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

36 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

2186. Весела подорож до країни Світлофорії 845.74 KB
  Весела подорож до країни Світлофорії (для учнів молодшого шкільного віку).
2187. КВК – Правила дорожнього руху 2.86 MB
  Живи за правилами. Я – не порушую правил дорожнього руху. Правила дорожні знаєм, з автоінспектором вивчаєм. Різних знаків є багато – Обереги, застороги. Всім потрібно добре знати Мудру азбуку дороги!
2188. Метрология, стандартизация и сертификация 2.81 MB
  Основные понятия и определения. Погрешности измерений. Измерительные генераторы. Условие неподвижного изображения периодических сигналов. Стробоскопический осциллограф. Измеряемые параметры токов и напряжений. Измерение спектральных характеристик. Измерение компонентов цепей с сосредоточенными постоянными.
2189. Рак шейки матки 203.5 KB
  Применение чисто хирургического метода в лечении данного заболевания ограничено лишь ранними стадиями болезни, что редко встречается в клинической практике. Обычно, встречается рак на стадии глубокой инвазии опухоли в строму, что делает хирургический метод неэффективным.
2190. Системи обробки сигналів та зображень 978.52 KB
  Цифрові методи обробки сигналів. Означення та класифікація сигналів. Спектри неперервних сигналів та їх властивості. Спектри типових дискретизованих необмежених у часі сигналів. Загальна характеристика методів цифрового згладжування даних.
2191. Экономика землепользования и оценка недвижимости 33.41 MB
  Принципы оценки недвижимости. Временная оценка денежных потоков. Доходный метод. Метод прямой капитализации. Методы определения коэффициента (ставки) капитализации. Техника остатка. Метод дисконтированных денежных потоков. Методы определения корректировок. Регулирование оценочной деятельности.
2192. Перевірно-конструктивний розрахунок топки і двох конвективних пучків 107.78 KB
  В даному курсовому проекті проведено перевірно-конструктивний розрахунок топки і двох конвективних пучків. В проекті розраховувались температури відхідних газів в характерних точках: на виході з топки - 545 , на виході з другого конвективного пучка температура відхідних газів склала 350 , а з першого 120 згідно із завданням.
2193. Объектно-ориентированное программирование на С++ 1.2 MB
  Общие сведения о классах С++. Организация классов потоков ввода/вывода. Встроенные, производные и пользовательские типы данных. Идентификаторы и литеральные константы. Инициализация переменных, три формы инициализации. Неинициализированный и инициализированный указатели. Использование массивов в качестве аргументов функций. Интерпретация производных типов данных на основе приоритета операторов. Преобразование значений – явный вызов конструктрора, оператор преобразования типа. Реализация перегруженных операторов с использованием дружественных функций.
2194. Разработка конструкции подвесного поворотного крана 254.46 KB
  В данном курсовом проекте предлагается разработать консольный неполноповоротный кран с постоянным вылетом, который состоит из механизма подъема, металлоконструкции. Кран крепится к стене.