Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекции п АСУ ТП ГЭС №5.ppt
Скачиваний:
54
Добавлен:
29.10.2019
Размер:
2.01 Mб
Скачать

Нижний уровень АСУТП ГЭС: контроллеры и промышленные сети

Первые ПЛК появились в 1967 г. и были предназначены для локальной автоматизации наиболее часто встречающихся в промышленности

технологических задач, которые описывались преимущественно логическими уравнениями. ПЛК заменили блоки релейной автоматики и устройства жесткой логики на интегральных микросхемах малой и средней степени

интеграции. Отсюда и название — программируемый логический контроллер, или Programmable Logic Controller (PLC).

ПЛК должны удовлетворять следующим требованиям:

универсальная структура изделия,;

высокая надежность;

удобство обслуживания и эксплуатации;

• простое программирование и перепрограммирование устройства;

стандартизация входов и выходов для непосредственного подключения датчиков и исполнительных устройств;

меньшие габариты и энергопотребление, чем блоков релейной автоматики и жесткой логики;

конкурентоспособность по стоимости;

возможность обмена информацией с системой управления верхнего уровня

Нижний уровень АСУТП ГЭС: контроллеры и промышленные сети

Программируемый логический контроллер в системе управления

Центральный процессор (CPU) включает:

микропроцессор,

• память программ и память данных,

формирователи магистрали сопряжения с локальными модулями ввода/вывода,

адаптеры связи с удаленными модулями УСО,

адаптеры связи с периферийным сервисным оборудованием (пульт оператора, дисплеи, печатающее устройство).

Нижний уровень АСУТП ГЭС: контроллеры и промышленные сети

Центральный процессор (ЦП) ПЛК имеет следующие особенности:

память программ и память данных ПЛК разделены не только логически, но и физически, причем область памяти выходных

переменных обязательно выполнена энергонезависимой с целью поддержания состояния объекта при отключении питания;

• при построении ЦП используются методы резервирования

составных элементов (например, ЦП может включать два обрабатывающих блока, которые объединены между собой блоками принятия решений (дублирование, мажорирование);

• несколько сторожевых таймеров, входящих в состав ЦП ПЛК,

контролируют строго определенное время выполнения цикла

управляющей программы и отдельных ее частей;

ЦП мощных ПЛК часто выполнены многопроцессорными,

Интерфейс между датчиками, исполнительными устройствами, и ЦП ПЛК обеспечивается специальными электронными модулями

ввода/вывода (адаптеры).

.

Нижний уровень АСУТП ГЭС: контроллеры и промышленные сети

Определение для каждого контроллера его классификационных особенностей, его места среди прочих контроллеров позволит с большей точностью сказать, подходит ПЛК для решения данной конкретной задачи или нет.

Классификация современных контроллеров

Страна-производитель

Мощность

Область применения

Открытость архитектуры

PC-совместимость

Конструктивное исполнение

Операционная система ПЛК

Быстродействие ПЛК

Нижний уровень АСУТП ГЭС: контроллеры и промышленные сети

Страна-производитель

В настоящее время этот классификационный признак, скорее всего, потерял актуальность. По сути, границы между производителями электроники постепенно исчезают. Следует обратить внимание, учтена ли при разработке контроллера российская специфика его эксплуатации.

Кроссийской специфике можно отнести:

высокий уровень промышленных помех;

широкий диапазон изменения параметров атмосферной и промышленной сред;

возможность информационной связи с рядом морально устаревших, но ещё находящихся в эксплуатации средств автоматизации выпуска российских предприятий 80-х годов;

Контроллеры российского производства учитывают российскую специфику их эксплуатации. Но и зарубежные производители также

стали адаптировать свои приборы под наши условия, пытаясь занять часть российского рынка.

Нижний уровень АСУТП ГЭС: контроллеры и промышленные сети

Мощность

Под обобщённым термином «мощность» понимается разрядность и быстродействие центрального процессора, объём разных видов памяти, число портов и сетевых интерфейсов. Очень часто основным показателем является число входов и выходов (как аналоговых, так и дискретных), которые могут быть подсоединены к контроллеру.

По этому показателю ПЛК подразделяются на следующие классы:

наноконтроллеры (часто с встроенными функциями), имеющие до 15 входов/выходов;

малые контроллеры, рассчитанные на 15-100 входов/выходов;

средние контроллеры, рассчитанные примерно на 100-300 входов/выходов;

большие контроллеры, рассчитанные примерно на 300-2000 входов/выходов;

сверхбольшие контроллеры, имеющие примерно от 2000 и более входов/выходов.

Очень важно отметить, что с ростом мощности контроллера растёт его цена.

Нижний уровень АСУТП ГЭС: контроллеры и промышленные сети

Область применения

1. Специализированный контроллер со встроенными функциями

минимальный по мощности контроллер, программа действия которого заранее прошита в его памяти, а изменению при эксплуатации подлежат только параметры программы. Основные области применения: локальное управление какой-либо малой технологической установкой или механизмом.

2.Контроллер для реализации логических зависимостей (коммандоаппарат)

Главные сферы применения такого контроллера: станкостроение, машиностроение, замена релейно-контактных шкафов во всех отраслях

промышленности. Он характеризуется прошитой в его памяти развитой библиотекой логических функций и функций блокировки типовых

исполнительных механизмов. Для его программирования используются

специализированные языки типа релейно-контактных схем. Набор модулей ввода/вывода у такого контроллера рассчитан, в основном, на разнообразные дискретные каналы.

Нижний уровень АСУТП ГЭС: контроллеры и промышленные сети

Область применения

1. Специализированный контроллер со встроенными функциями

минимальный по мощности контроллер, программа действия которого заранее прошита в его памяти, а изменению при эксплуатации подлежат только параметры программы. Основные области применения: локальное управление какой-либо малой технологической установкой или механизмом.

2.Контроллер для реализации логических зависимостей (коммандоаппарат)

Главные сферы применения такого контроллера: станкостроение, машиностроение, замена релейно-контактных шкафов во всех отраслях

промышленности. Он характеризуется прошитой в его памяти развитой библиотекой логических функций и функций блокировки типовых

исполнительных механизмов. Для его программирования используются

специализированные языки типа релейно-контактных схем. Набор модулей ввода/вывода у такого контроллера рассчитан, в основном, на разнообразные дискретные каналы.

Нижний уровень АСУТП ГЭС: контроллеры и промышленные сети

Область применения

3.Контроллер, реализующий любые вычислительные и логические функции

Наиболее распространённый универсальный контроллер, не имеющий ограничений по области применения. Центральный процессор контроллера имеет достаточную мощность, разрядность, память, чтобы выполнять как логические, так и математические функции.

Инструментальные средства для программирования таких контроллеров, как правило, поддерживают несколько языков программирования, таких как язык релейно-контактных схем, функционально-блоковых диаграмм, язык С, Basic, Pascal и тому подобные.

Как правило, также предоставляется большая библиотека уже реализованных логических, математических и коммуникационных функций. В состав модулей ввода/вывода входят модули на всевозможные виды и характеристики каналов (аналоговых, дискретных, импульсных и т. д.).

Нижний уровень АСУТП ГЭС: контроллеры и промышленные сети

Область применения

4. Контроллер противоаварийной защиты

Он должен отличаться от контроллеров других классов:

особенно высокой надежностью, достигаемой различными вариантами диагностики и резервирования;

высокой готовностью, т. е. высокой вероятностью того, что объект находится в рабочем режиме (идентификацией и компенсацией неисправных элементов; резервированием и восстановлением ошибок программы без прерывания работы контроллеров);

отказоустойчивостью, когда при любом отказе автоматизируемый процесс переводится в безопасный режим функционирования.

Контроллер цепи противоаварийной защиты должен иметь сертификат, подтверждающий

безопасность его работы в цепях противоаварийной защиты. 5. Контроллер телемеханических систем автоматизации

Данный класс универсальных контроллеров удобен для создания систем диспетчерского контроля и управления распределёнными на местности объектами. В контроллерах данного класса повышенное внимание уделяется программным и техническим компонентам передачи информации на большие расстояния беспроводными линиями связи.