Гудинов В.Н., Корнейчук А.П. Технические средства автоматизации: Конспект лекций
Подождите немного. Документ загружается.
Агрегатный комплекс
электрических
исполнительных механизмов
(АКЭИМ)
Исполнительные механизмы,
построенные из
унифицированных блоков и
модулей
АСУ ТП во всех отраслях
промышленности
Программно-технические комплексы ТСА Таблица 2
Наимено-
вание
Состав и характеристики Назначение и области
применения
Произво-
дитель
«САРГОН» Техническое обеспечение:
- контроллеры МФК, ТКМ52(51),
Теконик с сетевыми УСО (ЗАО
«Текон», г. Москва),
- IBM-совместимые компьютер;
- сетевое оборудование;
Программное обеспечение:
- ОС контроллеров и компьютеров
- программный комплекс «САРГОН»
Создание
полнофункциональных
АСУТП энергетических
объектов (энергоблока,
котлоагрегата, турбины,
цеха, станции).
Внедрение: Волгоградская
ТЭЦ, ГРЭС-3 Мосэнерго,
Калининградская ТЭЦ-1.
АО «НВТ-
автоматика»,
г. Москва,
nvt.msk.ru
«СИРИУС» Комплекс включает в себя:
- контроллеры Миконт-М и Сателлит
- контроллер пункта управления
Виконт, собирающий и
обрабатывающий информацию от
ПЛК нижнего уровня и передающий
ее в ПЭВМ;
- ПО «Cirius-QNX» - SCADA-пакет
для создания систем управления,
работает под управлением ОС РВ
QNX
Интерфейсы связи: RS 232, 485,
токовая петля 20 мА, С1-ТЧ (модем
с частотной модуляцией для
физической линии, телефонных и
радиоканалов)
Протоколы: Modbus, Modbus Plus,
HDLC, «Сириус» (TM 120.x) и др.
Создание систем
телемеханики в
электроэнергетике,
нефтегазовом комплексе
и других областях.
Внедрение:
- АСУ «Н-Новгород» для
перекачки нефти ОАО
«Верхневолжскнефте-
провод»
- Октябрьские
электрические сети ОАО
«Мосэнерго» и др.
ООО «НПА
Вира
Реалтайм»,
г. Москва
www.rlt.ru
Микропро-
цессорная
система
контроля и
управления
(МСКУ М)
Комплекс построен по принципу
децентрализованной системы.
Номенклатура изделий комплекса
позволяет создавать системы любой
сложности и степени
децентрализованности. Верхний
уровень представлен рабочими стан-
циями ПС 5101. В изделиях
используются импортные
комплектующие и модули (фирм
Intel, IBM, Motorola, Siemens,
Advantech и др.)
Предназначен для
создания единой
интегрированной системы
управления технологи-
ческими процессами
Внедрение: АСУ ТП
энергоблоков Кольской и
Курской АЭС,
Запорожской, Киришской,
Углегорской ГРЭС и др.
АО«Импульс»
Северодонецк
«КРУГ-2000» Полностью сертифицированный
открытый ПТК.
Техническое обеспечение:
- контроллеры серии TREI-05B;
АСУ ТП предприятий
металлургической,
химической,
горнодобывающей и
НПФ «КРУГ»
г. Пенза,
www.krug-
2000.ru
11
- серверы различного назначения;
- системы бесперебойного питания;
- предусмотрена возможность связи с
ПЛК и аппаратурой других фирм.
Программное обеспечение:
- ОСРВ контроллеров: DOS, QNX
- Windows NT (станции оператора)
- Пакет программ «КРУГ-2000»
других отраслей.
Более 70 внедрений
Унифициро-
ванный
программно-
технический
комплекс
(УПТК)
Состав комплекса:
- недорогой промышленный
компьютер без модулей УСО;
- мультиплексная система связи и
управления, содержащая
периферийные приемопередатчики
(распределенные УСО), и
центральное логическое устройство
(связь по двухпроводной линии);
- программное обеспечение,
построенное на базе SCADA-
системы Trace Mode
АСУ ТП предприятий
металлургической,
химической,
горнодобывающей и других
отраслей, а также
локальных САУ
транспортных средств,
охранной сигнализации и
т.п.
ОАО
«Союзцветмет-
автоматика» и
ТОО
«Мультисеть»
(совместно)
«ДИРИЖЕР» Комплекс построен на основе серии
ГОЖ ПКЭМ-З. В основе контроллера
и ПТК: WME-архитектура, ОС РВ
OS-9, мезонинные технологии,
стандартные коррозионно-стойкие
конструктивы, поддержка сетей
Profibus, Modbus, Ethernet,
технологическое программирование
контроллеров в среде ISaGRAF.
Контроллер имеет каркасно-
модульное исполнение, в качестве
базового процессорного модуля
использован модуль VIUC
производства PEP Modular Computer
(Германия)
Предназначен для создания
АСУТП предприятий
металлургической,
химической,
горнодобывающей и других
отраслей, а также
локальных САУ
транспортных средств, в
том числе и на водном
транспорте
ОАО
«Электроме-
ханика»,
г. Пенза
«ЦИТРОН» Комплекс включает: приборы КСО
(контроллер связи с объектом) до 30
шт., IBM-совместимый компьютер в
офисном или промышленном
исполнении, сетевые средства связи,
фирменное программное обеспечение
центра сбора данных (ПО ЦСД).
Предназначен для примене-
ния в различных областях
автоматизации и измерений
в условиях круглосуточной
эксплуатации
ЗАО НПП
«Электронные
информа-
ционные
системы»,
www.eisystem.
ur.ru
12
«КРУИЗ» Комплекс включает:
- PC- совместимые контроллеры (на
базе комплектующих Octagon
Systems), установленные вместе с
блоками устройств сопряжения с объ-
ектом (УСО) в функциональные
шкафы стандарта Евромеханика;
- персональные компьютеры в
обычном или промышленном
исполнении;
- SCADA-система: TRACE MODE
фирмы AdAstrA Research Group, Ltd.
(Россия)
Предназначен
для построения
распределенных
автоматизированных
систем управления
техническими объектами
любой степени сложности.
Внедрение: ТЭС
«Нассирия» Республика
Ирак; АСУ ТП (4 блока по
210 МВт); Тюменская ТЭЦ-
1 АСУТП энергоблока
ПГУ-220; Ангарская ТЭЦ-9
АСУ ТП котла № 8 и
топливоподачи
ЗАО
«ПИКЗебра»
г. Москва
www.pikzebra.
ru
«КВИНТ» Комплекс включает:
-микропроцессорный контроллер
Ремиконт Р-310
-персональные компьютеры в
обычном или промышленном
исполнении
-ПО: САПР системы управления,
включающее программы для
введения базы данных АСУ ТП,
технологического программирования
микроконтроллеров, для создания
мнемосхем для операторских
станций
Решение задач управления
технологическими
объектами различной
степени сложности вплоть
до объектов, включающих
десятки тысяч параметров,
в самых разных областях
народного хозяйства
ОАО
Чебоксарское
НПП “Элара”,
www.elara.ru
«ТОРНАДО» ПТК «Tornado» выпускается в 4-х
основных модификациях, которые
отличаются архитектурными
решениями и используемым
контроллерным оборудованием.
Каждый тип ПТК предназначен для
определенного класса объектов.
Состав комплекса включает:
- ПЛК: VME9300, ШС9300, Smart I/O,
Smart2 производства «PEP Modular
Computers»; MIF производства «МС
Торнадо»; широкий набор модулей
УСО
SCADA-система InTouch
Используется для создания
АСУ ТП на промышленных
объектах энергетики,
нефтяной, газовой,
химической
промышленности,
перерабатывающих
отраслей, транспорта,
коммунального хозяйства и
других
Компания МС
Торнадо,
Новосибирск,
www.tornado.
nsk.ru
«Техноконт» Компоненты архитектуры ПТК:
- контроллер МФК (ЗАО «ТЕКОН» г.
Москва)
- SCADA-система MasterSCADA
(НПФ «ИНСАТ», г. Москва)
- Система программирования
контроллеров IsaGRAF (AlterSys Inc
Канада)
- коммутационное оборудование сети
Используется для создания
АСУ ТП на промышленных
объектах энергетики, неф-
тяной, газовой,
химической
промышленности,
перерабатывающих
отраслей, транспорта,
коммунального хозяйства и
НПО
«Техноконт»
www.
technocont.ru
13
Ethernet и комплекты PC в
ассортименте лучших мировых
и проверенных российских
производителей
других
«ДЕКОНТ» Состав комплекса включает:
- управляющий контроллер Decont-
182
- модули-мезонины для организации
интерфейсных каналов контроллера
Decont-182 (RS232, RS485, модемы и
радиомодемы)
- большая номенклатура удаленных
модулей УСО
- IBM-совместимый компьютер в
офисном или промышленном
исполнении
Создание
автоматизированных
систем контроля, учета и
управления на
предприятиях,
характеризующихся
территориальной
рассредоточенностью
объектов
Фирма «ДЭП»,
г. Москва,
www.dep.ru
Система
полевых
приборов
«ТРАССА»
и ПЛК
«КРОСС»
Комплекс микропроцессорных
средств включает:
- интеллектуальный шлюз для сети
контроллеров Р-130
- высокопроизводительный
контроллер КРОСС
- комплект полевых приборов
ТРАССА для работы на полевой сети
- распределенные измерительные
среды РИС;
- SCADA-системы InTouch и Trace
Mode
Построение
распределенных открытых
систем в соответствии с
международными
стандартами и
технологиями
ОАО «Завод
электроники
и механики»,
г. Чебоксары
www.zeim.ru
«Машинист» Техническое обеспечение:
- контроллеры измерения,
регулирования и управления:
контроллеры SMART I/O фирмы
PEP Modular Computer
- контроллеры защит и концентратор
данных:
контроллеры VME9000
- рабочие, архивные и инженерные
станции:
IBM PC совместимые компьютеры
Программное обеспечение:
- ОСРВ контроллеров: OS-9
- Windows NT (для рабочих станций)
SCADA: «КРУГ-2000» (НПФ КРУГ»)
Создание полнофункцио-
нальных АСУ ТП
энергетических объектов
(энергоблока,
котлоагрегата, турбины,
цеха, станции). Внедрение:
Уфимская ТЭЦ-1,
Ново-Салаватская ТЭЦ и
др.
«Энергоавто-
матика»,
г.Уфа
АО «РТ-Софт»
г. Москва
«Турбоком-
4000»
Техническое обеспечение:
- РС-совместимые контроллеры,
выполненные в стандартах VMEbus,
CompactPCI, STDbus, PCI, PC/104,
ISA и др.
- рабочие станции управляющего
контура: IBM PC совместимые
компьютеры в промышленном
исполнении (Корунд (Россия), OR,
Для решения всех
управляющих,
информационно-
вычислительных и
информационно-
транспортных задач, возни-
кающих при автоматизации
технологических
процессов. ПТК может
ОАО
«Электро-
центро-
наладка»
г. Москва
14
PEP, XYCOM, Octagon)
- рабочие станции информационно-
вычислительного контура: IBM PC
совместимые ПЭВМ общего или
индустриального исполнения
- локальные сети: Ethernet, AnyLan,
Tokin-Ring, Arcnet;
- «полевые» сети: CANbus, Lightbus,
Profibus и др.
Программное обеспечение:
- ОСРВ QNX 4.2x, Windows NT;
- средства программирования ПТК:
«Конфигуратор», «Графический
редактор», язык Микром
использоваться на объектах
с числом параметров от
50... 1000 до 30 000 ... 50
000 в энергетической,
металлургической,
химической и других
отраслях промышленности
«ОВЕН» Программируемые регулирующие
приборы: Измерители-регуляторы
температуры ТРМ1, 2ТРМ1; ТРМ10,
ТРМ12, ТРМ101, ТРМ501 и др.;
Многоканальные регуляторы УКТ38,
ТРМ138; Контроллеры МПР51, БКМ,
ТРМ151, ТРМ32, ТРМ33, ТРМ133,
ТРМ974, ТРМ961, ЭРВЕН;
Термопреобразователи: ТС, ТП;
Модули ввода/вывода: МВА, МБУ
Усилители и блоки питания;
Адаптеры интерфейса связи с ЭВМ;
SCADA-система Owen Process
Managar
Создание
специализированных
систем контроля и
регулирования
температуры, а также
систем управления
отоплением,
водоснабжением,
вентиляцией зданий и
управления холодильными
машинами.
ПО «Овен»
г. Москва
www.owen.ru
SIMATIC ПЛК (PLC): SIMATIC S5/S7/C7; Logo
ПЛК на базе ПК: SIMATIC WinAC;
УСО: Станции децентрализованной
периферии (DP) ET-200;
Человеко-машинный интерфейс
(HMI):Панели операторов ОР/ТР/МР;
Промышленные сети (NET): ASi,
Profibus, Ethernet;
Д/ИМ (I/O): КИП (SITRANS, SIREC,
SIPART), BERO, MOBI, SIMODRIV,
SIRIUS, MICROMASTER и пр.;
ППО (Soft): Step5, Step7, S7Graph,
S7PLCSim, Logo-Soft-Comfort, PDM,
PID-Control, PCS-7,
SCADA-системы: ProTool, WinCC.
Реализация любых систем
автоматизации, начиная от
локальных (<10 вх./вых.) до
сложных комплексных
распределенных АСУ ТП в
различных отраслях
промышленности.
Концепция “Totally
Integrated Automation” -
комплексной
интегрированной
автоматизации.
Сотни внедрений по России
“Siemens”
(Германия)
Департамент
«Автомати-
зации и
приводов»
(A&D)
www.siemens.
ru/ad/as
Allen Bradley
-Rockwell
Software
(AB-RS)
ПЛК Allen Bradley:
MicroLogix-1000, SLC 500, PLC-5.
Панели операторов: Panel View,
Massage View, DTAM
Промышленные сети: Remote I/O,
DeviceNet, ControlNet, DH-485,
Ethernet.
ППО фирмы Rockwell Software:
RSLogix-500, RSLogix-5, RSLogix-
Для построения сложных
иерархических
распределенных АСУ ТП с
возможностью интеграции
оборудования других фирм.
“Rockwell
Automation”
(США)
15
Emulate, RSWire, RSTools, RSLadder,
RSLinx, RSSql, RSMailman,
SCADA-система RSView32,
INTERCHANGE
Advantech Промышленные ЭВМ: IPC, PCM, MIC
Рабочие станции операторов:
MiPC, PPC, AWS, PCA, FPM.
Платы ВВ/ВЫВ: PCL, PCLD, PCIA.
Коммуникационные платы: PCL-700.
УСО: ADAM-4000/5000 (на RS485)
Промышленные сети на базе RS-
232/422/485 и CAN-протокола.
ППО: пакеты PCLS.
SCADA-система Genie.
Полный набор решений
задач локальных и
распределенных АСУТП
на базе IBM совместимых
компьютеров для
применения в закрытых
цеховых помещениях.
“Advantech”
(США)
www.prosoft.ru
2.3. Система стандартов ГСП
Система стандартов определяет те требования к приборам и средствам
автоматизации, которые обеспечивают их совместимость в АСУ ТП по
следующим основным признакам:
Информационная
совместимость
Метрологическая
совместимость
Эксплуатационная
совместимость
Конструктивная
совместимость
Энергетическая
совместимость
ГОСТ 12997-76
ГСП. Общие технические требования
Входные/
Выходные
сигналы
Интерфейсы
Условия
эксплуатации
Параметры
питания
Присоедини-
тельные
размеры
Нормируемые
метрологические
характеристики
Надежность
Унифицирование
типовых
конструкций
Рис. 6. Стандарты ГСП
Для примера рассмотрим более подробно информационную совместимость
ТСА по уровням входных/выходных унифицированных сигналов, т.е. сигналов
дистанционной передачи информации с унифицированными параметрами,
обеспечивающими информационное сопряжение (интерфейс) между различными
приборами, блоками и системами АСУ ТП (табл. 3).
Унифицированные сигналы Таблица 3
Электрические сигналы Пневматические сигналы
Аналоговые Дискретные Аналоговые Дискретные
= I [мА] = U [мВ] ~ U [В] ~γ [кГц] = U [В] [кПа]
0 – 5;
-5 – +5;
4 – 20
0 – 10;
-10 – +10;
0 – 1000
0 – 2;
-1 – +1
0 – 8;
2 – 4;
0 – 100
для TTL:
«0» ≤ +0,4
«1» ≥ +2,4
для УСЭППА:
20 – 100 «0» ≤ 10
«1» ≥ 110
16
Энергетическая совместимость ТСА определяется стандартными уровнями
питания, используемыми в современных общепромышленных установках и
технологических машинах. В пневмоавтоматике это следующие значения
давления сжатого воздуха: P
пит
400 кПа – высокий уровень; P
пит
=150 кПа –
средний уровень; P
пит
<10 кПа – низкий уровень. В электроавтоматике это
следующие значения рабочих напряжений: для высоковольтной аппаратуры U
p
1000 B; для низковольтной аппаратуры U
p
<1000 B, которое в свою очередь имеет
предпочтительные стандартные наиболее распространенные значения:
– для силовых цепей ~ U: 220, 380, 440, 660 B, = U: 110, 220, 440 B;
– для цепей управления ~ U: 24, 36, 110, 127 B, = U: 5, 6, 12, 24, 48 B.
3. ВХОДНЫЕ УСТРОЙСВА СРЕДСТВ АВТОМАТИКИ
Входные устройства – это устройства, предназначенные для подачи
информационных сигналов на вход устройств управления (т.е. в центральную
часть САУ) либо со стороны оператора (коммутационные аппараты ручного
ввода), либо со стороны объекта управления (датчики). [15,17,31]
3.1. Коммутационные аппараты ручного ввода информации
Аппаратуру ручного управления по своему назначению и использованию
подразделяют на аппараты для непосредственной коммутации силовых цепей и
аппараты для коммутации цепей управления.
3.1.1. Аппараты для коммутации силовых цепей
Используются для коммутации обмоток электродвигателей, электромагнитов,
трансформаторов, нагревателей и т.п., напряжение которых составляет: для
переменного тока ~220, 380, 660 B, для постоянного тока =110, 220, 440 В.
Примеры аппаратов коммутации силовых цепей:
1. Самый простой аппарат – рубильник (рис.7). Применяется на
электрошкафах для общего включения – отключения сети. В тяжёлом
станкостроении до сих пор применяют трёхполюсные рубильники в цепях
трёхфазного переменного тока и двухполюсные – в цепях постоянного тока. Во
всех прочих областях станкостроения применяют автоматические выключатели.
17
Рис. 7. Трехполюсный рубильник с центральной рукояткой
2. Пакетные переключатели (рис.8) – представляют собой набор из
наложенных друг на друга однополюсных поворотных выключателей,
управляемых общим валиком, при этом часть цепей замыкается, а часть
размыкается. Максимальное количество положений переключателей - от 2 до 5, а
число коммутируемых цепей - до 48. Ток коммутации – до 63 А.
Рис. 8. Пакетный переключатель
3.1.2. Аппараты для коммутации цепей управления
Используются для пуска и аварийного останова технологических машин,
переключения режимов их работы, ввода программ и уставок, для коммутации
слаботочных устройств контроля, сигнализации и регулирования.
Примеры аппаратов коммутации цепей управления:
1. Пакетные переключатели - такие же аппараты, как и для коммутации
силовых цепей, но меньших размеров и имеющие меньший ток коммутации.
Наиболее распространенными переключателями цепей управления являются
аппараты серий ПКУ2 и ПКУ3 со встроенным замком.
18
2. Универсальные кулачковые переключатели – их универсальность
достигается за счет большого числа вариантов схем соединений (до 300) при числе
положений 2-10 и количеству коммутируемых цепей – до 48. Ток – до 12 А.
3. Тумблеры (рис.9) предназначены, как правило, для фланцевого монтажа на
панелях пультов управления. Тумблер – это однополюсный выключатель для
коммутации цепей малой мощности. Скорость его срабатывания не зависит от
скорости поворота рычага.
Рис. 9. Тумблер
4. Кнопки управления (рис.10) – это аппараты, подвижные контакты
которых перемещаются и срабатывают при нажатии на толкатель. Комплект
кнопок, смонтированных на общей панели (или в блоке), представляет собой
кнопочную станцию.
Рис. 10. Кнопка управления
Особенностью контактных коммутационных устройств ручного управления
является их относительно высокая надежность, что объясняется большими
контактными нажатиями, возможностью приложения значительных усилий при
переключении и в большинстве случаев – возможностью повторного
многократного включения при отсутствии контакта после неудачного включения.
19
В особую группу входных устройств ручного управления следует выделить
бесконтактные сенсорные кнопочные станции и панели операторов, являющиеся
по сути человеко-машинным интерфейсом (HMI) и средствами отображения
информации. Рассмотрим некоторые виды сенсорных устройств на примере
продукции фирмы «Siemens» (рис. 11).
Рис. 11. Панели операторов
1. Кнопочные панели. Кнопочные панели (Pushbutton panels) являются
современной альтернативой традиционно коммутируемым операторским панелям
управления. Предварительно собранные, готовые к установке и работающие по
шине, эти операторские панели гарантируют значительную экономию времени по
сравнению с традиционным подключением кнопок управления.
2. Микропанели. Спроектированы для совместного применения с
микроконтроллерами SIMATIC S7-200 и могут использоваться либо как текстовые
дисплеи, либо как сенсорные экраны. Микропанели конфигурируются и
программируются с помощью стандартного программного обеспечения ПЛК S7-
200 Step7-Micro/WIN, или с использованием специального пакета TP-Designer.
3. Мобильные панели. Переносные операторские панели обеспечивают
функции ЧМИ непосредственно в месте действия оборудования, в поле прямой
видимости и прямого доступа к объекту. Они легко и надежно подключаются к
работающему оборудованию и, как следствие, могут гибко использоваться для
различных машин и установок.
4. Текстовые панели. Используются как текстовые дисплеи (TD) только для
отображения, или как операторские панели (OP) с мембранной клавиатурой для
операторского управления и мониторинга.
5. Мультипанели. Доступны в вариантах с сенсорным экраном или экранной
клавиатурой. Могут использоваться как панели для управления и мониторинга.
Мультипанели (MP) обеспечивают возможность установки дополнительных
программных приложений, позволяя интегрировать несколько задач
автоматизации на единой конструктивной платформе.
20