37
‒ синхронизация системного времени; удаленная диагностика;
удаленная перезагрузка контроллеров.
Встроенная подсистема архивирования в MasterSCADA полноценно
обеспечивает потребности хранения данных даже для очень сложных проектов
без необходимости приобретения и установки дополнительных
специализированных программных модулей.
Тем не менее, для простых проектов с количеством хранимых переменных,
не превышающим нескольких тысяч, пользователь может ничего не настраивать:
достаточно оставить без изменений все заранее заложенные разработчиками
настройки и архивная подсистема выполнит свое предназначение.
Сравнение данных способов сведено в таблице 1.3, 1.4.
38
Таблица 1.3
Анализ вариантов хранения данных
Основные возможности подсистемы
архивирования
Архив в
памяти
Файловый
архив
Архив в
БД 501.
Неограниченный размер архива
Нет
Да
Да
Любой срок хранения данных
Нет
Да
Да
Хранение в архиве меток времени,
присваиваемых значениям переменных
при их создании
Да
Да
Да
Использование шаблонов для быстрой
настройки параметров архивируемых
переменных
Да
Да
Да
Запись значений переменных: по
изменению/ периодическая/ всех значений
Да
Да
Да
Экспорт архива в форматы М5 Ассе$$ и
$01_- сервер
Да
Да
Да
Архив сообщений
Нет
Да
Да
Автоматическая чистка (прореживание)
архива
Да
Да
Да
Создание распределенного архива
Нет
Да
Да
Послойное хранение данных
Нет
Нет
Да
Использование обработок для
сглаживания, фильтрации, статистики,
аналитики хранимых данных
Нет
Нет
Да
Ограничение предельного суммарного
размера архива
Да
Да
Да
Ограничение предельного размера архива
для каждого объекта
Нет
Да
Нет
Таблица 1.4
Поддержка режимов баз данных при работе с MasterSCADA:
База
данных
Архив данных и
сообщений
Экспорт
данных
Хранимые
процедуры
MS SQL
+
+
+
Oracle
+
+
+
Firebird
+
+
Interbase
+
MySQL
+
+
Sybase
+
39
Важным элементом SCADA системы является система представления
архивных данных – графиков. Архивация данных в MasterSCADA может
осуществляться в собственный файловый архив или в одну из распространенных
СУБД.
Разработка приложений для ускорения разработки приложения и ввода
его в действие MasterScada имеет инструмент, названный Интегрированной Средой
Разработки (IDE), который позволяет проводить изменения в проекте, в том числе,
и уже на работающем оборудовании в режиме online. Это эффективный
инструмент групповой разработки проекта. Распределяя ресурсы между
разработчиками, можно значительно ускорить скорость создания проекта.
Разрешения на редактирование и внесение изменений определяются на уровне
объектов. Для построения архитектуры объекта на нижнем уровне в MasterScada
используются шаблоны различных технологических аппаратов (насос, емкость,
дозатор и т.п.), элементов, средств связи и сигнализации.
1.4.3. Обоснование проектных решений по техническому
обеспечению
Подбор технического обеспечения должен быть таким, чтобы обеспечить
своевременный сбор, регистрацию, передачу, хранение, наполнение
и обработку информации.
Иерархически система представляет собой распределенную
автоматизированную систему сбора и обработки данных и включает в себя:
Верхний уровень (уровень SCADA)
Нижний уровень (уровень ПЛК - программируемый логический
контроллер);
Полевой уровень (уровень датчиков, исполнительных механизмов).
Верхний уровень
Проектируемая информационная система управления и диспетчерского
контроля создается на платформе «MasterSCADA», поэтому следует учитывать
рекомендуемые требования системы к конфигурации ПК, которые приведены
в «Руководстве по установке и запуску», имеют следующие характеристики:
40
Процессор Intel Pentium / Celeron / AMD Athlon 2400 МГцивыше;
Оперативная память 1024 Мб и выше;
Жесткий диск 40Гб и выше;
Требуется наличие USB-порта;
Устройство чтения компакт-дисков;
SVGA дисплей.
На предприятии имеются компьютеры, удовлетворяющие перечисленным
техническим средствам.
Нижний уровень
Решаемые цели и задачи скомпоновали облик современных систем
управления в виде иерархической структуры, которую упрощенно можно описать
следующим образом[5].
Нижний уровень (уровень регулирования) представляет собой сочетание
датчиков и исполнительных механизмов, необходимых для выполнения задач
регулирования. Эти элементы объединяются информационными потоками
с центральным звеном – контроллером, принимающим сигналы от датчиков
и выдающим управляющие сигналы соответствующим исполнительным
механизмам.
Логика работы контроллера закладывается либо на этапе производства
(жестко прошитые контроллеры), либо на этапе проектирования и наладки
системы управления (свободно программируемые контроллеры). Последний
вариант более универсален и предпочтителен в силу своей гибкости.
В настоящее время используются системы автоматизации на базе
программируемых контроллеров, связанных с персональным компьютером. Они
получают все большее распространение благодаря удобству, доступности,
дружественному интерфейсу и низкой стоимости.Бурное развитие электроники,
особенно в сфере микропроцессорной техники, привело к созданию
программируемых логических контроллеров (ПЛК), которые кардинально
изменили сам подход к созданию конечных автоматов, вытеснив полностью
контактные системы линейного управления (СЛУ). [14]
41
Если промышленно развитые страны давно и широко используют ПЛК
и вышли на стабильный уровень их применения, то в России лишь в последние
годы наблюдается резко возросший спрос на эту технику. В то же время почти
полное отсутствие литературы по ПЛК создает значительные трудности
в обучении и переподготовке обслуживающего персонала. Программируемый
логический контроллер, ПЛК — микропроцессорное устройство, предназначенное
для выполнения алгоритмов управления. Принцип работы ПЛК заключается
в сборе и обработке данных по прикладной программе пользователя с выдачей
управляющих сигналов на исполнительные устройства. Программируемые
логические контроллеры представляет собой конечный (дискретный) автомат,
имеющий конечное количество входов и выходов, подключенных посредством
датчиков, ключей, исполнительных механизмов к объекту управления,
и предназначенный для работы в режимах реального времени (Рисунок 1.12).
Рисунок 1.12 – Обобщенный принцип работы ПЛК
Конструктивно ПЛК выполняется как в моноблочном исполнении, так
и в модульном. В первом варианте, так называемом мини-ПЛК, с небольшим
количеством входов/выходов все собрано в одном корпусе. Модульные ПЛК
имеют отдельные блоки (модули) ввода и вывода, которые могут находиться порой
на значительном удалении от центральной части, т. е. установлены
в непосредственной близости к управляемому объекту и «общаться»
с микропроцессором по сети. В общем случае, все модули могут быть
сосредоточены в одном месте на специальных стойках или каркасах.Произведем
сравнение нескольких моделей популярных программируемых логических
контроллеров.
42
ОВЕН ПЛК 110
Программируемый логический контроллер ОВЕН ПЛК 110
предназначен[20]:
Для создания систем управления малыми и средними объектами
Построение систем диспетчеризации
Построение системы управления и диспетчеризации на базе ОВЕН
ПЛК возможно как с помощью проводных средств – используя встроенные
интерфейсы Ethernet, RS-232, RS-485, так и с помощью беспроводных средств –
использую радио, GSM, ADSL модемы
Таблица 1.5
Технические характеристики ОВЕН ПЛК 110
Общие сведения
Конструктивное исполнение
Унифицированный корпус для крепления на
DIN-рейку (ширина 35 мм), длина 105 мм
(6U), шаг клемм 7,5 мм
Степень защиты корпуса
IР20
Напряжение питания:
ПЛК100-24
ПЛК100-220
18... 29 В постоянного тока (номинальное
напряжение 24 В)
90... 264 В переменного тока (номинальное
напряжение 220 В) частотой 47... 63 Гц
Потребляемая мощность, не более
6 Вт*
Индикация передней панели
1 индикатор питания
18 индикаторов входов
12 индикаторов выходов
Ресурсы
Центральный процессор
32-х разрядный RISC-процессор 250
МГц на базе ядра АRМ9
Объем оперативной памяти, слов
5 К
Объем энергонезависимой памяти
хранения ядра СоDеSуs, программ и
архивов, слов
1 К
Размер Retain-памяти
4 кбайт
Время выполнения цикла ПЛК
Минимальное 250 мкс
(нефиксированное), типовое от 1 мс
Дискретные входы
Количество дискретных входов
18
Гальваническая развязка дискретных
входов
есть, групповая
Интерфейсы
Ethernet 100 Ваsе-Т
RS-232 - 2 канала
RS-485
USB 2.0 -Device
43
Конструктивные особенности ОВЕН ПЛК 100:
Контроллер выполнен в компактном DIN-реечном корпусе
Расширение количества точек ввода\вывода осуществляется путем
подключения внешних модулей ввода\вывода по любому из встроенных
интерфейсов
Два варианта питания 220В переменного тока и 24В постоянного тока
Внешний вид контроллера представлен на рисунке 1.13
Рисунок 1.13 – Контроллер Овен ПЛК-110
МикроконтроллерFatek
Логические контроллеры Fatek серии FBs предназначены для использования
в средствах автоматизации для измерения, контроля и управления
технологическими процессами, как в автономном режиме, так и в составе
распределенных систем. В составе АСУ ТП ПЛК FatekFBs поддерживают связь с
другими элементами системы по протоколу Modbus и по Fatek-протоколу,
обеспечивают числовое позиционирование, высокоскоростное импульсное
управление электроприводом с модуляцией сигнала, работу с внешним энкодером,
подключенным напрямую к входам контроллера, и обрабатывают до 16 внешних
прерываний.Для данной системы автоматизации рассмотрим контроллер FATEK
FBs-60MCT.
44
Рисунок 1.14 – Контроллер FBs-60MCT
Таблица 1.6
Технические характеристики контроллера FBs-60MCT
Параметры
Модель
FBs-60MCT
Центральный процессор
32-х разрядный, 250 МГц
Объем оперативной памяти, слов
22 К
Объем энергонезависимой памяти, слов
4 К
Цифровы
е входы
24В DC
Высокоскоростные
(200кГц)
2-8 шт.
Среднескоростные
(20кГц)
6 шт.
Средне/низкоскорост
ные
(всего 5кГц)
8 шт.
Низкоскоростные
20 шт.
Цифровы
е выходы
Релейные
AC/DC(2A)
-
Транзистор
ные
(5 ~ 30В
DC)
Высокоскоростные
200кГц (0.5A)
4-8 шт.
Среднескоростные20
кГц (0.5A)
4 шт.
Низкоскоростные(0.5
A)
16 шт.
Комм.
порты
Встроенные
1 порты (Порт0, USB или
RS232)
Расширяемые
4 порта (Порт1 ~ 4, RS485 или
RS232, Ethernet или GSM)
Календарь
Встроенный
Встроенный источник питания
POW-24(AC)/DPOW-16(DC)
Механизм подключения
7.62 мм съемная клеммная
коробка
45
Контроллер FATEK FBs-60MCT это высокофункциональный микро-ПЛК,
спроектированный с учетом всех потребностей рынка в ближайшем десятилетии.
Для повышения конкурентоспособности в ближайшем десятилетии технические
характеристики серии ПЛК FBs-PLC заметно превышают характеристики многих
микро-ПЛК, имеющихся сейчас на рынке. Набор инструкций ПЛК FBs-PLC
содержит новые функциональные инструкции высокого уровня, он полностью
совместим с ПЛК предыдущей серии FB. При сравнении с предыдущим
поколением ПЛК серии FB новый ПЛК FBs-PLC обладает не только улучшенными
функциями связи, на выбор пользователю предоставляются 14 плат и модулей
связи, но имеется также дополнительный интерфейс USB помимо интерфейсов RS-
232, RS-485 и Ethernet. К семейству модулей В-В в дополнение к ранее
разработанным для ПЛК FB-PLC модулям добавлены модуль для 16-сегментного
дисплея (текстового), модуль ввода с дискового переключателя
с мультиплексором, объединенные модули АЦП и ЦАП и т.д.
SiemensSimatic S7-400
Программируемые контроллеры S7-400(рисунок 1.8) предназначены для
решения задач автоматизации средней и высокой степени сложности и могут
использоваться для автоматизации непрерывных производственных процессов.
Они находят применение в системах управления:
- автомобильной промышленности;
- машиностроения;
- энергетики;
- водоснабжения;
- химической и нефтехимической промышленности и т.д.
46
Рисунок1.15 – КонтроллерSiemensSimaticS7-400
Таблица 1.7
Технические характеристики SimaticS7-400
Параметр
Значение
Центральный процессор
32-х разрядный, 280 МГц
Объем оперативной памяти, слов
2 К
Объем энергонезависимой памяти,
слов
1 К
Емкость ЦПУ, вх/вых
10/20/30/40
Дискретных вх/вых, макс.
100
Выполняемых инструкций
91
Время выполнения инструкций
Базовых 0,72мкс
Спец. 16,2 мкс
Объем памяти программы, слов
2 К
Объем памяти данных, слов
2 К
Программных счетчиков/таймеров
До 128
Высокоскоростные счетчики
До 20 кГц
Коммуникационные возможности
CompoBus/S, Host Link ,NT Link, 1:1 Link
Специальные функции
Аналоговые вх/вых.,Контроль движения -
позиционирования
Высокоскоростные счетчики
Модули температурных датчиков
Программируемые контроллеры S7-400H имеют резервированную структуру
и способны продолжать свою работу при появлении одного или нескольких
отказов в составе своих компонентов. Они ориентированы на построение систем
управления:[2]