Блок ручного управления – бру-42

Блок ручного управления – бру-42 рассчитан на применение в

автоматизированных системах управления технологическими процессами

(АСУТП) и предназначены для переключения цепей управления

исполнительными устройствами, индикации положения цепей.

Основные функции:

– ручное или дистанционное переключение с автоматического режима на

ручной и обратно;

– управление исполнительными механизмами с помощью кнопок

"больше-меньше";

– индикация положения выходного вала исполнительного механизма с

помощью миллиамперметра;

– световая индикация режимов управления и состояния цепей управления;

определение положения регулирующего органа.

Основные параметры блока ручного управления:

– блок бру-42 имеет модифицированные исполнения, в которых жгут с

контактным разъемом заменен установленным в корпус блока, стандартным 25-

ти контактным разъемом типа D-SUB;

– пределы изменения входного сигнала 4 – 20 мА;

– входное сопротивление 200 Ом.

– электрическое питание – переменный ток номинальным напряжением

24В и частотой 50Гц;

– потребляемая мощность – не более 2,5 В.А.

– масса, не более 0,8 кг [8].

Первый уровень системы

Выбор контроллера

В настоящее время промышленный рынок предлагает широкий выбор

всевозможных контроллеров. Рассмотрим наиболее популярные из них.

Фирма Эмикон предлагает программируемые промышленные

контроллеры ЭК-2000.

Программируемые контроллеры серии ЭК-2000 предназначены для

использования в системах управления, где предъявляются повышенные

требования к надежности, к защите систем управления от воздействия пыли,

брызг, агрессивных сред, к работоспособности в широком диапазоне

температур и воздействии вибраций.

Конструктивно контроллеры серии ЭК-2000 состоят из блока

вычислительного и блока кроссового, соединенных между собой кабелями.

В состав блока вычислительного входят:

– каркас с объединительным модулем;

– модуль центральный;

– модули связи с объектом (МСО);

– модуль питания.

В состав блока кроссового входят:

– панель монтажная с клеммными соединителями и коробами для укладки

проводов и кабелей;

– блок нестабилизированного питания (2 канала +24 В, 2,5 А);

– панель монтажная для размещения дополнительных устройств

пользователя.

В бескорпусном исполнении пользователю поставляется перечисленный

состав блоков, которые размещаются в шкафах пользователя, либо

непосредственно в корпусах технологического оборудования.

В двухкорпусном варианте каждый блок имеет собственный кожух; в

однокорпусном варианте блоки вычислительный и кроссовый расположены в

общем защитном кожухе.

Двухкорпусное исполнение позволяет производить диагностику работы

системы, не нарушая пылебрызгозащищенности контроллера. Для этого

отключаются информационные кабели между блоками, и к блоку

вычислительному подключаются имитаторы объекта. Затем производится

тестирование и, при обнаружении неисправности какого либо МСО или всего

блока, производится его замена. Ремонт блока вычислительного затем может

быть произведен в нормальных условиях.

Двухкорпусное исполнение необходимо использовать в тех случаях,

когда контроллеры непосредственно устанавливаются в производственных

помещениях, где возможно воздействие пыли или влаги как при эксплуатации,

так и при проведении ремонтных или профилактических работ. В помещениях

с обычными условиями эксплуатации целесообразно использовать более

дешевый однокорпусной вариант исполнения.

В качестве средства отображения в контроллерах применяются панели

оператора серии UniOP.

Панель оператора может быть установлена непосредственно в кожух

блока вычислительного (при автономной установке контроллера), на двери

электрошкафа или в пульте управления пользователя (в случае встраивания

контроллера в пользовательское оборудование).

Панель оператора может поставляться в виде переносного терминала.

Максимальное расстояние от панели до контроллера - 1 км (RS-485).

Необходимое количество каналов ввода/вывода может быть реализовано

при подключении контроллеров в локальную сеть. Максимальное количество

узлов в сети - 256. При использовании последовательного интерфейса,

расположенного на центральном модуле, или сетевых модулей С-02А и С-05А

скорость передачи информации - до 2,5 Мбит/с. Физический уровень локальной

сети - RS-485. Канальный уровень - MODBUS или SDLC [9].

Фирма Альбатрос предлагает контроллер промышленный

комбинированный ГАММА-11 имеет модульную структуру и предназначен для

построения универсальных информационно-управляющих комплексов,

обладающих гибкой структурой организации аналогового и цифрового

ввода/вывода с программно-ориентированными исполняемыми функциями.

Прибор может работать как автономно (в том числе с местной

индикацией измеряемых параметров), так и в составе АСУ ТП совместно с

верхним уровнем.

Характеристики интерфейса ГАММА-11 с ЭВМ верхнего уровня:

– гальваническая развязка выходных цепей интерфейса от внутренних

цепей прибора (прочность изоляции 1000 В постоянного тока в течение одной

минуты);

– тип интерфейса – RS-485;

– скорость передачи до 115200 бит/с (задается переключателями);

– логический протокол – Modbus RTU;

– возможность задания с помощью переключателей наличия и типа

контроля четности, а также адреса прибора [10].

SLC-500 это развивающееся семейство малых программируемых

контроллеров фирмы Allen Bradley, построенное на двух аппаратных

модификациях: фиксированный контроллер с опцией раширения при помощи

2-х слотного шасси, или модульный контроллер до 960 точек ввода-вывода.

Средства программирования и большинство модулей ввода-вывода совместимы

для обеих модификаций, так что можно реализовать широкий спектр

приложений с минимальной стоимостью. В дополнение к гибкости

конфикурирования программируемые контроллеры SLC 500 имеют встроенный

порт сети DH - 485, обеспечивая тем самым программную поддержку и

мониторинг.

Модульные контроллеры SLC 500 предлагают дополнительную

гибкость конфигурирования системы, более мощные процессоры и большую

емкость ввода/вывода. Выбирая соответствующие шасси, источники питания,

процессоры, дискретные или специальные модули ввода-вывода, Вы можете

создать систему, спроектированную специально для Ваших применений. Опции

процессоров включают:

– SLC 5/01-процессоры с емкостью памяти от 1К до 4К инструкций

(каталожные номера 1747-L511 или 1747-L514) с набором инструкций

аналогичным фиксированному;

– SLC 5/02-процессор с емкостью памяти 4К (каталожный номер 1747-

L524) с расширенным набором инструкций;

– SLC 5/03-процессор с емкостью памяти 12К слов и дополнительными

4К для данных (каталожный номер 1747-L532) с гибкими коммуникационными

возможностями и производительностью в 5 - 10 раз больше, чем у SLC 5/02;

– SLC 5/04-процессор с емкостью памяти 20К слов и дополнительными

4К для данных (каталожный номер 1747-L542) с возможностью подключения к

сети DH+ и быстродействием превышающим SLC 5/03. Также обеспечивается

возможность коммуникаций через RS-232 или DH – 485 [11].

Фиксированные контроллеры SLC 500 представляют различные

вариации недорогих контроллеров до 104 точек ввода - вывода. Кроме того, они

обеспечивают усовершенствованные сетевые возможности, включая в себя:

– центральный процессор с возможностью подключения к сети DH – 485;

– встроенныйисточникпитания;

– предопределенное количество каналов ввода-вывода.

Особенности и преимущества:

– версии 20, 30 или 40 точек ввода-вывода в 24 различных конфигурациях;

– дополнительные шасси расширения на 2 места;

– дополнительная резервная память EEPROM или UVPROM;

– конфигурируемые 8 MHz-счетные входы или нормальные входы DC;

– обеспечивает широкий спектр фиксированных конфигураций ввода-

вывода для применения в различных приложениях;

– обеспечивает подключение 64 дополнительных точек ввода-вывода и

использование широкого спектра специальных модулей;

– устраняет необходимость во внешнем источнике питания при

использовании датчиков DC;

– обеспечивает "жесткое" хранение программ и данных;

– устраняет необходимость в применении отдельных модулей

высокоскоростных счетчиков.

Процессорный блок выбирается из следующих характеристик:

– максимальное число обрабатываемых входов/выходов;

– время машинного цикла;

– размер ПЗУ и ОЗУ;

– потребляемая мощность.

Из перечисленных выше контроллеров выбираем контроллер фирмы

Allen-Bradley SLC-5/03 каталожный номер 1747-L532.

Характеристики процессорного блока SLC-5/03:

– память программ – 12К слов;

– дополнительное хранение данных – до 4К слов;

– максимальная ёмкость входов – 4096 дискретных входов;

– максимальная ёмкость выходов – 4096 дискретных выходов;

– максимальное число локальных шасси/слотов – 3/30;

– время сканирования программы Кслов – 1 мс (среднее);

– время сканирования Вх/Вых 0,225 мс (среднее).

Выбор модулей ввода/вывода

Для того что бы осуществить выбор модулей нам необходимо заранее

знать сколько будет сигналов для этого составим таблицу КИПиА. Таблица

КИПиА представлена в приложение Б.

Выбор модулей ввода/вывода осуществляем на основе количества и типа

сигналов [12]:

– дискретные входные сигналы – 66;

– дискретные выходные сигналы – 34;

– аналоговые входные сигналы – 52.

Конфигурвция контроллера, выбор модулей и энергопотребление

представленна в таблице 3.1.

 

 

Таблица 3.1 – Конфигурация контроллера и энергопотребление:

 

Модель шасси	№ слота	Каталожный номер		Источник питания 5В		Источник питания 24В	Описание
1746- A10	0	1747-L532		0,500		0,175	Процессор SLC
	1	1746-IB32		0,106		0	Входные дискретные модули
	2			0,106		0
	3	1746-OB32		0,190		0	Выходные дискретные модули
	4	1746-IO4		0,030		0,025	Комбиниро- ванные дискретные модули Вх/Вых
	5	1746-NI16I		0,125		0,075	Аналоговые входные модули
	6			0,125		0,075
	7			0,125		0,075
	8	1746-NI4		0,025		0,085
	9	Резерв
	Итого	I, А	1,332		0,51
	БП	I, А	5		0,96			1746-Р2
	Запас	I, А	3,688		0,45

 

После того как мы осуществили выбор модулей ввода/вывода

необходимо распределить сигналы КИПиА по модулям. Таким образом

составляем таблицу RTU приложение В.

Формат слова инициализации аналоговых модулей приведен в

таблице 3.2.

Таблица 3.2 – Формат слова инициализации

 

№ бита	15	14	13	12		11	10		9	8	7	6		5	4	3	2	1	0
Значение бита	0	0	0	0		1	0		0	0	0	0		0	0	1	1	0	0
	Не используются				Работа канала-канала			Использованная частота фильтра			Ноль при обры-ве		Масштабирование ПИД инструкций				Входной сигнал 4-20мА

 

Формат управляющего слова: 0000100000001100B=2060D.

Поскольку нам не известен род наводимых помех, то частотный фильтр

не используем, к тому же он многократно затягивает обработку входного

сигнала.