Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МФК3000 – ПРОГРАММИРУЕМЫЙ КОНТРОЛЛЕР ДЛЯ ОТВЕТСТВЕННЫХ ПРИМЕНЕНИЙ И КРУПНОМАСШТАБНЫХ АСУ ТП.
Рис.1. Внешний вид МФК3000.
Многофункциональный программируемый контроллер МФК3000 (рис.1.) предназначен для построения управляющих и информационных систем автоматизации технологических процессов среднего и большого уровня сложности, а также для создания систем блокировок и противоаварийной защиты (ПАЗ). Контроллер используется для сбора, обработки информации и управления объектами как автономно, так и в составе распределенной системы управления. Конструкция контроллера позволяет выбирать различные сочетания модулей ввода-вывода для конкретного объекта автоматизации (всего до 61 модуля, не включая модуль ЦП). Эта особенность открывает перед разработчиками практически неограниченные возможности. МФК3000 с успехом применяется при создании АСУ ТП энергоблоков, котлов и других ответственных объектов теплоэнергетики. В различных вариантах конфигурации МФК3000 является основой АСУ ТП высокой и средней сложности в химии, нефте- и газопереработке, машиностроении, металлургии, производстве стройматериалов и т.п. Контроллер позволяет создавать эффективные системы блокировок и противоаварийной защиты.
МФК3000 используется как устройство для контроля и управления технологическими процессами объектов с повышенными требованиями к надежности. Для применения на объектах РОСЭНЕРГОАТОМА контроллер удовлетворяет требованиям ЭМС по ГОСТ Р 50746-00 для классов безопасности 2У или 3У в зависимости от типов модулей, входящих в контроллер. Контроллер, помимо обязательных стандартов IEC 61131 и пакета ГОСТов по ЭМС, удовлетворяет требованиям следующих стандартов и руководящих документов: IEC 61508, РД 34.35.127-93, РД 153-34.1-35.137-00.
МФК3000 имеет сертификат соответствия РОСС RU.МЕ69.B02289 и сертификат об утверждении типа средств измерений RU.С.34.004.А №18545. МФК3000 обладает следующими преимуществами:
развитые возможности дублирования и резервирования контроллера в АСУ ТП;
высокопроизводительный модуль центрального процессора, снимающий ограничения на масштаб прикладного проекта и сложность технологических алгоритмов;
возможность создания прикладного программного обеспечения для распределенной системы управления в рамках единого проекта, разработанного в средах ISaGRAF PRO, КРУГ-2000 и MasterSCADA;
построение контроллера из трех крейтов (всего до 61 модулей ввода-вывода с максимальным количеством дискретных входов до 2928 и аналоговых входов до 976);
«горячая» замена модулей и механизм «plug & play» модулей;
развитая система диагностики, включая контроль линий связи с датчиками на обрыв;
инициативные сообщения от модулей;
дублированная внутренняя шина передачи данных;
дублированная система питания контроллера (модулей в крейте);
дублированный интерфейс Ethernet 100 Base-T;
высокий уровень гальванической изоляции входных цепей модулей;
высокая точность измерения сигналов датчиков.
В.В. Скороходов, Д.П. Тимошенко, Д.А. Филимонов (Группа компаний «ТЕКОН»). «МФК3000 – программируемый контроллер для ответственных применений и крупномасштабных АСУ ТП» // Промышленные АСУ и контроллеры. №10, 2005г.
Применение в АСУТП
В МФК3000 обеспечивается многоуровневое резервирование и дублирование ресурсов контроллера, что позволяет разрабатывать системы автоматизации с различными требованиями к степени надежности и безопасности. Разработчику АСУТП предоставляется возможность определить режим использования контроллера с частичным или полным резервированием и дублированием ресурсов МФК3000 (рис. 2):
резервирование или троирование модулей УСО;
резервирование модулей центральных процессоров (ЦП);
100% горячее резервирование контроллеров.
PC PC PC
Рис.2. Структура ПТК АСУТП на базе МФК3000.
Резервирование или троирование модулей УСО (рис. 3) выполняется программным обеспечением самих модулей, без привлечения ресурсов центрального процессора и без использования дополнительного оборудования. Резервированные или троированные модули УСО могут устанавливаться в произвольные посадочные места, в т. ч. в разных крейтах. При таком использовании МФК3000 можно осуществить резервирование только тех модулей УСО, входные/выходные сигналы которых участвуют в алгоритмах защит, блокировок и регуляторов. Это позволяет, например, реализовать в рамках одного контроллера информационную подсистему (без резервирования модулей УСО) и подсистему управления, где требуется резервирование.
Резервирование модулей ЦП выполняется при использовании аппаратно-программных средств, при этом для синхронизации (зеркализации) данных в контроллерах используются каналы Ethernet модулей ЦП. Модули ЦП могут располагаться в произвольные посадочные места, в т. ч. в разных крейтах. Резервирование модулей ЦП и модулей УСО рекомендуется использовать при разработке систем ПАЗ, систем защит и блокировок, систем автоматического регулирования.
При 100% горячем резервировании МФК3000 требуется дополнительная установка двух специализированных кабелей для передачи сигналов переключения между контроллерами (рис. 3). Такое использование контроллеров при необходимости позволяет осуществить горячую замену узлов и контроллера в целом без останова выполнения любой из функций, реализуемой при контроле и управлении технологическим процессом. В.В. Скороходов, Д.П. Тимошенко, Д.А. Филимонов (Группа компаний «ТЕКОН»). «МФК3000 – программируемый контроллер для ответственных применений и крупномасштабных АСУ ТП» // Промышленные АСУ и контроллеры. №10, 2005г.
100% горячее резервирование контроллеров
-ЫЯ:
Ж
Резервирование модулей центрального процессора и модулей УСО
Резервирование модулей
Рис.3. Резервирование МФК3000.
Состав и принципы функционирования
Заимствовав от своего предшественника, популярного контроллера МФК, классическую крейтовую конструкцию «Евромеханика 19”», новый продукт «ТЕКОН» обладает принципиально новым функционалом. МФК3000 имеет распределенную архитектуру и модульную конструкцию. Один контроллер может включать три крейта, расположенных на отрезке до 30 метров и до 61 модуля ввода-вывода. В крейте размещаются модуль ЦП и необходимый набор модулей ввода-вывода сигналов. Каждый крейт рассчитан на подключение 21 модуля шириной 20 мм. Ширина модулей ввода-вывода составляет 20 мм, а модуля центрального процессора (ЦП) - 40 мм.
Дублированная шина питания
=5
га
ц
щщ
3,
1
Дублированный внутренний интерфейс Рис.4. Архитектура МФК3000.
Архитектура контроллера представлена на рис.4. МФК3000 имеет дублированную систему питания, которая обеспечена использованием двух шин и двух источников питания (рис.3). Данные источники могут питаться как от переменного тока напряжения от 93 до 240 В, так и постоянного тока напряжения от 100 до 240 В. Таким образом можно обеспечить питание контроллера от двух фидеров питания как переменного, так и постоянного тока. Выход из строя любого источника питания или короткое замыкание одной из шин 24 В не приводит к отказу контроллера, равно как и короткое замыкание питания на модуле. Дублированная внутренняя шина МФК3000 обеспечивает многомастерную работу и гарантированное время доставки как инициативных сообщений от модулей ввода-вывода к ЦП, так и сообщений от ЦП к самим модулям. Любой модуль может передавать инициативные сообщения как по результатам диагностики, так и по факту изменения входного сигнала. Гарантированное время доставки инициативных сообщений зависит от общего количества крейтов и составляет от 2мс до 6мс (4мс - для контроллера, состоящего из двух крейтов).
Модуль центрального процессора P05-01 (рис.5) имеет PC-совместимую платформу на базе процессора Geode с частотой работы 300 МГц. Модуль ЦП имеет следующие интерфейсы: два Ethernet 100 Base-T, два COM порта, два USB порта, LPT порт, VGA и разъем для подключения клавиатуры. В качестве панели оператора применяется интеллектуальная панель V04M-02 с графическими возможностями (рис.3). Подключение панели производится к порту COM2 с помощью активного преобразователя интерфейсов RS232/RS485 - ТСС485А и специального кабеля, обеспечивающего подачу питания с модуля ЦП на активный
В.В. Скороходов, Д.П. Тимошенко, Д.А. Филимонов (Группа компаний «ТЕКОН»). «МФК3000 -программируемый контроллер для ответственных применений и крупномасштабных АСУ ТП» // Промышленные АСУ и контроллеры. №10, 2005г.
преобразователь. Программирование панели оператора осуществляется посредством инструментальной системы VisiBuilder. С помощью VisiBuilder определяются используемые при работе протоколы обмена и их параметры, проектируются рабочие и аварийные экраны и описывается логика обработки входных данных для организации навигации по экранам.
На передней панели модуля ЦП расположен ключ переключения режимов работы контроллера. Переключатель имеет четыре положения: Def, PRG, RUN, LOCK OUT. При старте контроллер переходит в один из следующих режимов в зависимости от положения ключа: режим восстановления заводской конфигурации (положение Def), режим конфигурирования контроллера (положение PRG) или режим управления (положения RUN и LOCK OUT). После запуска изменение положения ключа не приводит к изменению режимов работы контроллера. В режиме управления, при положении ключа RUN разрешено управление объектом, а перевод ключа в положение LOCK OUT приводит к блокировке выходов модулей вывода. При резервировании, происходит переключение центрального процессора или контроллера в состояние SLAVE. Режимы работы индицируются светодиодами, расположенными на лицевой планке модуля ЦП.
В МФК3000, благодаря высокопроизводительному ЦП и оптимальной
архитектуре системного программного обеспечения, достигается малое время
пересчета технологических алгоритмов. Например, для контроллера,
состоящего из 58 модулей ввода-вывода (3 крейта, более 1000 каналов), время
цикла технологической программы ISaGRAF PRO, имеющей 20000 внутренних
Рис.5. Внешний переменных, 100 алгоблоков управления задвижками и двигателями, 20 ПИД-
вид модуля ЦП регуляторов, составляет всего 20 мс. При этом цикл опроса всех 58 модулей
трех крейтов составляет 100 мс, время доставки инициативных сообщений – 5
мс, а время реакции (с использованием инициативных сообщений) вход-выход контроллера –
120…150 мс. Для контроллера, состоящего из одного крейта, цикл опроса всех модулей
составляет 30мс, а время реакции вход-выход – 30…60 мс.
В состав контроллера входит 14 различных типов модулей ввода-вывода, поддерживающих все основные типы датчиков и исполнительных механизмов. Номенклатура модулей постоянно расширяется. Перечень доступных для заказа модулей ввода-вывода:
DI48-24M – модуль ввода 48 дискретных каналов 24 В, групповая развязка 6 групп по 8 каналов, 16 входов двух первых групп могут использоваться для числоимпульсного и частотного ввода (до 1000Гц);
DI16-220 – модуль ввода 16 дискретных каналов 220 В постоянного и переменного тока с индивидуальной гальванической изоляцией;
DO32-24P – модуль вывода 32 дискретных каналов 24 В (Imax=0,5A) с неограниченным числом срабатываний, групповая развязка 4 группы по 8 выходов, общий контакт нагрузок в группе - минус, настройка любых пар каналов на работу в режиме ШИМ;
DO32-24M – модуль вывода 32 дискретных каналов 24 В (Imax=0,5A) с неограниченным числом срабатываний, групповая развязка 16 групп по 2 выхода, общий контакт нагрузок в группе - плюс, настройка любых пар каналов на работу в режиме ШИМ;
DO16r-220 – модуль вывода 16 дискретных каналов 220 В переменного (Imax=2A) или постоянного (Imax=0,28 A) тока, электромеханические реле, индивидуальная гальваническая развязка, контроль уровня выходного сигнала каждого канала;
DO16r-24 – модуль вывода 16 дискретных каналов 24 В переменного (Imax=2A) или постоянного (Imax=0,28 A) тока, электромеханические реле, индивидуальная гальваническая развязка, контроль уровня выходного сигнала каждого канала;
В.В. Скороходов, Д.П. Тимошенко, Д.А. Филимонов (Группа компаний «ТЕКОН»). «МФК3000 – программируемый контроллер для ответственных применений и крупномасштабных АСУ ТП» // Промышленные АСУ и контроллеры. №10, 2005г.
DO16r-220FC - модуль вывода 16 дискретных каналов 220 В переменного (Imax=2A) или постоянного (Imax=0,28 A) тока, электромеханические реле, индивидуальная гальваническая развязка, контроль целостности предохранителя каждого канала;
DO16r-24FC - модуль вывода 16 дискретных каналов 24 В переменного (Imax=2A) или постоянного (Imax=0,28 A) тока, электромеханические реле, индивидуальная гальваническая развязка, контроль целостности предохранителя каждого канала;
DO16s-220AC - модуль вывода 16 дискретных каналов 220 В переменного тока (Imax=2A), симисторы, индивидуальная гальваническая развязка;
DO16s-220AC1 - модуль вывода 16 дискретных каналов 220 В переменного тока (Imax=1A), симисторы, индивидуальная гальваническая развязка;
DO16s-220DC - модуль вывода 16 дискретных каналов 220 В постоянного тока Imax=1A, неограниченное число срабатываний, индивидуальная гальваническая развязка;
AI16 - модуль ввода 16 аналоговых каналов 0(4)...20 mA, 0...5mA, 0...10В с индивидуальной гальванической развязкой, индивидуальная настройка каждого канала на работу с любым указанным диапазоном;
AOC8 - модуль вывода 8 аналоговых каналов 0(4)...20 mA, 0...5mA, индивидуальная гальваническая развязка, индивидуальная настройка каждого канала на работу с любым указанным диапазоном.
LI16 - модуль ввода 16 аналоговых каналов термопреобразователей сопротивления
по 3-х или 4-проводной схеме подключения или 15 каналов термопар c каналом
компенсации холодного спая, индивидуальная гальваническая развязка,
индивидуальная настройка каждого канала на работу с любым диапазоном и типом
датчика (выбор из списка);
Модуль LI16 обеспечивает ввод сигналов термопар по ГОСТ Р 8.585-2001 и сигналов
термопреобразователей сопротивления - по ГОСТ 6651-94.
Поддерживаются основные импортные и отечественные типы
:'
датчиков, включая снятые с производства (ТСП 46П - 21
градуировка, ТСМ 53М - 23 градуировка по ГОСТ 6651-78).
Пользователь может самостоятельно выбрать тип датчика и
измерительный диапазон программным путем. Первичная и
периодическая метрологическая поверка проводятся в соответствии
с документом «Инструкция по поверке», утвержденным ФГУП
ВНИИМС (предоставляется по запросу).
При построении АСУ ТП на взрывоопасных производствах
МФК3000 применяется совместно с групповым 8-канальным
барьером искрозащиты TCC_Ex8A, который устанавливается вне
взрывоопасной зоны во входных и выходных цепях модулей ввода-
Рис. 6. Модуль ввода-вывода вывода. Барьер TCC_Ex8A обеспечивает защиту искробезопасных
(УСО) мфк3000. цепей от воздействия напряжения до 250 В, ограничивая значения
напряжения и тока до искробезопасных. Барьер имеет маркировку взрывозащищенности
[Exia]IIC.
Модули ввода-вывода (рис.6.) контроллера МФК3000 выполнены в формате Е3 стандарта МЭК-297 «Евромеханика 19”». На лицевую планку выведены органы управления и индикации, а также экстракторы для удобного извлечения модуля из крейта. Подключение всех сигналов производится с обратной стороны модуля с помощью двух разъемов, что позволяет заменять модули без отключения объектовых сигналов. С помощью верхнего разъема типа DIN 41612 модули подключаются к внутреннему интерфейсу и шинам питания контроллера. С помощью нижнего объектового разъема к модулям подключаются входные и выходные цепи (рис.7.). В зависимости от типа модуля, нижний разъем имеет один из двух
В.В. Скороходов, Д.П. Тимошенко, Д.А. Филимонов (Группа компаний «ТЕКОН»). «МФК3000 -программируемый контроллер для ответственных применений и крупномасштабных АСУ ТП» // Промышленные АСУ и контроллеры. №10, 2005г.
вариантов: стандарт DIN 41612 с 48 или 96 контактами. При поставке к каждому модулю прилагается ответная часть для объектового разъема или готовый кабель длинной 2,5 метра.
Модули ввода-вывода имеют географическую адресацию, что позволяет на этапе проектирования системы управления устанавливать любой модуль в любое посадочное место. Посадочные места для модулей ввода-вывода указываются при заказе контроллера по карте заказа. Возможно изменение расположения модулей в составе крейта пользователем. В этом , случае может потребоваться установка или перестановка объектовых разъемов в крейте, если посадочное место крейта
Рис 7. Подключение было пустым или в нем был установлен другой тип объектового
объектового раъема. разъема.
Дополнительное механическое кодирование разъемов модулей позволяет избежать установки модуля другого типа в конкретное посадочное место на этапе пуско-наладки или эксплуатации системы. Механическое кодирование осуществляется при изготовлении модулей.
В верхней части лицевой планки модулей располагается переключатель
г- (М RUN/STOP и светодиодные индикаторы BUS1, BUS2, ERR, M/S, RUN, которые
Б016К служат для индикации режимов работы и состояний модуля (рис.8.). Каждый тип
220 модулей имеет также индивидуальную индикацию состояния каналов ввода-
—ПГ вывода.
Bus** Все модули ввода-вывода имеют возможность горячей замены. После установки
Вт модуля и перевода его в рабочий режим (переключатель режимов работы на
M/S модуле должен быть в положении RUN), модуль посылает инициативное
Run сообщение о своем присутствии в крейте. Далее механизм "Plug & Play" запишет в
модуль параметры конфигурации для данного слота крейта и программно
1 U, переведет его в необходимый режим работы. Механизм основан на том, что все
^ модули калибруются на всех диапазонах измерения при производстве, и, в
дальнейшем, переключения режимов работы и диапазонов выполняются только
программным путем.
Рис.8. Внешний вид МФК3000 имеет развитые средства начальной и непрерывной диагностики,
модуля ввода- позволяющие значительно повысить надежность системы автоматизации.
вывода (фрагмент). На е выполняется следующая диагностика:
. Watchdog;
. контроль напряжения питания по обеим шинам питания; . контроль запущенных процессов; . контроль качества работы внутреннего интерфейса; . контроль работы внешних сетевых интерфейсов. В модулях ввода-вывода МФК3000 выполняется следующая диагностика: . Watchdog с временем перезапуска 0,2 с; . периодический подсчет контрольной суммы по алгоритму CRC16 каждые
60 с; . измерение температуры на модуле каждые 500 мс; . постоянное определение качества связи по каждому из каналов
внутреннего интерфейса; . контроль остатка количества записей в Flash-память модуля; . контроль версий встроенного ПО и ревизий печатных плат модулей; . контроль времени обращения к модулю по внутреннему интерфейсу; . контроль линии связи с датчиками на обрыв для входных модулей
(аналоговых и дискретных); . контроль срабатывания выходных ключей модулей;
В.В. Скороходов, Д.П. Тимошенко, Д.А. Филимонов (Группа компаний «ТЕКОН»). «МФК3000 -программируемый контроллер для ответственных применений и крупномасштабных АСУ ТП» // Промышленные АСУ и контроллеры. №10, 2005г.
• контроль выхода аналогового сигнала за рабочий диапазон;
• контроль отказа АЦП.
Для контроля срабатывания выходного ключа в модулях реализован дополнительный канал дискретного входа. Производится диагностика наличия напряжения на разомкнутых выходных ключах и отсутствие напряжения на замкнутых выходных ключах. На модуле DO32-24P дополнительно проверяются напряжения питания группы каналов. Модули ввода-вывода также имеют средства начальной диагностики (при включении питания или сбросе модуля) и дополнительные диагностические возможности, зависящие от типа модуля.
Модули ввода-вывода МФК3000 можно настроить на различные режимы работы. Общие настройки для всех модулей:
время молчания;
режим работы модуля (MASTER/SLAVE);
адрес второго модуля (если используется резервирование модулей);
адрес третьего модуля (если желаете иметь в "горячем" резерве два модуля);
предупредительную и аварийную уставки температуры датчика модуля.
В дискретных входных модулях дополнительно можно сконфигурировать следующие параметры:
разрешить передачу инициативных сигналов;
разрешить контроль обрыва линии связи;
разрешить прием счетчиков импульсов и число-импульсных сигналов;
время фильтра антидребезга.
В дискретных выходных модулях дополнительно можно сконфигурировать следующие параметры:
отключение канала;
разрешить контроль обрыва линии связи (работы выходного каскада);
разрешить работу каналов в режиме ШИМ;
для режима ШИМ – время минимальной паузы.
При использовании каналов дискретных выходных модулей в режиме ШИМ пара каналов модуля образует пару выходов регулятора ("Больше" и "Меньше"). При записи в канал знакового числа (значение в мс) импульс заданной длительности формируется на выходе канала:
"Больше" - при отрицательном числе;
"Меньше" – при положительном числе.
При изменении знака воздействия выходные импульсы не формируются в течение времени, равного времени минимальной паузы.
В аналоговых модулях дополнительно можно сконфигурировать (задать) индивидуально по каждому каналу следующие параметры:
отключение канала;
разрешить контроль обрыва линии связи с датчиком;
тип датчика (напряжение, ток, термопара, термопреобразователь сопротивления);
измерительный диапазон;
предупредительные и аварийные уставки.
Модули ввода-вывода имеют 6 режимов работы: FAILURE, WAIT, SETUP, S_SLAVE, SLAVE и MASTER. Переходы между режимами осуществляются командами по дублированной шине внутреннего интерфейса контроллера, средствами диагностики или переключателем RUN/STOP, находящимся на лицевой планке модуля (рис.8). При смене режима модуль посылает по шине внутреннего интерфейса срочное инициативное сообщение. Во всех режимах, кроме режима MASTER, все каналы модуля полностью отключены от объекта управления. Ниже приводится краткое описание режимов работы.
В.В. Скороходов, Д.П. Тимошенко, Д.А. Филимонов (Группа компаний «ТЕКОН»). «МФК3000 – программируемый контроллер для ответственных применений и крупномасштабных АСУ ТП» // Промышленные АСУ и контроллеры. №10, 2005г.
Режим MASTER - основной режим работы модуля. В этом режиме модуль производит управлением технологическим оборудованием.
В режиме SLAVE все каналы модуля полностью отключены от объекта. Режим используется для отключения модуля от объекта средствами шины внутреннего интерфейса, с возможностью быстрого возврата к управлению каналами. Актуальные данные записаны в выходные регистры модуля.
В режиме S_SLAVE все каналы модуля полностью отключены от объекта. Режим используется при троировании модулей для управления технологическим оборудованием. Актуальные данные записаны в выходные регистры модуля.
Режим WAIT предназначен для проверки настройки параметров модуля и ожидания перехода в другой режим.
В режим SETUP модуль переходит только из режима WAIT в результате получения команды по шине внутреннего интерфейса. Этот режим предназначен для изменения параметров модуля по шине внутреннего интерфейса. При переходе из режима SETUP в режим WAIT сохраняются все изменения, внесённые в элементы адресных пространств, значения которых хранятся в энергонезависимой памяти модуля. Время записи в энергонезависимую память не превышает 1,5 с. После выполнения записи, модуль посылает срочное инициативное сообщение об изменении режима работы (переход в режим WAIT).
Режим FAILURE характеризует ситуацию, когда средствами диагностики контроллера обнаружен отказ модуля.
Модули, имеющие выходные каналы, можно сконфигурировать на отключение выходов в случае отсутствия обращения (молчания) ЦП в течение некоторого времени. Дискретность изменения времени молчания – 10 мс при диапазоне изменения от 10 мс до1 с или 1 с при диапазоне от 1 с до 255 с. Все выходы модуля размыкаются по истечении времени молчания, т.е. выходные каналы полностью отключаются от объекта управления. Это может использоваться в системах с импульсным управлением, для которых безопасное состояние - разомкнутые выходы. Если пользователю необходимо оставить текущее состояние выходов на неопределенное время (время перезагрузки ЦП, перевода в ручной/местный режим управления), необходимо установить время молчания равным «0». В этом случае отключить выход при неработающем ЦП можно будет только переводом переключателя RUN/STOP в положение STOP, отключением питания или извлечением модуля из крейта.
Все настраиваемые параметры МФК3000 задаются пользователем при конфигурировании контроллера программным способом.
Программное обеспечение
Контроллер МФК3000 предоставляет разработчику АСУ ТП возможность создания, загрузки и отладки прикладных проектов, используя языки технологического программирования в соответствии с международным стандартом IEC 61131-3. Среда технологического программирования, установленная на инженерной станции разработчика АСУ ТП, взаимодействует с исполнительной системой контроллера, состав и функциональные характеристики которой определяются конфигурацией контроллера и выбранной средой программирования.
В зависимости от требований, предъявляемых к АСУ ТП, разработчик системы может использовать для программирования контроллеров среду ISaGRAF PRO, а также инструментальные средства, входящие в состав интегрированных пакетов КРУГ-2000 и MasterSCADA (MasterLogic). Базовой системой программирования для всей линейки контроллеров ТЕКОН является система ISaGRAF PRO.
Основой базовой исполнительной системы является системное программное обеспечение (СПО), обеспечивающее доступ ко всем ресурсам контроллера и эффективное выполнение прикладной программы пользователя. Загрузка подготовленных прикладных программ в память контроллера для отладки и выполнения производится по сети Ethernet, используя протокол TCP/IP.
В.В. Скороходов, Д.П. Тимошенко, Д.А. Филимонов (Группа компаний «ТЕКОН»). «МФК3000 – программируемый контроллер для ответственных применений и крупномасштабных АСУ ТП» // Промышленные АСУ и контроллеры. №10, 2005г.
Базовым СПО контроллеров ТЕКОН является СПО TeNIX®, включающее ядро многозадачной ОС Linux с драйверами и файловой системой, а также подсистему ввода-вывода, взаимодействующую со встроенным программным обеспечением модулей УСО. СПО TeNIX® контроллеров МФК3000 имеет удобное встроенное средство конфигурирования, тестирования, и мониторинга состояния ресурсов контроллера -программу TUNER (рис. 9). Программа TUNER имеет пользовательский Web-интерфейс. Доступ к программе TUNER осуществляется по протоколу TCP/IP при использовании любого графического Internet браузера современных операционных систем: Internet Explorer,
Opera, Netscape, Mozilla, Konqueror и т.д.
Основными функциональными возможностями
программы TUNER являются:
Рис.9. Пример экранной программы TUNER.
настройку сетевых интерфейсов,
формы
конфигурирование контроллера;
индикация текущих настроек;
проверка функционирования контроллера;
доступ к диагностической информации;
активизация функций и системных сервисов;
визуализация архива пользовательских сообщений;
обновление СПО контроллера.
Конфигурирование контроллера включает в себя системы ввода-вывода, службы диагностики, режимов
резервирования, установку системного времени и режима его синхронизации, а также некоторых других параметров и системных сервисов. При конфигурировании МФК3000
возможно проведение процедуры
Кал Lilian jit. к вифнс^пцик) m I' - - '- ■
| Wi,1:TIH j-J
автоконфигурирования, в ходе которой обеспечивается автоматическое определение установленных модулей ввода-вывода (рис. 10) и энергонезависимой памяти контроллера.
■:
• ррПТЗГ
_!JH. |=— |П H FS _j,„ [5—1„ |_ [^
JLM» [S-i-iii i и FS
■ РПГЗ)[ТГ
^jr™ к—i™ [■• u i^
-3]|51-|Н-|.™ [n l-i |S
-Г31-. k PJ-[. k- 15
Рис.10. Экранная форма настройки модуля ввода LI16 (фрагмент).
Другой важной функцией программы TUNER является визуализация архива сообщений, формируемых и хранимых в энергонезависимой памяти МФК3000. Архив содержит полную информацию о состоянии и режиме работы контроллера, возникновении и устранении неисправностей. Архив формируется из системных и диагностических сообщений, сообщений служб резервирования (если резервирование активировано), а также пользовательских сообщений, генерируемых прикладной программой.
Система программирования ISaGRAF PRO (рис. 11) состоит из среды разработки ISaGRAF
PRO Workbench и среды исполнения (целевой
задачи), предустановленной на МФК3000. Среда
разработки предоставляет полный набор средств для
визуального интерактивного создания программ,
документирования проектов, архивации,
мониторинга проекта, off-line симуляции,
«горячего» редактирования проектов. Встроенная
библиотека ISaGRAF PRO включают в себя около
ста функций и функциональных блоков обработки
целочисленных, вещественных, дискретных,
временных и строковых переменных.
Рис.11. Пример экранной формы программы В ISaGRAF PRO заложена концепция структурного
ISaGRAF PRO Workbench. программирования, предоставляющая возможность
В.В. Скороходов, Д.П. Тимошенко, Д.А. Филимонов (Группа компаний «ТЕКОН»). «МФК3000 – программируемый контроллер для ответственных применений и крупномасштабных АСУ ТП» // Промышленные АСУ и контроллеры. №10, 2005г.
описать автоматизируемый процесс в наиболее простой и понятной форме. Система позволяет осуществлять распределенную разработку прикладного проекта, простое построение и конфигурирование сетей, «запускать» несколько целевых задач на одном МФК3000, обмениваться данными непосредственно между контроллерами. Среда ISaGRAF PRO Workbench полностью русифицирована и поставляется с электронной документацией на русском языке.
Разработчику АСУТП, также, доступны алгоритмы из библиотеки TIL PRO Std, реализующей функции регулирования, статических и динамических преобразований, индивидуального и группового управления исполнительными механизмами, контроля выборки сигналов. Функциональные блоки библиотеки TIL PRO Std служат дополнением к существующим стандартным функциям и функциональным блокам, интегрированным в среду ISaGRAF PRO. Применение указанных функциональных блоков предоставляет разработчику АСУТП средства для более удобной и быстрой разработки пользовательских приложений.
Универсальным средством доступа со стороны SCADA-систем к переменным прикладного проекта ISaGRAF PRO, исполняемого в контроллере, является программа TeconOPC Server. TeconOPC Server позволяет связать систему верхнего уровня с МФК3000, работающего в сети Ethernet по протоколу TCP/IP. Возможно автоматическое конфигурирование OPC-сервера. TeconOPC Server может быть запущен SCADA-системой с автоматической загрузкой определенного файла конфигурации. В процессе работы ведется журнал событий с регистрацией времени подключения и отключения, нарушений качества передачи данных. Оригинальные решения, примененные в указанном программном обеспечении контроллера МФК3000, позволяют достигнуть высокой производительности обмена технологической информацией, ограниченной только возможностями соответствующих ОРС-клиентов популярных SCADA-систем.
Помимо открытой платформы на базе системы программирования ISaGRAF PRO и OPC-технологии, контроллер МФК3000 применяется в качестве платформы вертикально-интегрированных программно-технических комплексов (ПТК). Примером такого решения является ПТК «КРУГ-2000» с контроллерами МФК3000, созданный научно-производственной фирмой «КРУГ» (г. Пенза). Программное обеспечение ПТК «КРУГ-2000» имеет мощную базу данных, удобный и простой интерфейс, среду разработки программ пользователя, модульную среду исполнения и современные средства экспорта/импорта данных.
Производство и поставка
МФК3000 изготавливается производственной компанией «Промконтроллер», входящей в Группу компаний «ТЕКОН». Система менеджмента качества производственной компании «Промконтроллер» соответствует требованиям международного стандарта ISO 9001:2000.
На этапе производства контроллера МФК3000 контроль качества обеспечивается Отделом технического контроля с применением технических средств и специального стендового оборудования по утвержденным методикам и в соответствии с технологическими картами. Контролируются 100% узлов и изделия в целом после каждой технологической операции: монтажа, сборки, настройки, тестирования. Окончательная приемка изделий производится по результатам заводских испытаний с обязательным термопрогоном. Результаты всех проверок и испытаний документируются в единой базе данных Службы качества.
При производстве МФК3000 используются элементная база и компоненты ведущих зарубежных производителей.
МФК3000 производится и поставляется преимущественно в шкафном исполнении (рис. 12), которое обеспечивает необходимую степень защиты и подключение объектовых кабелей (уровень пылебрызгозащиты – IP54 и выше по ГОСТ 14254-80). Заказ комплектного контроллерного шкафа, выполненного в соответствии с требованиями Заказчика и В.В. Скороходов, Д.П. Тимошенко, Д.А. Филимонов (Группа компаний «ТЕКОН»). «МФК3000 – программируемый контроллер для ответственных применений и крупномасштабных АСУ ТП» // Промышленные АСУ и контроллеры. №10, 2005г.
полностью готового к монтажу на объекте, существенно снижает затраты на этапах проектирования, монтажа, пуско-наладки и эксплуатации АСУТП.
• •
•
Состав конструктивных элементов, тип и габариты поставляемого шкафа соответствуют требованиям, приведенным в Техническом задании на шкаф МФК3000. Рекомендуемые габариты шкафов для контроллеров МФК3000 (В х Ш х Г):
2000х800х600 и 2000х1200х600 (с односторонним
обслуживанием);
2000х800х800 и 2000х1200х800 (с двухсторонним
обслуживанием).
Все элементы и кабели соединений размещаются во внутреннем пространстве шкафа (кабели соединений укладываются в короба). В шкафу располагаются:
крейты контроллеров;
панель оператора V04М;
блоки питания;
панели клеммных колодок (для подвода внешних кабелей);
автоматы защиты цепей питания от короткого замыкания;
• розеточные блоки;
• дополнительное
(специфицируется).
При заказе шкафного исполнения МФК3000
«Промконтроллер» выполняет:
проектирование шкафа;
изготовление шкафа, включая монтаж всего необходимого оборудования;
тестирование шкафа;
выпуск проектной документации;
изготовление специальной жесткой транспортной тары (при необходимости транспортировки шкафа);
упаковку шкафа.
При выпуске шкафа МФК3000 обязательным этапом являются приемочные испытания изделий на полигоне с использованием специального тестового оборудования по согласованной методике и с возможным участием представителей Заказчика.
Проектная документация разрабатывается в соответствии со спецификацией заказа и Техническим заданием на шкаф МФК3000. Проектная документация включает:
паспорт шкафа;
схему расположения Э7;
схему соединений Э4;
перечень элементов ПЭ4;
таблицу подключений ТП;
сборочные чертежи кабелей соединений СБ.
Возможна поставка отдельных контроллеров в соответствии с Картой заказа. При этом инжиниринговым компаниям и проектным организациям предоставляется полный комплект методической, конструкторской и эксплуатационной документации в электронном и печатном виде. На этапе проектирования, внедрения и эксплуатации МФК3000 Службой сервиса компании «Промконтроллер» осуществляется техническая поддержка. На МФК3000, как и на всю продукцию ТЕКОН, предоставляется уникальная 3-летняя гарантия.
оборудование производственная
Заказчика компания
Рис.12. Шкафное исполнение МФК3000.
В.В. Скороходов, Д.П. Тимошенко, Д.А. Филимонов (Группа компаний «ТЕКОН»). «МФК3000 – программируемый контроллер для ответственных применений и крупномасштабных АСУ ТП» // Промышленные АСУ и контроллеры. №10, 2005г.