Сетевая архитектура автоматизированной системы

Устройства ввода-вывода или промышленная сеть могут быть подключены не только к одному компьютеру, но и к ло­кальной сети Ethernet (Рис. 2.4) и глобальной сети Internet.

Такая архитектура автоматизированной системы удобна при коллективной работе или когда одна и та же информация используется многими клиентами сети. Например, параметры продукции на конвейере могут контролироваться одновременно начальником производства, главным инженером, на­чальником ОТК и ее разработчиками, находящимися в разных зданиях, на разных предприятиях или в разных странах.

Доступ любого компьютера сети к устройствам ввода-вывода осуществляется программно с помощью ОРС-сервера (см. п. 4, [8]). ОРС серверы могут располагаться на нескольких компьютерах сети и доступ к любому ОРС серверу может осуществляться с любого компьютера. Архитектура такой автоматизированной системы показана на Рис. 2.4..

2.3. Модульная распределенная из­мерительная система RealLab!

Модули RealLab! серии NL [7] являются централизо­ванно управляемыми компонентами распределенной системы сбора данных и управления. Они обеспечива­ют аналого-цифровое, цифро-аналоговое преобразова­ние информации и ввод-вывод дискретных сигналов, счет импульсов, измерение частоты, преобразование интерфейсов.

Модули не содержат механических переключателей. Все настройки модулей выполняются программно из управляющего компьютера (контроллера). Программ­но устанавливаются: диапазон измерения, формат данных, адрес модуля, скорость обмена, наличие бита контрольной суммы, параметры калибровки. Настро­ечные параметры запоминаются в ЭППЗУ и сохраня­ются при выключении питания.

Некоторые модули имеют светодиодный дисплей, что позволяет контролировать технологический параметр непосредственно в месте установки модуля, а не на управляющем компьютере.

Все модули имеют два сторожевых таймера, один из которых перезапускает модуль в случае его "зависа­ния" или провалов напряжения питания, второй пере­водит выходы модуля в безопасные состояния при "зависании" управляющего компьютера.

Набор команд каждого модуля состоит из примерно 20...50 различных команд. Команды передаются в стандартных АСП кодах, что позволяет программировать модули с помощью практически любого языка программирования высокого уровня.

Конструктивно модуль состоит из основания и крышки, которая прикрепляется к основанию двумя винтами, устройства для крепления на DIN-рейку и съемных клеммных колодок (Рис. 3.1).

Съемные клеммные колодки позволяют выполнить быструю замену модуля без отсоединения подведенных к нему проводов. Корпус и устройство крепления к стене вы­полнены из ударопрочного полистирола методом литья под давлением. Внутри корпуса находится печатная плата. Мон­таж платы выполнен по технологии монтажа на поверхность. При проведении испытаний на открытом воздухе в услови­ях тумана или дождя можно использовать дополнительный корпус со степенью защиты IP65 по ГОСТ 14254-80 (Рис. 3.2).

Модули выполнены для применения в жестких условиях эксплуатации, при температуре окру­жающего воздуха от -40 до +70 °С, имеют два уровня гальванической изоляции с испытатель­ным напряжением изоляции 2,5 кВ (ГОСТ 12997-84): один уровень - между входами и портом RS-485, второй уровень - между выходами и портом RS-485.

Модули имеют следующие отличительные осо­бенности:

· имеют 11 видов защиты от небрежного исполь­зования и аварийных режимов работы системы;

· большинство модулей ввода выполняют также функцию дискретного вывода, а модули дис­кретного вывода имеют также и дискретные вхо­ды. Это позволяет использовать модули серии NL для реализации алгоритма локального релей­ного или ПИД регулирования;

· некоторые модули серии NL имеют дополни­тельный разъем для расширения их функциональных возможностей путем подключения внешних плат расширения через шину SPI;

· Модули ввода сигналов термопар и резистивных термопреобразователей имеют калибровочные таблицы, взятые из ГОСТ 6651-94 и ГОСТ Р 8.585-2001, записанные в ЭППЗУ микроконтроллера, расположенного внутри каждого модуля.

Модули имеют защиту от:

1. неправильного подключения полярности источника питания;

2. превышения напряжения питания;

3. перенапряжения по входу;

4. короткого замыкания по выходу;

5. перегрузки по току нагрузки;

6. перенапряжения по выходу;

7. перегрева выходных каскадов;

8. электростатических разрядов по выходу, входу и порту RS-485;

9. выбросов напряжения при индуктивной нагрузке;

10. перегрева выходных каскадов порта RS-485;

11. короткого замыкания клемм порта RS-485.

Двойной сторожевой таймер выполняет рестарт модуля в случае его "зависания" и провалов питания, а также переводит выходы в безопасные состояния при "зависании" управляющего компьютера. Скорость обмена информацией через порт RS-485 модуля выбирается программно из ряда (бит/с): 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200.

Входы имеют общую гальваническую изоляцию от части модуля, соединенной с источником питания и портом RS-485 (см. Рис. 3.3 -Рис. 3.4) с помощью новейших микроэлектронных гальванических изоляторов с магнитной связью вместо традиционных изоляторов на оптронах. Изоляция обеспечивает защиту модуля и соединенного с ним оборудования от высокого синфазного напряжения (гарантированное напряжение до 300 В, изоляция испытывается напряжением 2500 В), которое допустимо на входных клеммах. Изоляция защищает модуль также от разности потенциалов между "землей" источника сигнала и приемника, которая может возникнуть при наличии недалеко расположенного мощного оборудова­ния. Модули питаются от любого источника нестабилизированного напряжения в диапазоне от 10 до 30 В.

Аналоговые модули выполняют 16-разрядное аналого-цифровое преобразование и имеют программно переключаемые диапазоны: ±15 мВ, ±50 мВ, ±100 мВ, ±500 мВ, ±1 В, ±2,5 В, ±5 В, ±10 В, ±20 мА.

Дата добавления: 2013-12-13