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

41 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

10721. Прозові тексти (оповідання) для аналітичної рецепції в курсі Теорія літератури 652.5 KB
  Прозові тексти оповідання для аналітичної рецепції в курсі Теорія літератури Укладач Б.І.Ніколаєв ЗМІСТ 1.Джойс Керол Оутс ЗДІЙСНЕННЯ БАЖАНЬ 2. Джон Чівер АНГЕЛ НА МОСТУ 3. Трумен Капоте ДІТИ В ДЕНЬ НАРОДЖЕННЯ 4. БОРИС ВІАН СТАТИСТ 5. ВОЛОДИМИР ДАНИЛЕНК...
10722. Избранные педагогические сочинения А.С. Макаренко Педагогическая логика 597.69 KB
  Избранные педагогические сочинения А.С. Макаренко Педагогическая логика Не может быть вопроса более для нас важного чем вопрос о логике педагогического средства. Интересно бросить взгляд на историю этого вопроса тем более что история эта очень коротка. Нам нечег...
10723. Прогрессивные технологические процессы (ТП) на основе современных достижений науки и техники 462.12 KB
  Введение Уровень сельскохозяйственного машиностроения является определяющим фактором всего хозяйственного комплекса страны. Важнейшими условиями ускорения развития хозяйственного комплекса являются рост производительности труда повышение эффективности произв...
10724. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРАКТИКЕ 21.38 KB
  ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОУСТАНОВОК В СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРАКТИКЕ Электрические сети в сельской местности. Электрическими сетями называют часть электрической системы состоящей из трансформаторных подстанций и линий различных напряжений. В сельской местности по эле...
10725. Проектирование системы автоматического регулирования, которая впоследствии была смоделирована в системе MatLab 938.36 KB
  ВВЕДЕНИЕ Важнейшей отраслью промышленности Украины является черная металлургия. От объема производства и качества металла зависит развитие народного хозяйства. Продукция предприятий черной металлургии составляет весомую долю в экспортной политике государства.
10726. Наводнения конца XX в 111.5 KB
  Наводнения конца XX в. Наводнения сопутствуют человеческому обществу с древнейших времен. До наших дней дошли сведения о катастрофических разливах Хуанхэ в 2297 г. до н.э. и на Ниле примерно 3 тыс. лет назад. Но если ранее эти стихийные бедствия были чрезвычайно редкими то за...
10727. СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД К МЕНЕДЖМЕНТУ ПРЕДПРИЯТИЯ 64 KB
  Системный подход к менеджменту предприятия Содержание Организация как система и объект управления. Принципы системного подхода. Обеспечение системы управления. Комплексная система управления предприятием. 1.Организация как система и объект...
10728. Разработка сумматора-умножителя 213.7 KB
  Умножение закодированного двоично - четверичного множимого на два разряда в дополнительных кодах. Преобразование множителя производится для исключение из процесса умножения диады 10 и 11 множителя
10729. Проблема человека и его свобода в философии 93.5 KB
  Проблема человека и его свобода в философии Проблема человека занимает важнейшее место в философии. Что такое человек Что составляет его сущность Каково его место в мире и в обществе Дисциплина отвечающая на эти вопросы получила название философская антропология....