с контроллером (процессорным модулем P06) или располагаться на значительном расстоянии от него.

Рис.5.5. Пример построения распределенной системы управления

Контроллеры и УСО серии ТЕКОНИК широко используются для:

· построения систем управления центральными тепловыми пунктами (ЦТП) и другими объектами теплоэнергетики;

· в качестве устройств передачи данных (УСПД) в системах технологического и коммерческого учета энергоресурсов;

· создания системы защит и блокировок;

· построения систем мониторинга удаленных объектов, в том числе необслуживаемых с передачей данных по выделенным или коммутируемым каналам, передачей по радиоканалам, в сотовых сетях GSM/GPRS;

· создания АСУ ТП малой и средней сложности на предприятиях с непрерывными или дискретными технологическими процессами различных отраслей: энергетические, химические, нефте- и газодобывающие, пищевые производства, машиностроительные, сельскохозяйственные, производство стройматериалов, предприятия коммунального хозяйства т.п.