4.1.1 Классификация устройств нижнего уровня
Под нижним уровнем АСУТП будем понимать устройства, приборы автоматизации, которые собирают данные о состоянии объекта управления и поставляют их на следующий уровень – контроллеры и т.д. Такими устройствами являются датчики.
Датчик или инициатор (стар.), первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину (давление, температуру, частоту, скорость, перемещение, напряжение, электрический ток и т.п.) в сигнал, удобный для измерения, передачи, преобразования, хранения и регистрации, а также для воздействия им на управляемые процессы. В соответствии с классификацией, принятой в Государственной системе приборов и средств автоматизации (ГСП), датчики относятся к техническим средствам сбора и первичной обработки контрольно-измерительной информации. Датчики являются одними из основных элементов в устройствах дистанционных измерений, телеизмерений и телесигнализации, регулирования и управления, а также в различных приборах и устройствах для измерений в физике, биологии и медицине [81].
Современные датчики обладают средствами диагностики и способны подключаться к сетям; вскоре к списку возможностей этих устройств добавятся и простейшие контроллерные функции.
В настоящее время существует широчайший выбор таких устройств. Устройства нижнего уровня АСУТП можно условно разделить на четыре группы в соответствии с рисунком 4.1.1:
концевые выключатели;
интеллектуальные датчики;
бесконтактные датчики;
исполнительные устройства.
Один из вариантов классификации представлен на рисунке 4.1.1.
Рассмотрим предназначение каждой группы.
Концевой выключатель (конечный выключатель). Аппарат, размыкающий или переключающий электрическую цепь питания какой-либо машины или механизма, когда их подвижные части достигают крайнего положения [80]. Это электрический прибор, применяемый в электрооборудовании для включения и выключения электроагрегатов и электроприводов, связанных между собой механизмов (блокировка); для сигнализации и указания положений различных механизмов управления, например в самолете, положения шасси, щитков-закрылков, люков. Выключатель концевой кинематически связан с механизмом управления и замыкает и размыкает цепь при определенных положениях этого механизма.
Интеллектуальный датчик. В основу определения положен принцип необходимого наличия определенных технических средств, а именно микропроцессоров и микроконтроллеров. В последние годы все более широкое распространение в мире промышленной автоматизации получают новые классы средств восприятия и измерения, оснащенные микропроцессором, которые принято называть «интеллектуальными датчиками». Под этим термином понимают разные по возможностям классы приборов, и зачастую любой датчик, имеющий в своем составе микропроцессор, независимо от выполняемых этим микропроцессором функций, называется интеллектуальным. Современные интеллектуальные датчики являются многофункциональными программируемыми измерительными средствами, имеющими, как правило, связи со стандартными полевыми шинами (сетями). Таким образом, под термином «интеллектуальный датчик» понимается датчик, в состав которого входит вычислительное устройство (микропроцессор), выполняющее функции: перевода электрического сигнала сенсора в физическую величину (тарировка), его оцифровки, допускового контроля измеряемых величин, диагностики и т.п. [83].
Рисунок 4.1.1 – Классификация устройств нижнего уровня АСУТП
Бесконтактный датчик основан на бесконтактном методе измерений, который позволяет производить вычисления уровня и других величин, не вступая в непосредственный контакт с измеряемым продуктом. Это хороший выбор при работе в таких средах, где стандартные погружные приборы засоряются или подвергаются коррозии. Типичными представителями этого метода измерений являются радарные уровнемеры, завоевывающие все большую популярность в мире. Практика использования таких приборов показывает, что они обладают наилучшими на сегодняшний день эксплуатационными характеристиками [58, 91].
Исполнительные устройства. Исполнительные устройства (включая приводы позиционирующих устройств) – это приборы, которые напрямую с помощью модуля сопряжения или через локальные ручные пульты/индикационные приборы подключаются к двоичным или аналоговым выходам или коммуникационным интерфейсам контроллера [].
Для каждого управляющего приложения должны быть специфицированы соответствующие тип и функции исполнительного устройства.
Исполнительные устройства подразделяются на переключаемые (однопозиционные или многоступенчатые) и позиционирующие (т. е. трехточечные или с двунаправленным включением/выключением и аналоговые). Есть также исполнительные устройства с коммуникационным входом для подключения к распределенной сети автоматики (полевой сети).
Рассмотрим каждую из 4-х групп более детально на примере конкретных устройств.
- Глава 1. Основные понятия интегрированной системы 14
- Глава 2. Функции и структуры интегрированных систем 20
- Глава 3. Взаимосвязь процессов проектирования, подготовки производства и управления производством 45
- Глава 4. Математическое, методическое и организационное обеспечение, программно-технические средства для построения интегрированных систем проектирования и управления 73
- Глава 5. Scada-системы, их функции и использование для проектирования автоматизированных систем управления, документирования, контроля и управления сложными производствами отрасли 217
- Глава 6. Примеры применяемых в отрасли scada-систем 335
- Глава 7. Пример проекта системы управления в trace mode 6 346
- Список сокращений
- Введение
- Глава 5. Scada-системы, их функции и использование для проектирования автоматизированных систем управления, документирования, контроля и управления сложными производствами отрасли
- Глава 6. Примеры применяемых в отрасли scada-систем
- Глава 1. Основные понятия интегрированной системы
- 1.1 Управление производством на основе интегрированных систем проектирования и управления
- 1.1.1 Определение интегрированной системы проектирования и управления
- 1.1.2 Принципы построения современных интегрированных систем
- Удобство использования
- Наличие и качество технической поддержки
- Оценка стоимости инструментальных систем
- Открытость систем
- Технологии орс
- Аппаратная реализация связи с устройствами ввода-вывода
- Технологии ActiveX
- 2.1.2 Жесткое реальное время для Windows nt
- 2.1.3 Интеграция многоуровневых систем автоматизации
- 2.1.4 Сравнительный анализ и тестирование scada-систем
- 2.1.5 Выводы
- 2.2 Этапы создания и функциональные характеристики систем управления
- 2.2.1 Этапы создания системы диспетчерского контроля и управления
- 2.2.2 Функциональные характеристики scada-систем
- 2.2.3 Функциональные возможности
- 2.2.4 Программно-аппаратные платформы scada-систем
- 2.2.5 Средства сетевой поддержки
- 2.2.6 Встроенные командные языки
- 2.2.7 Поддерживаемые базы данных
- 2.2.8 Графические возможности
- 2.2.9 Тренды и архивы в scada-системах
- 2.2.10 Алармы и события в scada-системах
- Глава 3. Взаимосвязь процессов проектирования, подготовки производства и управления производством
- 3.1 Стандарты управления предприятием: mrp, mrp II, erp, csrp
- 3.2 Семейство стандартов на системы качества
- 3.2.2 Тезисное выражение требований iso-9000
- 3.2.3 Общие положения
- 3.2.4 Проблемы внедрения и развития систем качества
- Разработка процедур
- 3.3 Модули для автоматизации финансово-экономических процессов производства: mes, eam, hrm
- Необходимость внедрения mes
- Обзор функций t-factory mes – модуля для управления производством в реальном времени
- Обзор функций t-factory eam – модуля для управления основными фондами, техническим обслуживанием и ремонтами в реальном времени
- Глава 4. Математическое, методическое и организационное обеспечение, программно-технические средства для построения интегрированных систем проектирования и управления
- 4.1 Нижний уровень интегрированных систем управления
- 4.1.1 Классификация устройств нижнего уровня
- 4.1.2 Концевой выключатель Концевой выключатель двухпозиционный квд-600
- Автоматический концевой выключатель vb,vba
- Концевой выключатель ку-701 у1
- 4.1.3 Интеллектуальный датчик
- Коммуникационный протокол hart
- Датчики давления серии «Метран-100»
- 4.1.4 Устройства hart-коммуникации
- Hart-коммуникатор «Метран-650»
- Hart-модем «Метран-681»
- Конфигурационная программа h-master
- Многопараметрический датчик 3095mv
- 4.1.5 Бесконтактный датчик
- Датчики измерения уровня
- Оптические датчики
- Датчик контроля скорости
- 4.1.6 Исполнительные устройства Привода постоянного тока
- Клапаны электромагнитные для автоматики подогревателей
- Реле защиты трансформаторов
- 4.2 Основные технические характеристики контроллеров и программно-технических комплексов
- 4.2.1 Характеристика процессора
- 4.2.2 Характеристика каналов ввода-вывода контроллеров
- 4.2.3 Коммуникационные возможности контроллеров
- 4.2.4 Эксплуатационные характеристики
- 4.2.5 Программное обеспечение
- 4.3 Стандартные языки программирования контроллеров
- 4.3.1 Общие сведения по языкам программирования контроллеров
- 4.3.2 Инструментальные системы программирования контроллеров
- 4.3.3 Этапы программирования плк в среде Unity Pro xl V.4.0
- 4.3.4 Примеры программы на языках fbd, ld, sfc, st, il Описание условия задачи
- Создание программы на языке fbd
- 4.4 Контроллер modicon m340
- 4.4.1 Общие сведения
- 4.4.2 Процессорные модули
- Структура памяти
- 4.4.3 Модули питания
- 4.4.4 Модули дискретного ввода/вывода
- 4.4.5 Модули аналогового ввода/вывода
- 4.4.6 Счетные модули
- 4.4.7 Модули управления перемещением
- 4.4.8 Сеть Ethernet Modbus/tcp
- 4.4.9 Сетевые модули Ethernet Modbus/tcp
- 4.5 Частотный преобразователь altivar 31h
- 4.6 Протоколы, сети и шины
- Описание
- 4.7 Общее описание операционных систем реального времени
- 4.7.1 Основные понятия
- 4.7.2 Требования, предъявляемые к операционным системам реального времени при проектировании
- 4.7.3 Особенности операционных систем реального времени Процессы, потоки, задачи
- Планирование, приоритеты
- 4.7.4 Прерывания
- 4.7.5 Часы и таймеры
- 4.7.6 Стандарты осрв
- Стандарты безопасности
- 4.7.7 Настраиваемость операционных систем
- 4.8 Характеристики наиболее распространенных операционных систем реального времени
- 4.8.6 Расширения реального времени для Windows nt
- 4.9 Базы данных реального времени
- 4.9.1 Введение
- 4.9.2 Поддержка целостности в классических субд
- Пессимистический подход
- Оптимистический подход
- Сравнение подходов
- 4.9.3 Протоколы управления транзакциями в субд реального времени
- Пессимистический подход
- Оптимистический подход
- Сравнение подходов
- 4.9.4 Системы с устаревшими данными
- 4.9.5 Корректность транзакций
- 4.9.6 Выбор периода для сенсорных транзакций
- 4.9.7 Выбор версии непрерывного объекта
- 4.9.8 Как бороться с перегрузкой системы из-за обилия сенсорных транзакций?
- 4.9.9 Когда обновлять выводимые объекты?
- 4.9.10 Как понизить количество анормальных завершений?
- 4.9.11 Диспетчеризация транзакций
- 4.9.12 Оптимизация под конкретную систему
- Классификация пользовательских транзакций
- Субд реального времени в оперативной памяти
- 4.9.13 Использование сложных моделей транзакций
- Активные базы данных
- Активные базы данных реального времени
- 4.9.14 Атрибуты транзакции
- 4.9.15 Приоритет «непосредственной» транзакции
- 4.9.16 Приоритет «отложенной» транзакции
- 4.9.17 Заключение
- 4.10 Серверы Введение
- 4.10.1 Виды серверов
- Серверы приложений
- Серверы баз данных
- Файл-серверы
- «Беспроводной» сервер
- Прокси-серверы
- Брандмауэры
- Почтовые серверы
- Серверы dhcp
- Серверы ftp
- Принт-серверы
- Серверы удаленного доступа
- Факс-серверы
- Серверные приставки
- 4.10.2 Особенности современных серверов
- Основные требования
- Масштабируемость
- Готовность
- Надежность
- 4.10.3 Особенности архитектуры
- Оценка производительности
- 4.10.4 Серверы ведущих мировых производителей
- Серверы ibm
- 4.10.5 Серверы российского производства
- 4.10.6 Проекты с участием серверов Структуры власти
- Энергетика
- Энергоснабжение
- Образование
- Промышленность
- Деловые услуги
- Глава 5. Scada-системы, их функции и использование для проектирования автоматизированных систем управления, документирования, контроля и управления сложными производствами отрасли
- 5.1 Функции интегрированных систем проектирования и управления
- 5.1.1 Trace mode 6: Интегрированная среда разработки
- Scada-система
- Softlogic: программирование контроллеров
- Eam: средства разработки eam-приложений
- Mes: средства разработки mes-приложений
- Hrm: средства разработки hrm-приложений
- 5.1.3 Исполнительные модули ис trace mode® 6 Монитор реального времени
- Горячее резервирование
- Сервером документирования
- Сервер архива Регистраторы: серверы субд реального времени siad/sql 6
- Серверы документирования trace mode и t-Factory
- Графическая консоль NetLink Light
- Micro trace mode 6: исполнительный модуль для промышленных контроллеров
- Для mes/eam/hrm-приложений
- 5.2 Математическое обеспечение в программном комплексе Trace Mode 6
- 5.2.1 Принцип работы монитора. Канал trace mode 6
- 5.2.2 Обеспечение работы распределенных асу
- 5.2.3 Резервирование
- 5.2.4 Автопостроение
- 5.2.5 Математическая обработка данных
- 5.2.6 Архивирование каналов узла
- 5.2.7 Архивирование каналов проекта
- 5.2.8 Отчет тревог и генерация сообщений
- 5.2.9 Файл восстановления
- 5.2.10 Графический интерфейс оператора
- 5.2.11 Генерация документов (отчетов)
- 5.2.12 Защита проекта, его конвертирование из предыдущих версий trace mode
- 5.3.1 Технология разработки проекта в ис
- 5.3.2 Пример создания проекта
- Создание нового проекта в ис
- Создание структуры проекта в навигаторе
- Конфигурирование и разработка структурных составляющих
- Конфигурирование информационных потоков
- Выбор аппаратных средств асу
- Создание и конфигурирование узлов в слое «Система»
- Распределение каналов по узлам
- Автопостроение каналов
- Сохранение проекта в файл
- Экспорт узлов
- Запуск проекта
- 5.4 Организационное обеспечение: Классификация объектов структуры проекта в Trace Mode 6
- 5.4.1 Классификация компонентов
- Шаблоны
- Источники/Приемники
- Наборы ресурсов и графические объекты
- Последовательные порты
- Словари сообщений
- 5.4.2 Классификация слоев
- 5.4.3 Классификация узлов
- 5.4.4 Назначение групп источников (приемников)
- Группа «pc-based контроллеры»
- Группа «Распределенные усо»
- Группа «Платы ввода-вывода»
- Платы ввода-вывода
- Группа «Терминалы»
- Группа «plc»
- Группа «Диагностика и сервис»
- Группа «Генераторы»
- Группа «Модели»
- 5.4.5 Назначение группы «com-порты»
- 5.4.6 Назначение группы «Словари сообщений»
- 5.4.7 Назначение групп слоя «Библиотеки компонентов»
- 5.4.8 Назначение групп клемм
- 5.4.9 Назначение прочих групп
- Группы ресурсов
- Группы шаблонов
- Группы каналов
- Дополнительные группы структурирования
- 5.5 Структура проекта Trace Mode 6
- 5.5.1 Редактирование структуры проекта
- Меню и главная панель инструментов навигатора проекта
- Управление внешним видом навигатора проекта
- Создание объектов структуры
- Имена и идентификаторы объектов структуры
- Изменение класса канала после его создания
- Выделение объекта структуры
- Удаление объекта структуры
- Копирование и вставка объекта структуры
- Перепривязка каналов и аргументов при копировании, вставке и перемещении объекта базы каналов
- Взаимодействие с технологической бд
- Примеры синхронизации с бд
- Отображение свойств объектов структуры
- 5.5.2 Окно свойств объекта структуры проекта
- Вкладка «Информация»
- Вкладка «Флаги»
- Вкладка «Аргументы»
- Вкладка «Атрибуты»
- 5.6 Описание редакторов trace mode 6
- 5.6.1 Редакторы объектов структуры проекта
- Редакторы каналов
- Редактор словарей сообщений
- Редактор клемм
- 5.6.2 Редакторы источников (приемников)
- Редактор системных переменных trace mode
- Редактор переменной opc
- Редактор переменной opc hda
- Редактор переменной dde
- 5.6.3 Редактор группы шаблонов экранов
- Базовый редактор группы компонентов
- Групповое редактирование строковых атрибутов с инкрементированием
- Групповое редактирование числовых атрибутов с инкрементированием
- Редактор группы «opc-сервер»
- Редактор группы «opc hda сервер»
- Редактор группы каналов слоев «Технология» и «Топология»
- 5.6.4 Вкладки редактора узла
- Задание параметров узла:
- Вкладка «Основные» редактора узла
- Вкладка «Архивы» редактора узла
- Вкладка «Отчет тревог/Дамп/Параметры» редактора узла
- Вкладка «Таймауты» редактора узла
- Вкладка «Дополнительно» редактора узла
- Глава 6. Примеры применяемых в отрасли scada-систем
- 6.1 Vijeo look – система класса «человеко-машинный интерфейс» (hmi)
- 6.1.1 Представление hmi
- 6.1.2 Совместимость приложений Vijeo Look
- 6.1.3 Установка продукта Vijeo Look Установка Vijeo Look и его различных компонентов
- 6.1.4 Основные инструменты Vijeo Look
- 6.1.5 Панели инструментов в Vijeo Look
- 6.1.6 Описание основных функций меню «Вставка»
- 6.1.8 Настройки ofs Конфигуратора
- Глава 7. Пример проекта системы управления в trace mode 6
- 7.1 Проект «автоматизированный участок получения пара с применением электропарогенератора»
- 7.1.1 Описание технологического процесса
- 7.1.2 Создание проекта
- 7.1.2.1 Описание параметров
- 7.1.2.2 Описание графических экранов и программ
- 7.1.2.3 Заполнение базы данных
- 7.1.2.4 Составление схемы переходов
- Список литературы
- 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1
- 453, Республика Башкортостан, г. Стерлитамак,