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

47 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

8177. Початки українського театрального мистецтва 15.3 KB
  Початки українського театрального мистецтва Витоки театрального мистецтва України сягають княжої доби, коли мандрівні актори-скоморохи розважали народ своїми дійствами - танцями, піснями, завжди доречними та актуальними. У середині XVIст....
8178. Нові тенденції розвитку образотворчого мистецтва другої половини XVI-XVIII ст. 16.71 KB
  Цей період характеризувався посиленням звязків із західною культурою, широким використанням античної та європейської спадщини. У живописі, графіці, скульптурі спостерігається перехід від середньовічних канонів до реалістичних форм з виразними демократичними елементами...
8179. Культурно-мистецький процес України у XVIII ст 22.93 KB
  Культурно-мистецький процес України у XVIIIст. Починаючи з XVIII ст. в українську літературу входять нові напрямки. На противагу дидактичній і теологічній літературі починає формуватися світська, в якій збільшується жанрова різноманітність: са...
8180. Педагогика: предмет, категории, структура 88.54 KB
  Педагогика: предмет, категории, структура Вступление: структура курса, учебные требования ПЛАН Педагогика как наука и искусство. Основные категории педагогической науки. Связь педагогики с другими науками. Система педагогических наук ЛИТЕРАТУРА Подл...
8181. Проблема целей воспитания в педагогике 17.26 KB
  Проблема целей воспитания в педагогике. Историческая динамика целей воспитания. Человеческое общество в своей практической воспитательной деятельности всегда преследует определенные цели - даже если они не осознаются на уровне общественного соз...
8182. Методология и методика педагогического исследования 30.14 KB
  Методология и методика педагогического исследования ПЛАН Методологическая основа педагогических исследований. Классификация методов педагогического исследования. Этапы педагогического исследования. Структура изложения педагогического исследования (н...
8183. Основные факторы развития личности 38.1 KB
  Основные факторы развития личности Личность является одним из тех феноменов, которые редко истолковываются одинаково двумя разными авторами. Все определения личности так или иначе обусловливаются двумя противоположными взглядами на ее развитие. С то...
8184. Возрастные и индивидуальные особенности развития и воспитания личности 39.57 KB
  Возрастные и индивидуальные особенности развития и воспитания личности. Проблема возрастных и индивидуальных особенностей развития и воспитания личности в педагогике Как отмечалось в предыдущей главе, личностное развитие человека несет на себе печ...
8185. Сущность педагогического процесса 16.44 KB
  Сущность педагогического процесса Становление человека как личности, его формирование в соответствии с общественным идеалом немыслимо вне педагогического процесса. Педагогический процесс - это специально организованное взаимодействие педагогов ...