Автоматизированная система управления установкой отжига труб

В дополнение к гибкости конфигурирования программируемые контроллеры SLC 500 имеют встроенный порт сети DH-485, обеспечивая тем самым программную поддержку и мониторинг. Процессор SLC 5/04 обеспечивает до 960 точек В/В, программирование в режиме ONLINE, и переключатель для выбора одного из 3-х режимов функционирования (RUN, PROGRAMM и REMOTE).

В состав процессора SLC 5/04 также включен канал RS-232, который  обеспечивает асинхронный последовательный коммуникационный интерфейс данных с терминальными устройствами. Процессор SLC 5/04 включает сопроцессор для увеличения скорости выполнения математических команд. Он также содержит встроенный порт сети Data Highway Plus (DH+). Непосредственное подключение к сети DH+  обеспечивает связь SLC 5/04 с процессорами семейства PLC-5 по сети DH+ без какого-либо дополнительного оборудования.  Любой программируемый контроллер SLC 500 в сочетании с модулем непосредственной коммуникации (DCM),  модулем сканера (SN) или модулем распределенного сканера (DSN) для реализации распределенного ввода/вывода может быть интегрирован в сеть дистанционного ввода/вывода Allen-Bradley 1771 Remote I/O.

Семейство SLC 500 предлагает широкий выбор модулей дискретного  В/В, которые позволяют строить  системы управления с минимальными затратами.  Наличие 32-канальных модулей В/В снижает, кроме того, требования к монтажному пространству. Все дискретные и специализированные модули сертифицированы в соответствии со стандартами индустриальных приложений  UL и CSA, а большинство из них одобрено для использования в условиях окружающей среды Класс 1, Дивизион 2.

Модульные контроллеры SLC 500 предлагают дополнительную гибкость конфигурирования системы, более мощные процессоры и большую емкость  ввода/вывода. Выбирая соответствующие  шасси, источники питания, процессоры, дискретные или специальные модули В/В, можно создать систему, спроектированную специально для разрабатываемой системы. Опции процессоров включают:

• SLC 5/01 – процессоры с емкостью памяти от 1К до 4К инструкций (каталожные номера 1747-L511 или 1747-L514) с набором инструкций аналогичным фиксированному
• SLC 5/02 – процессор с емкостью памяти 4К (кат номер 1747-L524) с расширенным набором инструкций
• SLC 5/03 – процессор с емкостью памяти 12К слов и дополнительными 4К для данных (кат номер 1747-L532С) с гибкими коммуникационными возможностями и производительностью в 5 – 10 раз больше, чем у SLC 5/02
• SLC 5/04 – процессор с емкостью памяти 20К слов и дополнительными 4К для данных (кат номер 1747-L542) с возможностью подключения к сети DH+ и быстродействием превышающим SLC 5/03. Также обеспечивается возможность коммуникаций через RS-232 или DH-485.

Таблица 2.1 описывает  основные характеристики процессоров SLC 5/01 (кат.номера 1747-L511 и 1747-L514), SLC 5/02 (кат.номер 1747-L524), SLC 5/03 (кат.номер 1747-L532C) и SLC 5/04 (кат.номер 1747-L542):

 

Таблица 2.2 Основные характеристики процессоров

Характеристика	SLC 5/01 (1747-L511) (1747-L514)	SLC 5/02 (1747-L524)	SLC 5/03 (1747-L532)	SLC 5/04 (1747-L524)
Память программ	1К – 4К инструкций	4К инструкций	12К слов	20К слов
Дополнительная память данных	0	0	до 4К слов	до 4К слов
Емкость В/В	256 дискр	480 дискр	960 дискр	960 дискр
Максимально шасси / слот В/В	3/30	3/30	3/30	3/30
Дополнительное резервное  ЗУ	EEPROM UVPROM	EEPROM UVPROM	EEPROM UVPROM	EEPROM UVPROM

Продолжение таблицы 2.2

Программ-ие	APS Ручн прогр-тор PLC 500 A.I.	APS Ручн прогр-тор PLC 500 A.I.	APS PLC 500 A.I.	APS PLC 500 A.I.
Набор инструкций	52	71	71	71
Типовое время сканирования	8 мСек / К	4,8 мСек / К	1 мСек / К	0,9 мСек / К
Время вып-я битовой инструкции (типа XIC)	4 мкСек	2,4 мкСек	0,44 мкСек	0,37 мкСек

 

 

 

 

2.3.2.2 Тенденции  развития систем автоматизации  и обзор аппаратных средств 

 

Контроллеры, отличаются друг от друга количеством точек  ввода/вывода, объемом памяти, предоставлением различных сетевых протоколов, размерами и т.д.

В условиях широкого и  доступного выбора самых разнообразных  аппаратных и программных технологий средств  промышленной автоматизации уже сам выбор является проблемой.

На развитие систем автоматизации  влияют следующие тенденции:

• быстрый переход на новые технологии;
• повышение степени детализации систем управления;
• возрастание роли "открытых " систем;
• большая ориентация систем управления на прикладные области;
• изменение роли рабочего.

Эти тенденции оказывают огромное влияние на эволюцию контроллеров.

Новые технологии, появляющиеся в коммерческих секторах, проникают  в промышленные контроллеры невероятно быстро. С новыми технологиями повысилась степень риска. Ранее отработку новой технологии и ее надежное функционирование в контроллерах гарантировали более длительные сроки опробования. Теперь же с ускорением сроков внедрения от покупателя требуются дополнительные усилия, чтобы оценить допустимую степень риска..эжхз-0

В некотором смысле контроллеры (по отношению к архитектуре) прошли полный круг развития. Первоначально практически взаимнооднозначное соотношение ввода/вывода обеспечивали реле, однако рост предъявляемых к системам управления требований постепенно привел к появлению более централизованных программируемых контроллеров, а затем - к децентрализованным системам управления. Базовая модель управления представлялась в виде пирамиды, где большой центральный компьютер или система управления осуществляли все функции. Там, где ранее все функции выполнялись одним программируемым контроллером, теперь можно найти множество небольших (иногда даже микро) контроллеров, связанных между собой в одну сеть.

 При разработке  конкретной системы управления  необходимо оценивать не только  архитектуру системы, но и ее  степень открытости с точки зрения реализуемости целей: снижения стоимости, высокого качества, быстроты модернизации, повышения степени надежности, простоты эксплуатации и т.д.

Контроллеры также стали  более ориентированными на прикладные области, превращаясь из "контроллеров процессов" в "контроллеры информации".

И наконец, на эволюцию контроллеров влияет также меняющаяся роль заводского рабочего. Рабочие в производственных цехах теперь более образованны и более чем когда-либо, вовлечены в процесс управления и совершенствования производства. Подобное вовлечение требует для принятия решений более значащей информации. Контроллеры теперь не только обслуживают ввод/вывод, но и предоставляют другим уровням  важнейшую информацию: операторам – в рабочие станции и на дисплеи, другим подразделениям – через информационные системы, и даже другим предприятиям – при помощи объединенных и прочих сетей. 

При выборе конкретной системы  управления необходимо решить вопрос  об операционной системе. Для этого  немаловажными являются следующие фундаментальные требования: быстродействие, масштабируемость, компоновка, надежность, детерминизм, поддерживаемая периферия и т.п. Некоторые из этих требований определяются спецификой конкретного промышленного сегмента (дискретная система, управление движением или непрерывный процесс), в то время как другие применимы ко всем аспектам промышленного управления. Функции управляющей операционной системы не ограничиваются взаимодействием с оператором; система должна постоянно реагировать на изменения электрического и механического состояния в режиме реального времени.

Промышленные системы  автоматизации имеют довольно большие  сроки службы и не требуют постоянного  улучшения своих характеристик  и усовершенствования программного обеспечения. Во многих случаях единственным требованием является своевременная замена изношенных частей в процессе эксплуатации.

Особое место при  выборе необходимо уделить вопросу  о применении контроллера в прикладной области: дискретной или непрерывной. Первые программируемые контроллеры появились в дискретной области. Однако улучшение технических характеристик контроллеров и модулей ввода/вывода (повышение объема памяти, усовершенствование математики и расширение набора команд) раздвинуло границы применимости этих устройств в область управления непрерывными процессами. Активному применению контроллеров в системах управления непрерывными процессами способствовало и появление совместимых с контроллерами библиотек технологических функций, и расширение возможностей операторных интерфейсов (как аппаратных, так и программных), и первые успехи более совершенных сетей.

Важным вопросом также  при выборе остается вопрос стоимости. Пользователи системы управления должны смотреть несколько дальше и оценить не только начальные затраты, но и общие расходы в течение всего срока эксплуатации системы. Там, где раньше капиталовложения в автоматизацию сводились к разовой покупке, сейчас анализируются все этапы инвестиций на протяжении всего срока эксплуатации системы автоматизации и стараются найти самые замысловатые способы окупаемости капиталовложений на каждом этапе. Производители систем автоматизации и их заказчики должны смотреть несколько дальше начальных затрат на приобретение, пытаясь найти способы снижения расходов на поиск, приобретение, установку, ввод в эксплуатацию, техническое обслуживание и модернизацию этих систем. Если технологический процесс заключается только в сборе не критичной ко времени информации и манипулировании ею, то менее дорогостоящей может оказаться система управления на базе персонального компьютера. Если же наряду с некритичной есть и критичная ко времени обработки информация (аварийная), то цена подобного решения может сравняться с ценой обычного программируемого контроллера. Кроме того, если производственная обстановка насыщена различными радио- или электромагнитными помехами, подвержена значительным температурным скачкам и прочим неблагоприятным условиям, то к тому времени, когда пользователь оснастит свой компьютер и всю систему всеми необходимыми средствами защиты, гораздо дешевле может обойтись программируемый контроллер. Снизить расходы на обучение персонала и повысить его адаптируемость к системам управления на базе ПК поможет стандартизация исполнительного инструментария управляющих систем. Встраивание в некоторые из этих пакетов средств автоподстройки упрощает эксплуатацию замкнутых систем регулирования. Применяя для разработки систем автоматизации стандартные инструментальные средства (Visual Basic, C++, компоненты ActiveX и т. д.), разработчик может использовать недорогие, благодаря их широкому распространению на конкурентном компьютерном рынке, пакеты.

Учитывая, что функциональные возможности растут день ото дня, основным фактором, влияющим на выбор между распределенной системой, персональным компьютером или программируемым контроллером, является стоимость. Цены могут колебаться на все  элементы: от устройств ввода/вывода до интерфейса пользователя.

 

2.3.2.3 Обоснование  выбора контроллера

 

^{Можно выделить несколько  групп контроллеров, отличающихся друг от друга количеством  точек ввода/вывода, объемом памяти, предоставлением различных сетевых протоколов, по размеру и т.д.}

^{Существуют  малые программируемые  контроллеры  Small logic controllers (например SLC500).}

Есть также такие  контроллеры, как контроллер фирмы Octagon Systems (США). Архитектура РС и лежащая в ее основе шина  ISA стали безусловным стандартом в промышленности. Octagon выбрала этот стандарт и использовала его в качестве платформы для того, чтобы предоставить самые передовые достижения, существующие сегодня на рынке встраиваемых компьютеров.

Среди отечественных  представителей есть станция управления «Горизонт», предназначенная для  управления различными контурами, расположенными во взрывоопасных зонах классов В-1а, В-1г.

Среди большого разнообразия контроллеров по соотношению цена-качество, а также условиям гарантийного обслуживания и поддержки был выбран контроллер семейства SLC 500. Это семейство малых программируемых контроллеров, построенное на двух аппаратных модификациях: фиксированный контроллер с опцией расширения при помощи 2-x слотного шасси, или модульный контроллер до 960 точек Вв/Выв, программирование в режиме ONLINE, и переключатель для выбора одного из трех режимов функционирования (RUN, PROGRAMM, REMOTE ).

Программируемые контроллеры SLC 500 имеют встроенный порт сети DH-485, обеспечивая тем самым программную поддержку и мониторинг.

В состав процессора SLC 5/03 включен  канал RS-232, который обеспечивает асинхронный  последовательный коммуникационный интерфейс данных с терминальными устройствами.

Процессор SLC 5/04 (каталожный номер 1747-L541) обладает теми же возможностями, что и SLC 5/03, но с некоторыми дополнительными функциями. Например, процессор SLC 5/04 включает сопроцессор для увеличения скорости выполнения математических команд. Он также содержит встроенный порт сети Data Highway Plas (DH+). Любой программируемый контроллер SLC 500  в сочетании с модулем непосредственной коммуникации (DCM), модулем сканера (SN) или модулем распределенного сканера (DSN) для реализации распределенного ввода/вывода может быть  интегрирован  в сеть дистанционного ввода/вывода Allen-Bradley 1771 Remote I/O.

Семейство SLC 500 предлагает широкий выбор модулей дискретного  Вв/Выв, которые позволяют строить  системы управления с минимальными затратами. Наличие 32-канальных модулей Вв/Выв снижает, кроме того, требования к монтажному пространству. Все дискретные и специализированные модули сертифицированы в соответствии со стандартами индустриальных приложений  UL и CSA, а большинство из них одобрено для использования в условиях окружающей среды Класс 1, Дивизион 2.