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

45 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

77529. Простейшие физиотерапевтические процедуры постановка банок, горчичников, пузыря со льдом, грелки, компресса, гирудотерапия 239 KB
  Кроме того в целом физиотерапевтические процедуры оказывают общеукрепляющий эффект улучшают сон повышают настроение. Применение холода Суть холодовой процедуры компресс пузырь со льдом заключается в местном охлаждении участка тела что вызывает сужение кровеносных сосудов кожи и соответствующих близлежащих внутренних органов. Цели холодовой процедуры: Ограничение воспаления.
77530. Особенности ухода за пациентами пожилого и старческого возраста 92 KB
  Активность участие пожилых и старых людей в профессиональной общественной жизни стали необходимыми для большинства людей переступивших пенсионный возраст. В специальной литературе все чаще подчеркивается различие между хронологическим и биологическим возрастом высказывается мнение о возможности деления людей одного и того же возраста на молодых старых и старых старых основываясь на состоянии здоровья и социальных показателях. У пожилых и тем более старых людей снижается частота сердечных сокращений в состоянии покоя.
77531. Фреймовое представление знаний 1.36 MB
  Термин фрейм frme рамка остов каркас предложен в 1975 г. Фрейм это единица представления знаний заполненная в прошлом детали которой могут быть изменены согласно текущей ситуации т. Получается что фрейм это абстрактный образ объект или ситуация.
77532. Экспертные системы. Приобретение (извлечение) знаний 255.5 KB
  В экспертных системах знания отделены от данных и мощность ЭС обусловлена в первую очередь мощностью базы знаний и только во вторую очередь используемыми методами решения задач. системы функциональные возможности которых являются в первую очередь следствием их наращиваемой базы знаний БЗ и только во вторую очередь определяется используемыми методами принятия решения. Правильное функционирование ЭС как систем основанных на знаниях зависит от качества и количества знаний хранимых в их БЗ. Поэтому приобретение знаний для ЭС является очень...
77533. Нечеткая логика: история проблемы, практические приложения 1.22 MB
  Для этого значения степень принадлежности физической величины к терму будет равна единице а для всех остальных значений в зависимости от выбранной функции принадлежности. Здесь необходимо описать лингвистические переменные которые вы будете использовать; их функции принадлежности; описать стратегию управления посредством нечетких правил которые вы сможете объединить в единую базу правил или знаний о системе. Другими словами множество А образуют такие объекты элементы для которых указанная выше функция называемая функцией...
77534. НЕЙРОННЫЕ СИСТЕМЫ И СЕТИ. БИОЛОГИЧЕСКИЕ НЕЙРОННЫЕ СЕТИ 463 KB
  С появлением дешевых компьютеров появилась возможность использовать в этой области нейронные сети НС. Крупный толчок развитию нейрокибернетики дал американский нейрофизиолог Френк Розенблатт предложивший в 1962 году свою модель нейронной сети персептрон. Хопфилд предложил оригинальную модель нейронной сети названную его именем.
77535. Проблемно-ориентированные языки. Языки представления знаний 97.5 KB
  Стремление к эффективной программной реализации моделей представления знаний привело к разработке большого числа языков представления знаний от простых, предназначенных для решения отдельных специальных задач, до мощных универсальных.
77536. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ АЛГОРИТМЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ 299 KB
  В животной клетке каждая молекула ДНК окружена оболочкой такое образование называется хромосомой. Основная часть хромосомы нить ДНК определяющая какие химические реакции будут происходить в данной клетке как она будет развиваться и как функции выполнять. В каждой соматической клетке человека содержится 46 хромосом. Эти 46 хромосом на самом деле 23 пары причем в каждой паре одна из хромосом получена от отца а вторая от матери.
77537. РАСПОЗНАВАНИЕ ОБРАЗОВ И СИТУАЦИЙ 89 KB
  Суть задачи распознавания установить обладают ли изучаемые объекты фиксированным конечным набором признаков позволяющим отнести и ке определенному классу. Цели науки распознавания образов: замена человеческого эксперта или сложной экспертной системы более простой системой автоматизация деятельности человека или упрощение сложных систем; построение обучающихся систем которые умеют принимать решения без указания четких правил а именно систем которые умеют сами синтезировать правила принятия решений на основе некоторого конечного...