Лекция: Многофункциональный контроллер МФК3000

Многофункциональный высокопроизводительный программируемый контроллер МФК3000 (рис.4.6) ЗАО ПК «Промконтроллер» (www.tecon.ru) предназначен для построения управляющих и информационных систем автоматизации технологических процессов среднего и большого уровня сложности, а также для создания систем блокировок и противоаварийной защиты (ПАЗ). Контроллер используется для сбора, обработки информации и управления объектами как автономно, так и в составе распределенной системы управления.

Рис.4.6 Многофункциональный контроллер МФК3000

Крейтовая конструкция контроллера позволяет:

· встраивать его в стандартные электротехнические шкафы или другое монтажное оборудование (контроллер выполнен в конструктиве Евромеханика19'' размера 6U);

· проектировать различные конфигурации контроллера — выбирать различные типы модулей ввода-вывода, их количество, способы резервирования для конкретного объекта автоматизации;

· проектировать контроллеры, состоящие от одного до трех крейтов (всего до 62 модулей, включая модуль ЦП);

· проектным путем увеличивать надежность контроллера за счет возможности частичного и полного резервирования и строить системы автоматизации с различными требованиями к степени надежности и безопасности.

Эт особенности открывают перед разработчиками практически неограниченные возможности. МФК3000 с успехом применяется при создании АСУ ТП энергоблоков, котлов и других ответственных объектов теплоэнергетики. В различных вариантах конфигурации МФК3000 является основой АСУ ТП высокой и средней сложности в энергетике, химии, нефте- и газопереработке, машиностроении, металлургии, производстве стройматериалов и т.п. МФК3000 позволяет создавать эффективные системы блокировок и противоаварийной защиты. Для применения на объектах РОСЭНЕРГОАТОМА контроллер удовлетворяет требованиям ЭМС по ГОСТ Р 50746-00 для классов безопасности 2У или 3У в зависимости от типов модулей, входящих в контроллер.

Состав контроллера

Конструкция контроллера МФК3000 состоит из крейта Евромеханика 19" размера 6U в котором размещены модули формата Е3. В крейте размещаются модуль ЦП и необходимый набор модулей ввода-вывода сигналов. Каждый крейт рассчитан на подключение 21 модуля шириной 20 мм. Ширина модулей ввода-вывода составляет 20 мм, а модуля ЦП — 40 мм (занимает два посадочных места в крейте).

МФК3000 позволяет подключать дополнительно до 2 крейтов расширения, удаленных на расстояние до 30 м. Таким образом, общее число модулей ввода-вывода может достигать 61.

Все модули контроллера питаются от двух шин питания. Контроллер имеет дублированную систему питания, которая обеспечена использованием двух шин и двух источников питания. Данные источники могут питаться как от переменного тока напряжения от 93 до 240 В, так и постоянного тока напряжения от 100 до 240 В. Таким образом можно обеспечить питание контроллера от двух фидеров питания как переменного, так и постоянного тока. Ток потребления контроллера зависит от состава модулей и схемы питания аналоговых датчиков.

Контроллер имеет степень защиты IP20 и предназначен для установки в электротехнические или монтажные шкафы.

Сосотав модулей контроллера приведен в табл.4.2.

Особенности применения МФК3000 в ответственных системах

Режимы резервирования. Архитектура и системное программное обеспечение МФК3000 предоставляют разработчику АСУ ТП следующие возможности по реализации режимов резервирования:

· 100%-ное резервирования всех ресурсов технологического контроллера;

· резервирование модулей ЦП в пределах одного контроллера;

· резервирование (в том числе троирование) модулей ввода-вывода в пределах одного контроллера.

· Контроллер имеет дублированные: систему электропитания, внутреннюю шину и внешний интерфейс Ethernet 10/100-BaseT.

Ввод инициативных сигналов. Дублированная внутренняя шина обеспечивает многомастерную работу и гарантированное время доставки как инициативных сообщений от модулей ввода-вывода к ЦП, так и сообщений от ЦП к самим модулям. Любой модуль может передавать инициативные сообщения как по результатам диагностики, так и по факту изменения входного сигнала. Гарантированное время доставки инициативных сообщений зависит от общего количества крейтов и составляет от 2 до 6 мс (4 мс — для контроллера, состоящего из двух крейтов).

Механизм «Plug & Play». Все модули ввода-вывода имеют возможность горячей замены. После установки модуля и перевода его в рабочий режим (переключатель режимов работы на модуле должен быть в положении RUN), модуль посылает инициативное сообщение о своем присутствии в крейте. Далее механизм «Plug & Play» запишет в модуль параметры конфигурации для данного слота крейта и программно переведет его в необходимый режим работы. Механизм основан на том, что все модули калибруются на всех диапазонах измерения при производстве, и, в дальнейшем, переключения режимов работы и диапазонов выполняются только программным путем.

Диагностика. МФК3000 имеет развитые средства начальной и непрерывной диагностики. Диагностируются целостность данных и калибровочных коэффициентов в памяти модулей ввода-вывода, качество обмена данными и время обращения по внутренней шине контроллера, температурные режимы работы, количество циклов записи во Flash-память модуля и некоторые другие параметры. Диагностика внешних цепей включает контроль линий связи с датчиками на обрыв и контроль наличия сигналов на выходном разъеме модуля (для модулей дискретного вывода). Некоторые модули имеют дополнительные диагностические возможности, например, контроль выхода сигнала датчика за границы предупредительных и аварийных уставок, а также за границы рабочего диапазона.

Базовым программным обеспечением контроллеров МФК3000, как контроллеров МФК1500, является является исполнительная система ISaGRAF v.5, которое функционирует под управлением системного программного обеспечения (СПО) TeNIX.

Для обеспечения обмена данными между контроллерами производства ЗАО ПК «Промконтроллер» и SCADA-системами различных производителей используется OPC-сервер TeconOPC, который является реализацией стандарта ОРС DA.

Табл.4.2 Характеристики модулей контроллера