62989 (588882), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Рис. 3.3. Коммутация ветвей сети MicroLAN.

В однопроводной сети тепличного комбината в качестве устройств ветвления используются устройства ML09 (см. рис. 3.2).

Устройство ML09 является законченным ведомым элементом, выполняющим функции ветвителя или коуплера однопроводной линии, при организации 1-Wire-сетей по технологии фирмы Dallas Semiconductor Corp.. Устройство ML09 предназначено для работы под управлением специализированного мастера (ведущего) 1-Wire-сети и может обеспечивать эффективное подключение локальных однопроводных линий к основной магистрали 1-Wire-сети. В основе конструкции ML09 лежит однопроводной компонент DS2409 фирмы Dallas Semiconductor Corp.. ML09 сохраняет все электрические характеристики и функциональные особенности установленного в нем однопроводного компонента.

В качестве конструктива устройства ML09 использована доработанная стандартная телефонная сдвоенная розетка типа TJ2-6p4c, предназначенная для крепления на стену. Помимо двух вмонтированных в корпус приемных телефонных разъемов-гнезд типа 6р4с, которыми стандартное устройство TJ2-6p4c, корпус ML09 содержит третий дополнительный приемный разъем-гнездо типа 6р4с (дополнительный выходной порт AUX), установленный на противоположном ребре корпуса розетки. Внутри корпуса розетки размещена печатная плата, содержащая схему сопряжения однопроводного компонента с различными сегментами информационной 1-Wire-линии. Печатная плата сопрягается с обслуживаемыми участками однопроводной линии (основным стволом сети и локальными ветвями) посредством трех приемных разъемов-гнезд. Каждый из приборов ML09 обеспечивает защиту встроенного однопроводного устройства со стороны подходящей 1-Wire-магистрали (порт 1W) от импульсных помех и сигналов высокого уровня в линии, а также выполняет качественное преобразование подводимого внешнего питания до рабочих уровней встроенных в него компонентов.

Подключение устройства ML09 к основному стволу однопроводной линии обеспечивается через левый приемный разъем-гнездо 6р4с (входной порт 1W). Подключение выходных сегментов однопроводной линий, коммутируемых устройством ML09 к основному стволу 1-Wire-линии, осуществляется следующим образом: Коммутация локальных ветвей с одновременным прерыванием единого ствола, подключенного между входным портом 1 и основным выходным портом MAIN [9].

Снабжение энергией устройств ML09 производится по отдельному проводу EXT_POWER, выделенному в общей структуре однопроводной линии, и запитанному относительно потенциала возвратного провода RETURN, от стандартного сетевого трансформаторного блока питания. Для того чтобы обеспечить надежную передачу энергии на длинные линии, уровень внешнего напряжения питания, поступающего к каждому устройству ML09, выбирается существенно большим уровня, необходимого для питания любых входящих в это устройство компонентов. Возможно использование как стабилизированных, так и не стабилизированных блоков питания.

3.10. Выбор меток линии

Устройства ML02A (см. рис. 3.2) являются законченными ведомыми элементами, выполняющими функции меток, при организации однопроводных 1-Wire-сетей по технологии фирмы Dallas Semiconductor Corp.. Они предназначены для работы под управлением специализированного мастера (ведущего) однопроводной сети. Благодаря использованию приборов семейства ML02A возможна:

• организация контроля целостности 1-Wire-линии;

• осуществление запитки 1 -Wire-линии от внешнего блока питания (подача энергии, в том числе от дополнительного источника питания, на шину EXT_POWER);

• реализация пассивной резистивной или резистивно-емкостной подтяжки шины DATA на конце или в начале линии для улучшения обмена в проблемных 1-Wire-сетях;

• стабилизация разницы потенциалов между шинами RETURN и EXT_POWER благодаря введению емкости высокого номинала в конце или середине линии (на большом расстоянии от места ее сопряжения с поставляющем энергию блоком питания).

В основе конструкции устройства ML02A лежит однопроводной компонент DS2502 фирмы Dallas Semiconductor Corp.. Прибор ML02A является специальной модификацией элемента ML02, с встроенной резистивно-емкостной цепью, которая предназначена для работы на проблемных 1-Wire-линиях, обслуживаемых мастером с динамически изменяемой активной. ML02A сохраняет все электрические характеристики и функциональные особенности установленных в них однопроводных компонентов (включая возможность использования паразитного питания). Устройство ML02A предназначено для использования в шинной структуре 1-Wire-линии, состоящей из четырех проводников (шин) и реализованной на базе любых реально доступных информационных кабелей (витые пары 5 категории, плоский телефонный кабель, IEEE1394 (Firewire) и т.д.). Подключение устройства ML02A к однопроводной линии обеспечивается через приемные разъемы-гнезда 6р4с, размещенные на их корпусе, с использованием монтируемой на кабеле стандартной телефонной вилки типа RT11 (6р4с). При этом следует применять специальный инструмент, обеспечивающий качественную заделку кабелей линии связи [9].

3.11. Выбор блока питания

Для функционирования приборов, входящих в состав однопроводной сети тепличного комбината, необходимо напряжение питание. Блок питания ML00С-12-0.35 (см. рис. 3.2) предназначен для обеспечения энергией автономных ведущих, ML-OEM-элементов и ML-OEM-ведомых приборов, при организации однопроводных 1-Wire-сетей по технологии фирмы Dallas Semiconductor Corp. Снабжение энергией всех компонентов 1-Wire-сети, как правило, производится по отдельному проводу EXT_POWER, выделенному в общей структуре однопроводной линии. Устройства ML00С-12-0.35 предназначены для запитки шины EXT_POWER 1-Wire-линии относительно потенциала возвратного провода RETURN. Запитка 1-Wire-линии производится посредством специально предназначенных для этого ML-OEM-сетевых меток типа ML02А. ML00С-12-0.35 строятся на базе стандартных сетевых трансформаторных блоков питания преобразующих сетевое напряжение ~220В±15% с частотой 50Гц. Для обеспечения надежной передачи энергии на длинные линии, уровень внешнего напряжения питания, вырабатываемый ML00С-12-0.35 и поступающий затем к ведущему и каждому ведомому устройству 1-Wire-сетей, выбирается существенно большим уровня, необходимого для питания любых входящих в эти устройства компонентов.

Конструктивно ML00C-12-0,35 собран в пластмассовом корпусе, выполненном в виде разъемного блока с жестко закрепленной штепсельной вилкой. Выходное напряжение подводится от ML00C-12-0,35 к потребителю через специальный шнур выходного напряжения.

Устройство ML00C-12-0,35 предназначено как для запитки не содержащих преобразователей энергии ведущих 1-Wire-сетей и ведомых ML-OEM-приборов однопроводной магистрали, так и непосредственно для подключения к шинной 1-Wire-структуре. Провод EXT_POWER, выделен в общей структуре однопроводной линии, и запитывается относительно потенциала возвратного провода RETURN, от устройства ML00C-12-0,35. Для введения энергии, поставляемой устройствами ML00C-12-0,35, в 1-Wire-линию, производится запитка через левый приемный разъем сетевых ML-OЕМ-меток ML02А [9].

4. Визуализация и архивирование технологического процесса

Согласно технического задания необходимо разработать программу графического отображения технологического процесса с помощью SCADA системы. Графические средства делают возможным создание реалистичного операторского интерфейса, соответствующего контролируемому объекту. Таким образом, программой графического отображения могут пользоваться операторы, имеющие минимальный навык работы с компьютером.

4.1. Выбор SCADA системы

В настоящее время существует огромный выбор SCADA систем: TRACE MODE, Genesis, iHistorian, DSC и многие другие. На мой взгляд, наиболее перспективной является SCADA система TRACE MODE, разработанная в 1992 году российской фирмой AdAstra Research Group, Ltd. TRACE MODE позволяет добиться значительной экономии средств, затрачиваемых на АСУТП, при сохранении ее качества. Это достигается за счет следующих свойств системы.

Во-первых, TRACE MODE имеет одновременную поддержку, как современных западных и российских, так и старых советских контроллеров. Это позволяет производить поэтапное обновление аппаратных средств АСУТП предприятия. Вместо того чтобы выбрасывать еще жизнеспособное, но морально устаревшее или дряхлеющее оборудование, предприятие может заменять современными моделями лишь вышедшие из строя устройства. Таким образом, предприятие получает возможность сохранения своих оборотных средств за счет более равномерного распределения инвестиций по времени.

Во-вторых, TRACE MODE ориентирована на стандартные и легкодоступные, а потому и недорогие аппаратные и программные средства. Операционные системы MS DOS, Windows или Novell Netware, сетевые платы Ethernet и Arcnet, карты Sound Blaster есть на любом промышленном предприятии, они стоят недорого и любое предприятие располагает квалифицированными кадрами, способными их обслуживать. Это означает резкое сокращение непрямых расходов и т.н. “скрытой цены”, столь характерной для экзотических систем, использующих в качестве операционной системы Linux, QNX и т.д.

И, наконец, TRACE MODE экономична сама по себе. Использование труда только российских разработчиков, отсутствие накладных расходов, связанных с доставкой и таможенным оформлением - все это делает TRACE MODE доступной по стоимости любому промышленному предприятию, которое всерьез решило заняться проблемами автоматизации производства. По показателям цена/производительность TRACE MODE значительно превосходит зарубежные аналоги. Так, например, в АСУТП среднего размера, имеющей 1000 входов/выходов (I/O) типичным соотношением дискретных и аналоговых параметров 6:1, стоимость одного I/O составляет $ 1,72 (с учетом инструментальной системы и всех налогов), а в крупной системе автоматизации, имеющей 10.000 входов/выходов, стоимость одного I/O и вовсе ничтожна - $ 0,17. Аналогичные показатели западных SCADA-систем, составляют $ 20-25 и $ 2,0-2,5 за I/O, т.е. в 11-15 раз выше.

4.2. SCADA система TRACE MODE

В общем случае, система АСУ на предприятии включает в себя нескольких уровней:

1. уровень контрольно-измерительных приборов и аппаратуры (КИПиА);

2. уровень контроллеров (традиционные ПЛК и Softlogic);

3. уровень рабочих станций (АРМ);

4. уровень операторских мест руководства (супервизорный) и уровень управления предприятием (АСУП).

АСУ тепличного комбината включает в себя три первых уровня.

4.2.1 Общая структура и возможности TRACE MODE

Сама SCADA и Softlogic система состоит из двух основных частей – инструментальная среда разработки и исполнительные модули [11]. Среда разработки служит для описания проекта, программирования контроллера, операторских станций и создания операторского интерфейса. Исполнительные же модули выполняют всю текущую работу по проекту, созданному в среде разработки: получение, обработка, архивирование и визуализация данных. Исполнительные модули могут быть либо интегрированными, то есть выполнять несколько вышеперечисленных функций, либо специализированными и выполнять какую-либо одну функцию. На рис. 4.1 представлена основное окно программы отображения производственных процессов АСУ тепличного комбината. Более подробное описание этой программы см. пункт 4.3.

Рис. 4.1. Тепличный комбинат (Основная мнемосхема).

Программное обеспечение уровня SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) выполняет следующие функции:

• Визуализация – отображение информации о процессе на мнемосхемах в виде числовой информации, трендах, анимации, ActiveX компонентов и т.д. (Рис. 4.1);

• Обмен с контроллерами в реальном времени – получение информации от контроллеров по последовательному интерфейсу, сети Ethernet или по полевым шинам, первичная обработка этих данных, а также пересылка в контроллеры управляющей информации;

• Архивирование – сохранение информации в специальные промышленные архивы, основными требованиями к которым являются надёжность и быстродействие;

• Документирование процесса – создание отчётов по заранее созданным шаблонам с последующей их передачей по разным каналам обмена информации (распечатка, электронная почта, web-сайт);

• Получение и передача информации в другие программные пакеты – обмен оперативными и архивными данными со специализированным ПО, либо с ПО уровня АСУП;

• Неоперативная обработка информации – вычисление статистической информации, управление небыстрыми процессами;

• Управление тревогами – список тревог, фильтр событий, квитирование.

Термин Softlogic подразумевает:

• Использование контроллеров с PC-совместимой архитектурой. Программирование таких контроллеров может осуществляться написанием специфических программ на языках программирования типа ассемблер или С, а может осуществляться с помощью инструментальных пакетов на визуальных языках верхнего уровня, совместимых со стандартом МЭК61131-3 (Рис. 4.2), например на языке функциональных блоков или языке инструкций;

• Обеспечение связи с уровнем АРМ. Может быть автоматизировано с помощью интеграции SCADA и Softlogic систем. В этом случае не требуется совершать двойную работу по созданию каналов в контроллере, в АРМ и описанию обмена между ними;

• При необходимости ведение архивов, например когда связь между контроллером и АРМ устанавливается на сеансовой основе – дозвон по коммутируемым линиям;

• Возможность ОЕМ (производитель оригинального оборудования) проектов – совместных проектов производителей программного и аппаратного обеспечения. В этом случае заказчики приобретают конечный продукт, например контроллер, уже с предынсталлированным исполнительным модулем и инструментальной средой разработки, что значительно сокращает время и силы для подготовки оборудования к работе и сокращает издержки.

Характеристики

Список файлов ВКР