Особенности распределенной системы управления

ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ КОНТРОЛЛЕРОВ

Сравнительные характеристики ЛПС

В настоящее время существует большое разнообразие промы­шленных сетей. Каждая из них имеет свои параметры и области применения.

Система управления производством реализуется в общем слу­чае на основе иерархии промышленных сетей. Различают обычно два уровня: уровень датчиков и уровень производственного про­цесса.

Задача уровня датчиков (Sensor/actuator level) — объединение простых устройств: датчиков и исполнительных механизмов рас­пределенной АСУ. Каждое из этих устройств должно иметь спе­циальную интерфейсную микросхему. Сети данного уровня обес­печивают высокоскоростную передачу коротких сообщений. Длина сегмента сети обычно порядка 100 м, число узлов — не­сколько десятков, цикл опроса шины — порядка 10 мс, объем пе­редаваемых данных за цикл — от одного до нескольких десятков байт. Примерами этих сетей являются ASI и Profibus DP.

Задача уровня производственного процесса (Field level) — объе­динение промышленных контроллеров для сбора, обработки ин­формации и управления технологическим процессом. Сеть мо­жет объединять сотни узлов. Она предназначена для передачи больших объемов данных (цикл шины - порядка 100 мс). Приме­рами таких сетей являются Profibus FMS и Bitbus.

Эти сетевые уровни связаны посредством мостов между со­бой и с верхними уровнями комплексной АСУ предприятия.

Сравнительные характеристики наиболее распространенных промышленных сетей представлены в табл. 3.4*. Некоторые из них рассмотрены подробнее в следующих разделах на примере конкретных разработок.

Возрастающая сложность объектов управления и контроля, повышение требований к точности и надежности их работы, зна­чительный объем информации, обрабатываемой по достаточно сложным алгоритмам в малые интервалы времени, предъявляют все более высокие требования к производительности и надежно­сти автоматизированных управляющих систем.

В настоящее время основным направлением повышения про­изводительности и надежности АСУТП является создание мно­гоуровневых распределенных систем управления технологичес­кими

Традиционно система управления технологическими процес­сами выполняет следующие функции:

• сбор информации с объектов управления и выдачу управляю­щих воздействий на исполнительные устройства;

• обработку технологической информации;

• представление и документирование информации;

• сопряжение устройств сбора и обработки информации с уст­ройствами представления информации.

В централизованных системах управления функции сбора, обработки и представления технологической информации вы­полнялись ЭВМ (например, микроЭВМ семейства СМ18ХХ) с соответствующим набором модулей УСО. Это требовало большо­го числа кабельных связей между устройствами сбора и обработ­ки информации, с одной стороны, и исполнительными устройст­вами — с другой. Длина каждого канала в этом случае могла со­ставлять десятки и сотни метров.

Распределенная система управления предполагает использо­вание на нижнем уровне управления интеллектуальных програм мируемых промышленных контроллеров, или, согласно между­народной терминологии, программируемых логических контрол­леров (ПЛ К, PLC), реализующих функции сбора, а также логиче­ской и арифметической обработки информации в непосредст­венной близости от объекта управления и контроля.

Специализированные контроллеры с ограниченным числом каналов ввода-вывода (порядка 10) и малой вычислительной мощностью получили название моноблоков.

Функции представления технологической информации, обобщения и анализа информации, поступающей с ПК, реали­зуются на более высоком уровне управления посредством УВК или ПЭВМ. Такая ЭВМ должна иметь достаточные производи­тельность для выполнения прикладных программ АСУТП и объем памяти для хранения указанных программ и графических пакетов. На этом уровне должна быть создана возможность-под­ключения к ЭВМ графических видеомониторов, дополнитель­ных терминалов, а также средств сопряжения с другими ЭВМ. Средства сопряжения должны обеспечивать передачу команд, слов состояний и технологической информации между ЭВМ и ПК.

При решении большинства ответственных задач управления использование УВК (например, на базе СМ1820М.ВУ) приносит существенно больший эффект, чем ПЭВМ.

Соединение между ПК и УВК может быть организовано с использованием промышленных сетей, радиальных интерфей­сов и соединений типа звезда и кольцо, а также комбинации ука­занных соединений. Структура простейшей АСУТП приведена на рис. 3.5.

Центральная станция (УВК или ПЭВМ) обслуживает множе­ство промышленных контроллеров, объединенных через после­довательный интерфейс типа Bitbus, Profibus и т.п. При этом цен­тральная станция выполняет функцию диспетчера локальной се­ти, а также функции сбора, анализа и управления в реальном вре­мени для такой распределенной системы. Используя сетевой ин­терфейс, центральная станция обращается к серверу за необходи­мыми ресурсами — файлами, печатью, базами данных и т.д.

Дата добавления: 2015-04-29