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.

Системы автоматизации на базе модулей Smart RIO

Аббревиатура RIO происходит от английского словосочетания Remote Input/Output (удаленные ввод/вывод). Компания Saia-Burgess предложила систему автоматизации с совершенно новым принципом работы, в которой главная роль отведена устройствам Smart RIO – интеллектуальным удаленным модулям, способным, выполняя роль ведомых устройств, в то же время работать самостоятельно и автономно, функционировать даже при неисправности ведущего устройства.

SBC Rus («Сайа Бургесс Контролз Рус»), г. Москва

Saia-burgess_logo_novyi.png

Каждому, кто хочет добиться максимального успеха и отдачи, затратив минимум усилий и средств, придется сойти с «проторенной дорожки» автоматизации и открыть для себя новые технологии. Модуль Smart RIO представляет собой нечто гораздо большее, нежели обычное устройство удаленного ввода/вывода на базе сетей Ethernet. Функционирование системы, построенной на базе этих модулей, принципиально отличается от классических схем. Smart RIO можно запрограммировать, как настоящий ПЛК, это идеальное решение для распределенных систем автоматизации!


Saia® Smart RIO и традиционные системы удаленного ввода/вывода

Классические системы удаленного ввода/вывода состоят из центрального контроллера и «безропотных» ведомых устройств, работающих в режиме обмена данными с центральным компьютером. Если связь между ведущим и ведомыми устройствами нарушается, то система перестает работать. Иными словами, обычные модули ввода/вывода не умеют функционировать автономно. Концепция Smart RIO демонстрирует совершенно новый подход к построению распределенных систем автоматизированного управления. В дополнение к ведущим устройствам компания Saia соз­дала интеллектуальные удаленные узлы, которые способны функционировать независимо друг от друга и общаться между собой без участия «босса». Это серия устройств Saia® PCD3.T66x (рис. 1), или, иначе, – Smart RIO (S‑RIO).

Ris.1.png

Рис. 1. Первая версия Smart RIO на базе Saia® PCD3

Словно в обычном рабочем коллективе, повинуясь логике живого мира, ведущее устройство осуществляет общее руководство и распределяет задачи между подчиненными, которые впоследствии выполняют их автономно даже при недоступности ведущего устройства (рис. 2). Более того, интеллектуальные узлы ввода/вывода могут свободно обмениваться данными между собой и с другими участниками сети. С точки зрения функциональности, программирования, ввода в эксплуатацию и обслуживания смарт-модули предлагают гораздо больше возможностей и удобств, нежели обычные, неинтеллектуальные модули удаленного ввода/вывода.

Ris.2.png

Рис. 2. Сравнение функционирования традиционной распределенной 
системы автоматизации и системы на базе устройств Smart RIO


Модули Smart RIO оптимизируют работу систем автоматизации

Подлинным представителем технического прогресса модули Smart RIO позволяет назвать функциональность программируемого контроллера, которой наделены эти устройства. Они имеют ряд отличительных особенностей, которых лишены обычные модули: могут выполнять прикладную программу, написанную в среде PG5 на одном из языков программирования (IL, FUPLA, GRAFTEC). Благодаря этому Smart RIO способны работать автономно и даже брать на себя функции управления. Если из строя выходит ведущее устройство, технологический процесс, контролируемый удаленным устройством Smart RIO, не прерывается, либо модуль переводит его в безопасное состояние.


Программирование устройств, входящих в систему

Прикладные программы для интеллектуальных узлов централизованно управляются головным устройством системы (Smart RIO-Мастером) и рассылаются по модулям S‑RIO. Таким образом, не приходится загружать приложение в каждый удаленный модуль по отдельности, что экономит время и деньги в процессе программирования, ввода в эксплуатацию и на этапе обслуживания. Даже после замены оборудования конфигурация и прикладные программы передаются в новый модуль Smart RIO из управляющего устройства автоматически. Ни специалистов, ни особых программных средств для этого не требуется. В качестве управляющего устройства может выступать ПЛК Saia® PCD или Web-панель Saia® Micro-Browser.


Smart RIO понимает множество языков

Кроме обычного обмена данными с управляющим устройством автоматизированной системы модули Smart RIO поддерживают коммуникационный протокол Modbus TCP. С его помощью можно организовать обмен данными между Smart RIO и оборудованием сторонних производителей. Saia® PCD3.T666 поддерживает и другие последовательные интерфейсы (RS‑232, RS‑485 и т. д.). К Smart RIO можно присоединить дополнительные модули M‑Bus и DALI. Такие коммуникационные возможности помогают организовать удаленный сбор данных и управление освещением. Благодаря своим инновационным функциям и возможностям системы на базе Smart RIO служат там, где раньше применялись лишь полномасштабные системы автоматизации с дорогостоящими ПЛК. Уникальность модулей Smart RIO заключается в их конкурентоспособной функциональности, которая сочетается с привлекательной стоимостью.


Примеры применения Saia® Smart RIO

Самую первую, пробную систему на базе модулей Smart RIO начали создавать в конце 2010 года. После того как летом 2011 года пилотный проект был с успехом завершен, модули Saia® PCD3.T665 и Saia® PCD3.T666 стали доступны всем желающим. За первый же год свободных продаж партнеры компании Saia-Burgess заказали и использовали в проектах автоматизации свыше тысячи интеллектуальных модулей. Ниже приведем три интересных примера применения технологии Smart RIO: в Норвегии, Швейцарии и Германии.


Автомобильный туннель в Норвегии

В одном из туннелей Норвегии было установлено более восьмидесяти модулей PCD3.T665 Smart RIO для автоматизации туннельных аварийных станций: мониторинга телефонии, систем пожаротушения и т. д. (рис. 3). Модули Smart RIO работают как обычные станции ввода/вывода, без собственной прикладной программы.

Ris.3a.png
Ris.3b.png

Рис. 3. Для автоматизации аварийных станций в норвежском туннеле 
было задействовано более 80 модулей Smart RIO Saia® PCD3.T665. 
Они контролируют телефоны, систему пожаротушения и т. д.



Лечбергский туннель в Швейцарии

Для автоматизации другого туннеля – самого длинного железнодорожного туннеля в мире, протянувшегося более чем на 34 км, потребовалось создать свыше 2000 систем на основе контроллеров Saia® PCD. Проект воплощался одновременно со строительством самого объекта и был завершен за два года – в 2006‑м. На протяжении последующих лет эксплуатации возникла потребность оптимизировать автоматику туннеля в соответствии с текущими требованиями контроля и управления. Руководство туннеля приняло решение вновь обратиться к компании Saia-Burgess. Существующая сложная структура была существенно упрощена благодаря замене нестандартного и устаревшего оборудования на устройства Saia PCD. Управление дверями в туннеле контролируется с помощью более чем 200 модулей Saia® PCD3.T666, заменивших оборудование другого производителя (рис. 4). Прикладная программа создана в среде Saia® PG5 FUPLA и выполняется на модулях S‑RIO. Smart RIO Saia® PCD3.T666 отвечают за весь контроль и управление дверями. Преобразователи частоты приводов дверей контролируются с помощью встроенного интерфейса RS‑485 посредством протокола Modbus, RTU.

Ris.4.png

Рис. 4. В Лечбергском туннеле мониторинг дверей перекрестных туннелей 
осуществляется с помощью PCD3.T666. 
Прикладная программа создана в среде разработки PG5


Модернизация больницы в немецком городе Гессен

В процессе реконструкции четырехэтажного больничного здания были внедрены системы автоматизации на базе Saia® PСD для управления микроклиматом в помещении, отоплением и вентиляцией. Одного модуля Smart RIO PCD3.T666 оказалось достаточно на целый этаж. Дополнительные модули ввода/вывода PCD7.L121 S‑Bus были подключены через встроенный интерфейс RS‑485 (рис. 5).

Ris.5.png

Рис. 5. Топология сети: затраты на прокладку кабеля существенно снижены 
благодаря децентрализации ввода/вывода на основе Smart RIO PCD3.T666 
и модулей ввода/вывода S‑Bus PCD7.L121

Применив дополнительные последовательные коммуникационные интерфейсы, модули Saia® Smart RIO PCD3.T666 можно использовать для удаленного сбора данных модулями M‑Bus, счетчиками электроэнергии по шине S‑Bus или модулями управления освещением DALI (рис. 6).

Ris.6.png

Рис. 6. Пример системы на базе PCD3.T666, управляющей освещением 
с помощью модуля DALI PCD3.F261 или распределенного сбора данных 
по шинам M‑Bus, S‑Bus по встроенному интерфейсу RS‑485

В 2013 году на рынок была выпущена программируемая панель управления Saia® с Micro-Browser. Ее можно использовать как ведущее устройство в распределенных автоматизированных системах управления (рис. 7). Модули Smart RIO при такой организации выполняют функции удаленного ввода/вывода для панели. Панель управляет прикладными программами и работает как головное устройство автоматизированной системы. При этом она же выполняет задачи визуализации. Имеются программируемые панели с диагональю экрана 5,7", 10,4" и 12,1".

Ris.7.png

Рис. 7. Программируемая панель 
с Micro-Browser в качестве управляющего устройства системы автоматизации 
исполняет прикладную программу и реализует визуализацию


Изменение IP-адреса без использования инструментов программирования

Прикладная программа создается специалистом на рабочем месте в офисе. Однако реальные IP-адреса становятся известны лишь в процессе ввода системы в эксплуатацию, и иногда они со временем по разным причинам изменяются. Для настройки IP-адресов больше не требуется программирование.

Модули Smart RIO доступны в двух версиях (табл. 1). Эти версии различаются по своим коммуникационным возможностям и объему памяти. Обе модификации можно использовать как с загрузкой, так и без загрузки программы в модуль. Обратите внимание: для сбора данных никакая специальная управляющая программа не требуется. В этом случае для работы в сети достаточно настроить модуль средствами конфигуратора.

Таблица 1. Технические характеристики модулей PCD3.T665 и PCD3.T666

Tab.png

Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 6(48)_2013

Урс Ягги (Urs Jäggi),
SBC Rus, г. Москва,
тел.: (495) 744-0910,
e‑mail: info@saia-burgess.ru,
www.saia-burgess.ru