Группа проектов Кипинфо
Реклама

Реклама

Видеографические регистраторы и промышленные контроллеры. Построение АСУ на регистраторах.

К списку статей

Рассматривается возможность применения видеографических регистраторов вместо программируемых логических контроллеров (ПЛК) при построении информационных автоматизированных систем.

В настоящее время невозможно представить современную промышленность без автоматизированных систем. Понятие АСУТП прочно вошло в словарный запас сотрудников отделов КИП и аналогичных подразделений.

Современная качественная АСУТП должна отвечать всем основным нормативным документам, выполнять свои основные функции, иметь системы противоаварийной защиты, автоматизированные измерительные системы. Проектировщики АСУ должны отлично знать теорию автоматического управления и аппаратную часть. Малейшая ошибка при выборе оборудования может повлечь либо аппаратный переизбыток и, как следствие, повышение стоимости и снижение надежности, либо систему, не выполняющую свои основные функции.

Все вышесказанное говорит о том, что автоматизацию должны проводить высококвалифицированные специалисты проектных бюро или инжиниринговых компаний. Однако, не все предприятия могут позволить себе оплачивать услуги сторонних проектировщиков.

Большинство проектов автоматизированных систем в своей основе имеют программируемый логический контроллер – ПЛК. Современные ПЛК позволяют решать широкий спектр задач и гибко конфигурировать систему. Но есть небольшая сложность – для работы с ПЛК нужны подготовленные специалисты. Программирование ПЛК требует знания, как аппаратной части конкретного контроллера, так и языков программирования. Решить задачу внедрения ПЛК на производство могут либо инжиниринговые компании, либо специальные подразделения на самом предприятии.

Таким образом, встает вопрос, как можно решить проблему автоматизации без значительных затрат и опытных специалистов? Есть ли недорогая и, самое главное, простая при конфигурировании и обслуживании замена контроллерам?

Все зависит от требуемых задач. Относительно простую информационную АСУТП можно построить на основе многоканального видеографического регистратора, имеющего элементы сигнализации и/или управления. Примером подобного прибора могут служить видеографические регистраторы ЭЛМЕТРО-ВиЭР (ООО «Элметро Групп», Россия). Конфигурирование и обслуживание подобных приборов не требует специальной подготовки персонала. Главная и, возможно, самая сложная задача – это знать, что требуется от нашей системы. Грамотная постановка вопроса и написание технического задания – залог успеха при построении АСУ на основе регистраторов.

Попробуем сравнить регистратор и контроллер. Что может быть в них общего?

Первые логические контроллеры представляли собой шкафы с набором соединённых между собой реле и контактов. Эта схема задавалась жёстко на этапе проектирования и не могла быть изменена далее. В основе современных логических контроллеров лежит микропроцессор. Числовые операции реализуются наравне с логическими, но в большинстве приложений по прежнему преобладают логические команды.

Программируемый логический контроллер, ПЛК – микропроцессорное устройство, предназначенное для управления технологическими процессами в промышленности и другими сложными технологическими объектами. Принцип работы ПЛК заключается в сборе сигналов от датчиков и их обработке по прикладной программе пользователя с выдачей управляющих сигналов на исполнительные устройства.

Таким образом, несмотря на эволюцию ПЛК, их основные задачи не изменились, чего не скажешь о регистраторах.

Изначально регистраторы были бумажными, т.е. собираемая ими информация отображалась на бумажной ленте. Сбор данных – это было единственным назначением приборов такого типа. С развитием полупроводниковых технологий развивались и все электронные приборы. Видеографические регистраторы с процессорным управлением пришли на замену устаревшим бумажным аналоговым регистраторам. А это значит, что у современных ПЛК и регистраторов родственная электронная начинка.

Наличие микропроцессорного сердца позволяет расширять возможности регистраторов до уровня, ограниченного возможностями самого процессора и фантазией разработчиков.

Современные регистраторы имеют универсальные аналоговые входы, способные снимать практически любые сигналы, будь то напряжение, ток или сопротивление. Регистраторы способны измерять температуру с помощью пирометров, термопар или термосопротивлений. Благодаря наличию дискретных входов можно воспринимать сигналы «сухой контакт», «открытый коллектор», «потенциальный вход».

Большое количество выходных реле позволяет управлять исполнительными механизмами и строить систему сигнализации.

Если мы говорим о АСУТП, то, естественно, возникает вопрос: а как подключить регистратор к существующей на предприятии SCADA-системе? Для этого разрабатывается свой OPC-сервер, поставляемый в комплекте с программным обеспечением с регистраторами. Наличие интерфейсов RS485, RS232, Ethernet позволяет подключаться к компьютерам для передачи информации или конфигурирования прибора.

Для расширения функциональных возможностей регистраторов предусмотрена математическая обработка данных. То есть регистратор может отображать и использовать для управления, как непосредственный результат измерения, так и значения, являющиеся функциями входных аналоговых и дискретных сигналов. Причем задавать можно достаточно сложные математические функции, в которых может присутствовать помимо обычной арифметики еще и тригонометрия, логика и т.д. Самый простой пример применения подобных возможностей – это вычисление разности показаний датчиков или же определение объема по уровню в емкости сложной формы.

Обеспечение автономной работы регистратора может осуществляться благодаря встроенному расписанию. Подобные функции позволяют программировать определенные действия с привязкой к реальному времени с различной периодичностью. Т.е. без вмешательства оператора регистратор может вести запись только в рабочее время, а так же включать (выключать) исполнительные механизмы в определенно заданное время или в зависимости от входных сигналов.

Очень часто при возникновении нештатных ситуаций есть необходимость последовательного блокирования исполнительных механизмов или управления временной последовательностью технологических операций. Данные условия могут выполняться благодаря программированию временных интервалов для совершения определенных действий. В регистраторе ЭЛМЕТРО-ВиЭР такое возможно с помощью «Таймеров», которые настраиваются при конфигурировании прибора.

Расширение функциональных возможностей обеспечивается за счет сумматоров, осуществляющих интегрирование расхода нарастающим итогом, и счетчиков, подсчитывающих количество событий за определенные интервалы времени. Данные функции можно использовать, например, для формирования отчетов по потреблению ресурсов или подсчета технологических циклов за смену.

Гальванически изолированные аналоговые каналы исключают возникновение паразитных токовых петель и снимают ограничения по встраиванию регистратора в существующую систему сбора данных. Высокая частота опроса позволяет применять регистраторы в системах с быстроменяющимися процессами.

Один из простых примеров использования регистратора показан на рисунке 1.

Система сбора данных и сигнализации

К регистратору подключаются датчики с выходными аналоговыми и/или дискретными сигналами. Прибор обрабатывает полученные данные, записывает их в энергонезависимую внутреннюю память и, если есть необходимость, передает данные на верхний уровень АСУ ТП или сервисный ПК. При возникновении нештатных ситуаций (например, отклонение уровня измеряемого параметра от заданных норм или некорректный расход энергоресурсов) срабатывает система сигнализации и/или происходит блокирование исполнительных механизмов.

При совместной работе регистратора с регуляторами можно получить полноценную систему управления. Пример такой системы показан на рисунке 2.

Система управления и регистрации данных

Регуляторы (например, ЭЛМЕТРО-ТеИР) принимают выходные сигналы датчиков и управляют исполнительными механизмами. Одновременно с управлением с помощью токовых выходов регуляторов сигналы передаются на регистратор, который фиксирует все процессы системы.

Таким образом, мы видим, что при решении задач автоматизации можно ограничиться относительно недорогими и простыми решениями. Все зависит от поставленных задач. Конечно, нельзя воспринимать данную статью как догму и пытаться повсюду использовать регистраторы вместо контроллеров. Это невозможно и не нужно. Регистраторы, несмотря ни на что, в первую очередь предназначены для сбора и хранения информации. Поэтому многие заключения в этой статье подлежат обсуждению, и, надеюсь, информация для размышления преподнесена.

Александров Антон – ведущий специалист по функциональной аппаратуре

ООО «ЭЛМЕТРО-ИНЖИНИРИНГ»

Телефон: (351) 793-80-28, 742-68-84

E-mail: aav@elmetro.ru

Web: www.elmetro.ru

Оценить статью

Средняя оценка: 3.5


1

2

3

4

5

Реклама


Реклама


Реклама

Реклама


Яндекс цитирования Яндекс.Метрика Яндекс.Метрика
© 2006-2013 Kipinfo.ru
При использовании информации ссылка на сайт “Kipinfo” обязательна.
Контактная информация Размещение рекламы
16+