Раздел 2. Основные теоретические данные программируемых логических контроллеров: stardom fcn, ProSafeRs
2.1 Сетевая система управления Stardom
Stardom – основан на сетевых средствах управляющей системой, которая позицируется как промежуточная между PLC/SCADA системами и DCS системами управления. Она является компонентно-базированной системой (компонент может использоваться самостоятельно, но и может быть интегрирован на единой базе данных, где компоненты определены как глобальные).
Stardom состоит из следующих полностью независимых компонентов:
автономных контроллеров FCN и FCJ;
программного обеспечения многоцелевого сервера данных VDS;
папок приложений.
Архитектура сетевой системы управления Stardom показана на рис. 2.1.
Рис. 2.1 Архитектура системы Stardom
2.2 Конструкция, монтаж и эксплуатация контроллеров stardom fcх
FCJ — Field Control Junction. Малогабаритный автономный полевой контроллер с небольшим фиксированным количеством аналоговых и дискретных входов/выходов и коммуникационными портами для подключения удалённых устройств ввода/вывода, PLC and Fieldbus. Языки программирования в соответствии со стандартом IEC61131 и Java. Внешний вид контроллера Stardom FCJ показан на рис. 2.2.
Рис. 2.2 Внешний вид контроллера Stardom FCJ
Основные характеристики модуля CPU
Модуль CPU построен на основе процессора Pentium ММХ 166 MHz. Он не требует принудительной вентиляции (табл. 2.1).
Таблица 2.1
Основные характеристики модуля CPU
CPU |
PENTIUM MMX 166 |
Память |
128 MB основная память с ЕСС 512 KB статическая RAM с ЕСС Слот для Системной Карты (32/256МВ) |
Вентилятор |
Не требуется |
FCJ имеет следующие коммуникационные порты (табл. 2.2):
Таблица 2.2
Коммуникационные порты FCJ
Тип |
Количество портов |
Скорость |
Назначение |
Ethernet |
2 |
100/10 Мб/с |
Резервированная или независимая связь с PLC и другими устройствами. |
Последовательные |
2 |
115.2 Кб/с |
Для локального HMI интерфейса, программирования или связи с PLC. |
Спецификации ввода/вывода (табл. 2.3):
Таблица 2.3
Аналоговые и дискретные входы/выходы
Тип |
Количество |
Характеристики |
|
Аналоговые |
Входы |
6 |
1 - 5 V DC, не изолированные |
Выходы |
2 |
4-20 mА dc, не изолированные |
|
Дискретные* |
Входы |
16 |
типовые: 4.1 mA @ 24 VDC |
Выходы |
16 |
типовые: 100 mA @ 24 VDC |
|
Коммуникации |
|
2 |
Порт Foundation Fieldbus |
Примечание: дискретные входы/выходы друг от друга не изолированы, но изолированы от внутренних цепей.
FCN является каркасно-монтируемым контроллером с возможностью расширения до трёх каркасов, каждый с 10 слотами для размещения процессорного модуля (CPU) и модулей ввода/вывода, а также 2 отдельных слотов для источников питания (PSU) и 1 слот для размещения модуля внутриконтроллерной коммуникации (SB I/F).
Модули SB I/F обеспечивают высокоскоростную связь между каркасами. Если расширительные каркасы отсутствуют, то максимально может быть размещено до 8 модулей ввода/вывода, при этом модуль SB I/F не нужен.
Примечание: модули PSU, CPU и SB I/F могут быть зарезервированы:
В случае резервирования модуля CPU занимается ещё два слота модулей ввода/вывода.
В случае резервирования модуля SB I/F занимается ещё один слот модулей ввода/вывода.
Модули ввода/вывода также включают в себя коммуникационные модули для удалённого ввода/вывода, подключения PLC контроллеров и Fieldbus. Языки программирования в соответствии со стандартом IEC61131 и Java. По аппаратным возможностям совместим с FCJ (имеет точно такой же CPU, как и у FCJ). Внешний вид контроллера Stardom FCN показан на рис. 2.3.
Рис. 2.3. Внешний вид контроллера Stardom FCN
Модуль CPU построен на основе процессора Pentium MMX 166 MHz. Он не требует принудительной вентиляции (табл. 2.4).
Таблица 2.4
Характеристики модуля CPU
CPU |
PENTIUM MMX 166 |
Память |
128 MB основная память с ЕСС 512 KB статическая RAM с ЕСС Слот для Системной Карты (32/256МВ) |
Вентилятор |
Не требуется |
Характеристики коммуникаций
FCN имеет коммуникационные порты на модуле CPU, а также устанавливаемые дополнительно, коммуникационные карты в каркасе. Спецификации для коммуникационных портов CPU следующие (табл. 2.5):
Таблица 2.5
Спецификации для коммуникационных портов CPU
Тип |
Количество портов |
Скорость |
Назначение |
Ethernet |
2 |
100/10 Мб/с |
Резервированная или независимая связь с PLC и другими устройствами. |
Последовательные |
1 |
115.2 Кб/с |
Для локального HMI интерфейса, программирования или связи с PLC. |
Спецификации ввода/вывода
Максимальная конфигурация модулей ввода/вывода и коммуникационных модулей может быть инсталлирована в FCN. До 25 модулей могут быть установлены в FCN без резервирования CPU или SB интерфейса или 20 модулей в полностью резервированном варианте (табл. 2.6). Расположение модулей показано на рис. 2.4.
Рис. 2.4. Расположение модулей
Таблица 2.6
Спецификации ввода/вывода
Тип каналов |
Спецификация |
Изоляция |
Количество |
Аналоговый вход
|
(4...20) мА
|
Не изолированные |
16 |
Изолированные |
16 |
||
Изолир. поканально |
8 |
||
HART (4...20) мА
|
Не изолированные |
16 |
|
Изолированные |
16 |
||
Изолир. поканально |
8 |
||
(1.0...5.0) В |
Не изолированные |
16 |
|
(-10...+10) В
|
Не изолированные |
16 |
|
Изолированные |
16 |
||
Термопары/мВ |
Изолированные |
16 |
|
Терморезисторы |
Изолированные |
12 |
|
Импульсный |
Изолир. поканально |
8 |
|
Аналоговый выход
|
(-10...+10) В |
Не изолированные |
16 |
|
Изолированные |
16 |
|
(4...20) мА |
Изолированные |
16 |
|
Аналоговый вход/ Аналоговый выход
|
(1.0...5.0) В/(4...20) мА |
Не изолированные |
8 вх/8 вых |
(4...20)мА /(4...20)мА |
Не изолированные |
8 вх/8 вых |
|
(4...20)мА /(4...20)мА |
Изолир. поканально |
4 вх/4 вых |
|
Дискретный вход
|
+24В |
См. Примечание 1 |
32 |
|
|
64 |
|
100... 120В |
См. Примечание 1 |
16 |
|
200...220В |
См. Примечание 1 |
16 |
|
Дискретный выход
|
Открытый коллектор |
См. Примечание 1 |
32 |
|
См. Примечание 1 |
64 |
|
Реле |
См. Примечание 1 |
16 |
|
Коммуникации
|
Foundation Fieldbus |
|
4 порта |
RS-232-C |
|
2 порта |
|
RS-422/RS-485 |
|
2 порта |
Примечание: дискретные входы/выходы друг от друга не изолированы, но изолированы от внутренних цепей.
Интерфейс ввода/вывода
Интерфейс ввода/вывода обеспечивает связь между управляющим программным обеспечением и процессом ввода/вывода. Процесс ввода/вывода может осуществляться следующими способами:
Ввод/вывод через модули ввода/вывода (On-board hardware I/O);
Ввод/Вывод через полевые сети (FieldBus I/O);
Ввод/Вывод через управляющие сети (PLC communication).
Ввод/вывод конфигурируется непосредственно с использованием Resource Configurator.
Имитатор сигналов (рис.2.5) предназначен для ручной задачи входных сигналов и получения выходных в соответствии с программой, заложенной в контроллере.
Рис. 2.5 Имитатор сигналов
Тумблеры являются задатчиками дискретных входных сигналов, светодиоды – индикаторами дискретных выходных сигналов.
AN1 – AN6 – регуляторы входных аналоговых сигналов.
М1 и М2 – указатели выходных аналоговых сигналов.
Всего имитатор может использовать по 16 дискретных входных и выходных, 6 входных аналоговых и 2 выходных аналоговых сигналов.
VDS — Versatile Data Server. PC-базированное приложение, которое включает в себя сервер данных (Data Server) и сервер операторского интерфейса (HMI Server) осуществляет сбор данных от FCX, FA-M3, DAQ Stations, устройств сторонних производителей и обеспечивает отображение их в виде Web базированных операторских показаний. Data Server и HMI Server способны подключать другие используемые ОРС серверы и могут находиться как в одном, так и в отдельных PC. В свою очередь, приложения сторонних производителей могут иметь доступ к данным Data Server через ОРС сервер.
Инженерный инструментарий
Набор инженерных средств используется для программирования полевых контроллеров и конфигурирования VDS. Он включает в себя:
Logic Designer — средство программирования с интерфейсом IEC61131;
Resource Configurator — средство конфигурирования аппаратуры;
VDS Builder (Object Builder, Graphic Designer) — набор средств для конфигурирования VDS, включая графику.
Система сетевого управления Stardom легко интегрируется в существующие АСУ ТП (рис. 2.6).
Рис. 2.6. Интегрированная управляющая система