SCADA, АСУ ТП, контроллеры – основная тематика журнала «ИСУП»
Журнал «Информатизация и Системы Управления в Промышленности» публикует тематические материалы посвященные SCADA, АСУ ТП, контроллерам, автоматизации в промышленности.

Промышленные контроллеры от ЗАО «ПИК ЗЕБРА»

В статье рассматриваются контроллеры из набора технических средств ПТК КРУИЗ®: однокрейтный контроллер и удаленный контроллер связи. 

ЗАО «ПИК ЗЕБРА», г. Москва

Zebra.png

Российская компания ЗАО «ПИК ЗЕБРА» работает на рынке АСУ ТП с 1997 г. За эти годы фирма стала достаточно известным в России поставщиком ПТК для крупных  АСУ ТП в энергетике и других областях. Комплекс предприятия успешно работает не только на объектах России, но и за ее пределами. Нассирия (Ирак), Талимарджан (Узбекистан), Тюмень, Москва, Псков, Горный — вот неполный перечень городов, где КРУИЗ®  управляет сложнейшими технологическими процессами уже  несколько лет. 

Темой данной статьи являются разработанные компанией контроллеры низшего ряда из набора технических средств ПТК КРУИЗ®. К ним относятся однокрейтный контроллер (ОКК) (рис. 1) и удаленный контроллер связи (УКС).  

Отличительной особенностью ОКК является его малый размер и более компактный вид по сравнению с предыдущим поколением выпускаемых компанией контроллеров и блоков УСО (устройства сопряжения с объектом). Основным положительным аспектом является то, что его можно использовать для автоматизации сравнительно небольших объектов, таких как котельная, «умный дом» и т.д. ОКК представляет собой автономный универсальный контроллер, способный работать как в составе распределенной АСУ ТП, так и в качестве автономной системы управления, решающей комплекс задач логического управления.

pic1.jpg
Рис. 1. Однокрейтный контроллер производства компании «ПИК ЗЕБРА»


pic2.jpg

Рис. 2. Структурная схема АСУ ТП с использованием ОКК

На приведенной структурной схеме АСУ ТП (рис. 2) показано использование однокрейтных контроллеров, функциональных шкафов, рабочих мест, аварийного пульта управления и дублированного Ethernet в одном комплексе. Здесь мы видим разнообразие подключения устройств, входящих в АСУ ТП, а также гибкость связи с объектом автоматизации.

Что касается самого контроллера, то в его составе имеется блок питания крейта (БПК), набор блоков УСО и локальный микроконтроллер (ЛКК), выполняющий операции вычисления и управляющей логики в соответствии с программой пользователя, а также обеспечивающий связь с пользователем через соединители порта RS232(485) и порта Ethernet.

Конструктивно контроллер выполнен как крейт высотой 3U, содержащий блок питания, ЛКК и до 12 блоков сопряжения. Ширина блоков БПК и ЛКК — 60 мм, а блоков УСО — 20 мм. Напряжение питания ОКК  —  ~220 В, 50 Гц.

Для обеспечения работы в промышленных условиях эксплуатации ОКК может помещаться в корпус (шкаф).

Технические характеристики локального микроконтроллера:
- напряжение питания 18–36 В;
- максимальная потребляемая мощность — 12,5 Вт;
- габаритные размеры —  60 ґ 100 ґ 160 мм;
- режим работы — непрерывный;
- наработка на отказ —   100 000 часов;
- масса — не более 0,4 кг;
- Ethernet 10/100 Mbps совместимый с протоколом IEEE 802.3 U.

В состав ЛКК входят:
- плата ввода/вывода с источником вторичного электропитания и устройством гальванической развязки RS-232;
- процессорная плата выбирается в зависимости от режимов эксплуатации, например, это может быть плата — PCM-3353Z, предназначенная для применения в высокопроизводительных системах сбора данных и управления. Плата выполнена в формате PC-104. Архитектура процессорной платы PCM-3353Z построена таким образом, что аппаратно и программно она полностью совместима с IBM PC/AT. 

Основные характеристики:
- производитель Advantech;
- процессор AMD Geode LX800 500MHz;
- ОЗУ SODIMM SDRAM до 256 МБ.

На переднюю панель ЛКК выведены: 
- переключатель «Питание», для подачи питания на контроллер c индикацией наличия напряжения;
- соединитель D-SUB-9 для СОМ-порта.


Удаленный контроллер связи

Удаленный контроллер связи (рис. 3) представляет собой набор блоков УСО, который можно установить в непосредственной близости от технологического объекта и снабженный платой информационного обмена с блоком КС (контроллером связи) или аналогичным устройством, работающим в режиме «Master» протокола MODBUS-RTU. УКС работает в режиме «Slave».

pic4.jpg

Рис. 3. Удаленный контроллер связи производства компании «ПИК ЗЕБРА»

Конструктивно УКС выполнен как крейт высотой 3U (размер, аналогичный ОКК), содержащий блок питания, интерфейсную плату и до 6 блоков согласования данного конструктива. Интерфейсная плата (БСИС) имеет модификации для обмена по RS-485 и по оптоволокну. Напряжение питания УКС — 24 В постоянного тока. Для обеспечения работы в промышленных условиях эксплуатации УКС может помещаться в корпус (шкаф).

УКС интересно использовать на тех объектах (распределенных), где необходимо просто снять информацию и передать ее «наверх», для дальнейшей обработки. Его также можно использовать для автоматизации небольших объектов. Есть возможность подключения до 30 УКС к функциональному шкафу и находящемуся в нем ЛК через КС (котроллер связи).

pic3.jpg

Рис. 4. Структурная схема АСУ ТП с использованием УКС

На рис. 4 приведена структурная схема построения АСУ ТП. Теперь следует сказать о входящих в состав ОКК и УКС блоках УСО. Все блоки разрабатываются и производятся нашей компанией с использованием современного производственного оборудования и надежными компонентами и комплектующими импортного производства, что позволяет продукции непрерывно и безотказно работать во время всего срока эксплуатации.
Все аналоговые блоки имеют 4 канала, а дискретные — 8.

Блоки приема нормированных сигналов тока АВК и АВР обеспечивают:
- гальваническую развязку и преобразование нормированных сигналов тока от 4 датчиков в двоичный код;
- выдачу сигналов по запросу локального контроллера.

Блоки ввода дискретных сигналов ДВК и ДВР обеспечивают: 
- прием дискретных сигналов (ДС) по 8 входам;
- преобразование уровней ДС;
- гальваническую развязку ДС по 8 входам;
- выдачу информации по запросу локального контроллера.

Блоки выдачи нормированных сигналов тока АУК и АУР обеспечивают:
- преобразование цифрового кода в нормализованный токовый сигнал 0 — 20 мА;
- выдачу этого сигнала по инициативе локального контроллера на управляемое устройство.

Блоки выдачи дискретных сигналов ДУК и ДУР обеспечивают:
- функцию управления исполнительными механизмами (ИМ) по командам локального контроллера;
- поканальную гальваниче- скую развязку между сигналами.

Блоки приема сигналов от термоэлектрических преобразователей ТПК и ТПР обеспечивают:
- гальваническую развязку;
- масштабирование и преобразование сигналов от датчиков термоэлектрического преобразования в двоичный код;
- выдачу кода по запросу локального контроллера.

Блоки приема сигналов от термометров сопротивления ТСК и ТСР обеспечивают:
- гальваническую развязку;
- масштабирование и преобразование сигналов от термометров сопротивления в двоичный код;
- выдачу кода по запросу локального контроллера.

Все блоки устойчиво работают в условиях:
- температура окружающей среды от –10... +50 °С;
- относительная влажность воздуха 20—80 %  при температуре окружающей среды +40 °С (выпадение конденсата не допускается).

Режим работы блоков — непрерывный.
Ресурс — 10 лет.
Масса — не более 0,3 кг. 
Гарантийный срок — 2 года со дня поставки.

Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 1(17)_2008

В.В. Волков,
ЗАО «ПИК ЗЕБРА», г. Москва,
тел.:(495) 673-18-84, 
е-mail: kruiz@pikzebra.ru