18797

Модули УСО и удаленного ввода - вывода

Доклад

Информатика, кибернетика и программирование

Модули УСО и удаленного ввода вывода. Неотъемлемой частью любой АСУТП являются устройства связи с объектом УСО назначение которых заключается в сопряжении датчиков аппаратуры и исполнительных механизмов контролируемого объекта и/или технологического процесса с вы...

Русский

2013-07-08

68.12 KB

35 чел.

Модули УСО и удаленного ввода - вывода.

Неотъемлемой частью любой АСУТП являются устройства связи с объектом (УСО), назначение которых заключается в сопряжении датчиков аппаратуры и исполнительных механизмов контролируемого объекта и/или технологического процесса с вычислительными средствами системы]. На рисунке представлена схема контура управления и контроля на базе модулей УСО.

Трудности унификации УСО связаны также с временными характеристиками объектов. Схемотехника УСО изменяется в зависимости от того, с какой периодичностью требуется опрашивать или выдавать управляющие сигналы, требуется или нет быстрая реакция на изменения значений сигналов, какой способ выбран для борьбы с дребезгом контактов.

Классификация всего парка УСО осуществляется по признакам, которые приведены на рисунке

По конструктивному исполнению УСО делятся на:

− Платы вводавывода. Данные устройства представляют собой платы расширения, которые размещаются в едином корпусе с процессорной платой и устанавливаются в слоты системных шин. Платы вводавывода применяются в системах управления сосредоточенными объектами;

− Модули УСО. Данные устройства выполнены в отдельном корпусе. В системах управления модули УСО размещают как можно ближе к датчикам и исполнительным механизмам для уменьшения влияния помех в канале связи. Взаимодействие между модулями УСО и вычислительным устройством осуществляется через плату дискретного вводавывода. Как правило, модули УСО одноканальные;

− Модули удаленного вводавывода (МУВВ). Данные устройства содержат микроконтроллер, что позволяет классифицировать их как интеллектуальные УСО. МУВВ выполняют задачи сбора данных с датчиков и управление исполнительными механизмами по инструкциям вычислительного устройства. Взаимосвязь между МУВВ и ВУ производится по стандартному каналу связи (полевой шине), например RS232, RS485, CAN и т.д. МУВВ применяются в распределенных системах управления. Конструктивно модули УСО выполнены в виде монолитных узлов стандартных типоразмеров. Модули УСО устанавливаются на DINрейку или в  специализированные платы, имеющие клеммные соединители для подвода внешних цепей. Такие платы называют монтажными панелями или оптопанелями.

Конструктивные особенности модулей УСО позволяют:

− сократить сроки разработки и ввода в эксплуатацию АСУТП;

− повысить надежность АСУТП;

− быстро производить диагностику и замену вышедших из строя модулей;

− упростить обслуживание действующих АСУТП.

Общие требования, предъявляемые к модулям УСО:

− высокая точность (точность средств сбора и передачи данных);

− высокое быстродействие (получение информации, скорость передачи по каналам связи, время построения закона управления);

− высокая надёжность (всех узлов УСО);

− низкая стоимость;

− модули УСО должно выполнять как можно больше функций для разгрузки ВУ, если это не требует больших затрат.

Распределенная подсистема вводавывода (РПВВ), которая является составной частью распределенной системы управления и сбора данных, реализуется на базе двух типов устройств:

− модули удаленного вводавывода (МУВВ);

− системы сбора данных и управления (ССДУ).

Линейка выпускаемых продуктов МУВВ включает модули аналогового ввода вывода, модули дискретного вводавывода, таймеры/счетчики и модули управления перемещением. Каждый модуль это функционально законченное устройство, размещенное в пластиковом корпусе из негорючей пластмассы. На корпусе расположены необходимые разъемы и клеммные соединители для винтовой фиксации внешних входных и выходных цепей. Установка модулей не требует специальных объединительных плат и может осуществляться как на стандартную несущую 35 миллиметровую DINрейку, так и на любую плоскую панель или стену. Габаритные размеры модуля 112×60×25 мм.

МУВВ могут объединяться в сети на основе интерфейса RS485. К одному последовательному порту компьютера или контроллера может быть подключено до 256 модулей, территориально расположенных в разных местах. Для организации передачи данных МУВВ поддерживают протокол одной из наиболее распространенных полевых шин – Modbus/RTU.

В настоящее время МУВВ могут объединяться в сети на основе интерфейса Ethernet. Использование Ethernet позволяет легко интегрировать распределенные подсистемы вводавывода на основе МУВВ в сети Интернет/интранет путем организации Webдоступа в реальном времени к информации МУВВ. Для организации взаимодействия со SCADAсистемами верхнего уровня в МУВВ реализована поддержка протокола Modbus/TCP и обмен данными происходит через ОРС сервер.

Для мобильных распределенных подсистем вводавывода применяют МУВВ с интерфейсом USB. К преимуществам данных МУВВ относятся:

− USB является стандартным интерфейсом ПРК;

− компактность, легкость в сборке;

− простота настройки, подключение plugandplay;

− соединение с 127 модулями через единственное ведущее USBустройство;

− пропускная способность при передаче данных составляет 480 Мб/с;

− наличие встроенных средств преобразования сигналов;

− отсутствие необходимости в дополнительных источниках питания, что чрезвычайно важно для мобильных систем.Питание осуществляется через штатный кабель USB.

МУВВ обеспечивают выполнение следующих основных функций:

− прием и дешифрацию команд по каналу RS485;

− ввод и нормализацию аналоговых сигналов (ток, напряжение);

− опрос состояния дискретных входов;

− фильтрацию аналоговых и дискретных входных сигналов;

− вывод аналоговых (ток, напряжение) и дискретных сигналов;

− аналогоцифровое преобразование АЦП (для модулей аналогового ввода);

− цифроаналоговое преобразование ЦАП (для модуля аналогового вывода);

− преобразование шкалы значений непрерывных параметров в предварительно заданные единицы измерения;

− формирование и передачу в адрес основной вычислительной системы информации, содержащей результат измерения или состояние дискретных входов, после получения соответствующего запроса по каналу RS485.

Модули аналогового ввода вывода имеют гальваническую изоляцию между цепями, реализующими функции нормализации, низкочастотной фильтрации и АЦП/ЦАП, и встроенным микропроцессором.

Настройка и калибровка МУВВ осуществляется программным способом путем передачи в их адрес соответствующих команд по информационной сети на основе интерфейса RS485. Параметры конфигурации модулей, такие как скорость обмена по последовательному каналу связи, наличие проверки контрольной суммы в принятом сообщении, диапазон изменения входного сигнала и его размерность, вид представления измеренных значений при передаче в адрес основной вычислительной системы, верхнее и нижнее предельные значения входного сигнала, по которым производится автоматическое управление дискретными выходами, сохраняются во встроенном репрограммируемом ПЗУ с электрической записью/стиранием. Электрическое питание МУВВ осуществляется напряжением 10...30 В постоянного тока. Допускаемый размах пульсаций напряжения питания составляет ±5 В при условии пребывания его значения в указанных пределах.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

71678. Религиоведение: Учебное наглядное пособие 613 KB
  Цели задачи и практическое предназначение курса Основные понятия религиоведения Понятие бытия и человека в христианской религии Основные этапы становления религиоведения как науки Происхождение и ранние формы религии Предпосылки религиозности и формирования религиозных институтов.
71679. Заполнение таблиц MS EXEL данными и формулами 31.62 KB
  Выполнить задание 1 (Формирование структуры таблицы и заполните ее постоянными значениями), используя технологию выполнения операций в конце задания Выполнить задание 2 Технология работы с формулами на примере подсчета количества разных оценок в группе в экзаменационной...
71680. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОМЕНТА ИНЕРЦИИ В МАШИНЕ АТВУДА 78.94 KB
  Цель работы: изучение вращательного и поступательного движений на машине Атвуда, определение момента инерции блока и момента сил трения в оси блока. Описание установки и её назначение. Машина Атвуда является настольным прибором, ее изображение приведено на рис. 3.1. На вертикальной стойке...
71682. Перевод чисел из одной позиционной системы счисления в другую 259 KB
  Цель работы. Изучение методов и отработка навыков перевода чисел из одной позиционной системы счисления в другую. Количество различных цифр используемых в позиционной системе определяет название системы счисления и называется основанием -ой системы счисления.
71683. Осциллограф, знакомство с прибором, приобретение практических навыков применения 202.46 KB
  Цель работы: изучить устройство осциллографа, научиться работать с ним. Приборы и инструменты: осциллограф, генератор электрических сигналов, полигон для сборки схем. Схема установки(передняя панель осциллографа): Результаты измерений: 1) Задание 6. Знакомство с режимом
71684. Определение иэффективности теплового насоса 25.5 KB
  Цель работы: определить эффективность работы теплового насоса в зависимости от температур двух резервуаров энергии: низкопотенциального и высокопотенциального. Изучить функцию и принцип работы расширительного клапана теплового насоса.
71685. Русскоязычные вербальные ИПС: сравнительный анализ 88 KB
  Перейти на сайт поисковой системы Google затем Яндекс и Рамблер. Найти в каждой системе ссылки на ее описание в целом на описание языка запросов интерфейсов Справка Помощь Расширенный поиск и т. Обратить внимание на то что возможности систем в простом и в расширенном поиске различаются.
71686. Классификационные ИПС 31 KB
  Для каждого музея: скопировать краткие описания указанных музеев в каталоге в файл отчета Report1; указать индекс цитируемости в виде числа и лигу в виде словесного названия для данных музейных сайтов самостоятельно посмотреть понятия индекс цитируемости; перейти по информационной гиперссылке...