Абдулин С.Ф. Системы автоматики предприятий стройиндустрии
Подождите немного. Документ загружается.
Подобным программированием оператор, двигаясь от одного
алгоритмического блока к другому, создает нужное количество ПИД-
регуляторов, дополняет их функциональными преобразователями,
формирует требуемую конфигурацию системы и настраивает ее параметр.
Один ремиконт Р-100 может заменить в среднем 25–30 аналоговых
приборов. Пример применения ремиконта для регулирования температуры
пропиточной ванны и влажности выходящей основы или тканей на
шлихтовальных или красильно-отделочных машинах показан на рис. 2.22
[51, 52]. Один такой ремиконт может обслужить, например, все машины
шлихтовального отдела.
Общее устройство и принцип действия контроллера логического
микропроцессорного типа ломиконт. Ломиконт предназначен для
широкого круга задач автоматического управления технологическими
процессами. Ломиконт – многоцелевой контроллер общепромышленного
назначения. Он обрабатывает дискретные, аналоговые и импульсные
сигналы, формирует дискретные, аналоговые и импульсные выходные
сигналы, выполняет операции управляющей логики, имеет таймеры и
счетчики, параллельно с логическим управлением осуществляет сложную
обработку аналоговых сигналов, в т.ч. фильтрацию, интегрирование, ПИ -,
ПИД - регулирование с автоподстройкой и без нее, интерполяцию по
времени и параметру, позволяет выводить технологические обобщения и
текущие значения параметров на дисплей для наблюдения за ходом
процесса и на печатающее устройство для документирования процесса
управления.
Ломиконт может работать как на нижнем уровне крупной
распределенной АСУ ТП, связываясь с ЭВМ верхнего уровня по каналу
цифровой связи, так и в качестве автономного изделия, решающего
комплекс задач логического управления, регулирования, представления
информации о процессе управления. Работать с ломиконтом может
проектировщик системы управления и эксплуатационный персонал,
связанный с обслуживанием традиционной релейной и аналоговой
аппаратуры и не знакомый с вычислительной техникой и методами
программирования.
Ввод в ломиконт программы управления конкретным
технологическим объектом (программы пользователя) и отладка этой
программы называется технологическим программированием ломиконта.
Технологическое программирование можно выполнять непосредственно
на объекте, а можно, используя встроенные в ломиконт программно-
аппаратные средства отладки, выполнить на ломиконте, установленном в
проектной организации, без реальных датчиков информации и
исполнительных механизмов. При работе с ломиконтом используется
микропроцессорный пульт ломиконта, имеющий экран и
специализированную клавиатуру.
Программа пользователя (ПрП) составляется на технологическом
языке ломиконта – МИКРОЛЕ. Работа оператора с пульта происходит в
диалоговом режиме с автоматическим контролем правильности действий
оператора. ПрП, введенная оператором в ломиконт, равно как и
информация о текущем состоянии процесса управления, сохраняется при
отключении питания. Ломиконт – проектно-компонуемое изделие. Он
содержит базовый комплект аппаратуры, поставляемый всегда, независимо
от конкретной решаемой задачи, и проектно-компонуемый комплект,
зависящий в основном от требуемого числа каналов ввода-вывода
информации и определяемый при заказе потребителем.
Выпускаются четыре модели ломиконтов, различающиеся числом
каналов ввода-вывода (от 60 – 90 до 300 – 900) и соответственно числом
каркасов, а также наличием или отсутствием дублирования, повышающего
надежность работы ломиконтов.
Области применения. Ломиконт может решать широкий спектр
задач управления, которые решаются с помощью традиционной релейной
аппаратуры и аналоговых приборов автоматического регулирования.
Кроме того, ломиконт, имея дискретные, аналоговые и импульсные входы,
дискретные, аналоговые и импульсные выходы, таймеры, счетчик и
библиотеку алгоритмов, может решать сложные многозвенные задачи
управления, формировать сигналы, изменяющиеся по заданной программе
в функции времени, параметров и логических условий, решать задачи
автоматического регулирования (импульсного и аналогового), выводить
информацию на дисплей и печатающее устройство, обмениваться
информацией по интерфейсным каналам на расстоянии до 4000 м с ЭВМ и
другими ломиконтами.
Ломиконт можно использовать для автоматизации как простых, так и
сложных процессов, например процессов пуска и останова комплекта
оборудования, когда приходится решать задачи управления с
автоматическим переключением управляющей структуры, с
автоматическим изменением заданий и параметров настройки, с
адаптацией системы управления к изменяющейся логике и динамике
технологического процесса.
Ломиконт особенно эффективен в тех случаях, когда имеется
вероятность изменения и дополнения системы управления после
начального периода ее эксплуатации. Ломиконт позволяет легко
справиться с такой ситуацией и непосредственно на объекте быстро
скорректировать структуру и параметры системы управления. Ломиконт
или систему ломиконтов целесообразно применять как в качестве
законченной системы управления, решающей задачи логического
управления, регулирования и представления информации, так и в качестве
нижнего уровня распределенных АСУ ТП. Наличие одиночных и
дублированных моделей, а также моделей, рассчитанных на разное число
каналов ввода-вывода информации, позволяет на основе ломиконтов
строить системы с различными требованиями к надежности и живучести*,
получая в каждом конкретном случае максимальный технико-
экономический эффект.
Объекты с небольшим объемом автоматизации могут управляться
одним ломиконтом. Большие системы могут включать в себя несколько
или даже несколько десятков автономных либо обменивающихся между
собой информацией ломиконтов, каждый из которых обслуживает одну
зону или участок технологического процесса.
Ломиконт рассчитан на следующие уровни эксплуатации:
Напряжение питания, В …………….……………………………………220 или 240
Частота питающей сети, Гц………………...……………………………….50 или 60
Потребляющая мощность на один каркас не более, ВА…………………………250
Температура окружающей среда,
0
С…..………………………………….от 0 до +50
Относительная влажность воздуха, %.......................................................................80
Помещение………………………………..……………закрытое, взрывобезопасное
Модели ломиконтов. Выпускаются четыре модели ломиконтов: Л-
110, Л-112, Л-120, Л-122. Все модели имеют идентичные функциональные
возможности, но различное количество каналов ввода-вывода информации
и различные показатели надежности работы. Ломиконты Л-110, Л-112
рассчитаны на большое и среднее число входных-выходных сигналов,
ломиконты Л-120, Л-122 - на малое и среднее число сигналов.
Модель Л-110 - одиночный ломиконт и модель Л-112 -
дублированный ломиконт рассчитаны на 50-800 входных-выходных
сигналов; модель Л-120 - одиночный ломиконт и модель Л-122 -
дублированный лоимиконт рассчитаны на число входных-выходных
сигналов, не превышающих 90.
Отличие ломиконтов от микроЭВМ и других свободно
программируемых устройств. Универсальные микроЭВМ и другие
свободно программируемые устройства программируются на языке
Ассемблере или одном из языков высокого уровня. Для разработки
программ и их отладки требуются программисты высокой квалификации.
Ломиконты Л-110, Л-112, Л-120, Л-122 поставляются с завода-
изготовителя полностью готовыми к работе и могут программироваться
непосредственно на объекте персоналом, от которого не требуется знаний
в области вычислительной техники и программирования для ЭВМ.
Сходство и отличие ломиконтов от регулирующих
микропроцессорных контроллеров ремиконтов. Ломиконты Л-110, Л-
112, Л-120, Л-122 являются устройствами того же класса, что и
регулирующие микро-
_______________________
*Надежность - способность системы непрерывно и в полном объеме выполнять требуемые
функции. Живучесть - способность системы при отдельных отказах временно, при возможном
вмешательстве оператора, выполнять свои функции в частичном объеме, достаточном для обеспечения
безопасности и сохранения непрерывности технологического процесса. Модели Ломиконтов Л-112 и Л-
122 имеют значительно более высокую надежность работы, чем модели Л-110, Л-120.
процессорные контроллеры ремиконты Р-110, Р-112, Р-120, Р-122.
Ломиконты и ремиконты построены на одной элементной базе, имеют
аналогичную физическую структуру, в основном общий состав,
конструктивные элементы и исполнения, компоновку моделей
контроллеров. В частности, модули одинакового наименования в
ломиконтах и ремиконтах являются взаимозаменяемыми [исключение
составляют физически идентичные модули ПЗУ2, в которые записано
различное программное обеспечение (ПО)].
Отличия контроллеров обусловлены главным образом их
ориентацией на разные классы задач в распределенных АСУ ТП.
Ремиконты предназначены в основном для построения систем
регулирования, а ломиконты предназначены для построения систем
автоматического управления. Поэтому контроллеры имеют различную
«пользовательскую архитектуру», используют разные методы
технологического программирования и, как следствие, разные физические
средства работы оператора с контроллерами – пульт ломиконта и панель
оператора ремиконта. Центральным понятием ремиконта является
алгоритмический блок (алгоблок). Функциональная структура ремиконта
представляет собой набор соединенных алгоблоков. ПрП ломиконта
задается на технологическом языке «Микроле», описывающем различные
действия над технологическими переменными, и представляет собой набор
программированных блоков, состоящих из секций.
Ломиконты по сравнению с ремиконтами имеют более широкие
функциональные возможности, в частности по таким параметрам, как
количество входов-выходов (в моделях 110, 112), объем технологической
программы, быстродействие. Кроме того, в ломиконтах реализованы две
количественно новые функции: вывод технологической информации по
цифровым каналам на устройства отображения и документирования
информации (дисплеи, печатающие устройства) и возможность построения
Л-сети локальной сети ломиконтов, обменивающихся цифровой
информацией.
Основные технические характеристики
Число входов:
дискретных…………………………………………………………...……….до 512
аналоговых……...………….…………………………………...…………….до 128
импульсных…………………………………………………...…………………до 8
Число выходов:
дискретных…………………………………………………………...……….до 256
аналоговых………………………..…………………………………...……….до 64
импульсных………….………………………………………………...……….до 32
Входные импульсные сигналы – напряжение постоянного тока любой
полярности:
логический «0», В………………………….………………………………...0…2,4
логическая «1», В………………….…….………………………………..9,6…28,8
потребляемый ток, мА………………………….…………………………...10…15
максимальная частота, кГц………………………….…………………………...50
Выходные дискретные и импульсные сигналы – напряжение постоянного тока 0
или 24 В или состояние транзисторных ключей, коммутирующих цепи постоянного
тока определенной полярности:
логический «0» ………………………….……………………………разомкнутое
логическая «1» ………………………….……………………………….замкнутое
Входные и выходные аналоговые сигналы постоянного тока:
0-10 В,
0-5, 0-20,
4-20 мА.
Входные и выходные сигналы постоянного тока 0-5, 0-20, 4-20 мА
имеют гальваническое разделение входов друг от друга, выходов друг от
друга, выходов от входов, входов-выходов от общей шины (ОШ)
ломиконта. Входные и выходные аналоговые сигналы постоянного тока 0-
10 В гальванического разделения не имеют.
Ломиконт имеет связь с другими ломиконтами и ЭВМ, а также
выход на дисплей и печатающее устройство по стандартным радиальным
интерфейсам - последовательному ИРПС и параллельному ИРПР.
Напряжение питания, В..............................................................................220 или 240
Частота питающей сети, Гц...........................................................................50 или 60
Потребляемая мощность на один каркас, ВА.........................................не более 250
Температура окружающей среды, °С................................................................ 0...+50
Температура окружающей среды для пульта ломиконта, °С......................... 0...+40
Относительная влажность воздуха, %.......................................................не более 80
Помещение......................................................................закрытое, взрывобезопасное
Функциональные характеристики
Объем ПрП, Кбайт.................................................................................................до 16
Число тайлеров с дискретностью 1с..........................................................................32
Диапазон таймера с дискретностью 1с...................................................от 1 с до 24 ч
Число таймеров с дискретностью 100 мс..................................................................32
Диапазон таймера с дискретностью 100 мс........................................от 100 мс до 1ч
Состав и конструкция ломиконта
Перечень и назначение основных элементов. Ломиконт содержит
следующие основные элементы (рис. 2.23).
1. Микропроцессорный вычислитель (MB).
В состав MB входят модули: ПРЦ5 – модуль процессора; ПЗУ2 –
модуль постоянного запоминающего устройства (ЗУ); ОЗУ4 – модуль
оперативного ЗУ.
Модуль ПРЦ5 предназначен для обработки информации в
соответствии с ПО ломиконта. Модуль ПРЦ5 построен на базе
микропроцессора КР580ИК80, других микросхем серий КР580 и К155.
В ПЗУ2 содержится системное ПО контроллера объемом 32 Кбайт,
включающее программу-диспетчер, организующую всю работу
контроллера, программы опроса входных модулей УСО и выдачи
выходных сигналов, библиотеку алгоритмов, программу-интерпретатор,
выполняющую обработку информации в соответствии с ПрП, программы
обмена цифровой информацией с пультом и другими внешними
устройствами, программы самоконтроля и самодиагностики, программы
тестирования и т.д.
Модуль ОЗУ4 емкостью 8 Кбайт, используемый в MB, называется
системной памятью ломиконта. В модуле хранится оперативная
информация о текущих значениях входов, выходов, таймеров, счетчиков,
буфера для обмена с внешними устройствами, служебная информация и
оперативная информация, необходимая для работы системного ПО
ломиконта.
Рис. 2.23. Физическая структура ломиконта: 1–микропроцессорный вычислитель; 2–
память программы пользователя; 3–средства оперативного управления; 4–устройство
питания и переключения; 5–модули цифровой связи; 6–устройства связи с объектом
(УСО); 7–каркас и внутренняя магистраль, а также облучатель ультрафиолетовый и
конструктивные элементы
Для использования в качестве системной памяти ломиконта модуль
ОЗУ4 с помощью перемычек под пайку, находящихся на модуле, должен
быть настроен на определенный адрес. Модуль ОЗУ4 системной памяти
ломиконта будем называть в дальнейшем ОЗУ4.7.
Для повышения надежности допускается резервирование, т.е.
установка двух модулей ОЗУ4.7 («основного» и «резервного»). При
отключении сетевого питания информация в модуле ОЗУ4.7 сохраняется
на батарейном питании (БСЭл).
2. Память программы пользователя (ПрП).
Для хранения ПрП используются: ОЗУ4, МПП – модуль
программируемой памяти с вставленными в него микромодулем
перепрограммируемого запоминающего устройства (ППЗУ).
Для хранения ПрП при вводе и на этапе отладки используется один
или два модуля ОЗУ4, настроенные с помощью перемычек под пайку на
определенные адреса. Эти модули в дальнейшем будем называть: ОЗУ4.4 –
основной оперативной памятью ПрП; ОЗУ4.5 – дополнительной
оперативной памятью ПрП.
3. Устройства связи с объектом.
К устройствам связи с объектом относятся модули: дискретно-
цифрового преобразования; ЦДП2 – цифро-дискретного преобразования;
АЦП2 – аналого-цифрового преобразования; ЦАП2 – цифроаналогового
преобразования; ИЦП2 – импульсно-цифрового преобразования; ЦИП2 –
цифроимпульсного преобразования; РГ12 – гальванического разделения
входной; РГ22 – гальванического разделения выходной.
Модуль ЦИП2 применяется главным образом для управления
исполнительными механизмами постоянной скорости в АСР. Каждый
импульсный выход представляет собой два транзисторных ключа,
имеющих смысл «больше» и «меньше», контакты управляются в
соответствии с результатом широтно-импульсной модуляции сигнала
управления, получаемого на выходе алгоритма импульсного
регулирования. ЦИП2 обслуживает 8 импульсных выходов.
Модули ДЦП2, ЦДП2, ИЦП2 ЦИП2 содержат узлы гальванической
развязки, а модули АЦП2 и ЦАП2 такой развязки не содержат. Каждый из
модулей РГ12 и РГ22 осуществляет гальваническую развязку по восьми
каналам.
Для индикации состояния входных и выходных дискретных и
импульсных сигналов служит сервисное устройство – индикатор
дискретных сигналов.
4. Модули цифровой связи.
К ним относятся: МИС2 – модуль интерфейсной связи; МИП –
модуль интерфейсный параллельный; МСК – модуль связи каркасов.
МИС2 может осуществлять одновременно связь по четырем
двухсторонним каналам ИРПС (интерфейс радиальный последовательный
стандартный). Его можно использовать для связи с другими ломиконтами
и ЭВМ, для вывода технологических сообщений на дисплей для цифровой
связи при дублировании в моделях Л-112 и Л-122. Модуль МИС2 можно
использовать вместо модуля МУС2 для связи с пультом ломиконта.
Модуль МИП используется главным образом для вывода
технических сообщений на печатающее устройство по интерфейсу ИРПР.
На модуле МИП расположен один двухсторонний канал ИРПР. Связь
дополнительного каркаса с каркасом, в котором находится вычислитель,
осуществляется с помощью модуля МСК.
Габариты каркаса – 520x280x207 мм.
5. Средства оперативного управления.
К ним относятся: МПВП – пульт ломиконта, МУС2 – модуль
управления и сигнализации.
Переносной микропроцессорный пульт ломиконта является
основным средством для работы оператора с ломиконтом и предназначен
для ввода и отладки ПрП, настройки контроллера, наладки системы
управления на базе ломиконта и для оперативного управления процессом.
Пульт имеет специализированную клавиатуру, расположенную на
передней откидывающейся крышке (рис. 2.24), экран и источник звукового
сигнала. Потребляемая мощность – 80 В А, масса – не более 14 кг.
Габаритные размеры пульта показаны на рис. 2.24.
Модуль МУС2 выполняет ряд функций, связанных с системой
самодиагностики ломиконта, а также используется для останова
процессора, для запуска теста оперативной системной памяти в
дублированных моделях контроллера. Модуль МУС2 используется
главным образом для связи с пультом ломиконта, а также имеет два
дискретных выхода: «Отказ» и «Ошибка», на которых формируется
обобщенная информация о неисправностях, обнаруживаемых системой
самодиагностики ломиконта. Система самодиагностики сигнализирует о
неисправности также с помощью индикаторов, расположенных на лицевой
панели модуля МУС2.
6. Устройства питания и переключения.
К ним относятся блоки: БПС-5 - блок питания стабилизирующий;
БНП-24 - блок преобразователя напряжения; БПР-5 - блок переключения
резерва; БСЭл - батарея сухих элементов.
7. Конструктивные элементы.
К ним относятся: шкаф компоновочный напольный, шкаф
компоновочный настенный и кожух, в которых располагаются каркасы с
модулями, блоки питания БПС-5, батареи сухих элементов БСЭл,
вентиляторы, панели клеммных колодок (КК), клеммно-модульные и
межмодульные соединители и другие элементы.
Габаритные и установочные размеры: шкафов настенных -
400x800x940 мм; шкафов напольных - 600x800x1950 мм.
Масса шкафа напольного - не более 250 кг, шкафа настенного - не
более 110 кг, кожуха - не более 27 кг.
Вид А
Рис. 2.24. Габаритные размеры пульта ломиконта
8. Базовая и проектно-компонуемая части ломиконта.
Ломиконт является проектно-компонуемым изделием. Каждая
модель ломиконта состоит из базовой и проектно-компонуемой частей.
Элементы базовой части образуют тот минимум, без которого невозможна
работа данной модели ломиконта. В проектно-компонуемую часть входят
элементы, необходимость использования которых в составе ломиконта
зависит от конкретной задачи управления объектом. Наличие этих
элементов в составе ломиконта определяется потребителем при заказе
ломиконта. Проектная компоновка позволяет оптимально использовать
посадочные места в каркасе и минимизировать стоимость ломиконта для
каждой конкретной задачи.
Пример состава проектно-компонуемого варианта ломиконта Л-110
представлен на рис. 2.25.
9. Исполнения ломиконта.
Ломиконт изготавливается в двух климатических исполнениях
(обыкновенном УХЛ.2 и общеклиматическом 04.2) и рассчитан на
напряжение питания 220 и 240 В, частоту 50 и 60 Гц. При этом для
каркасного, приборного (в кожухе), настенного вариантов исполнения к
наименованию модели ломиконта добавляется буква К, П или Н, например
ломиконт Л-122К.