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.

Высоконадежная микропроцессорная система автоматизации на базе контроллеров DCS‑2000 производства ЗАО «ЭМИКОН»

Контроллеры ЗАО «ЭМИКОН» семейства DCS‑2000 позволяют создавать высоконадежные системы автоматизации без использования импортных изделий.

ЗАО «ЭМИКОН», г. Москва

emikon_site.gif

В современных условиях актуальной задачей является создание надежных, высокопроизводительных систем автоматизации на базе отечественных программируемых контроллеров.

Предлагаемая компанией ЗАО «ЭМИКОН» архитектура систем автоматизации (СА) включает три уровня:
- верхний – автоматизированные рабочие места операторов (АРМ);
- средний – резервированный центральный контроллер (КЦ) и устройства связи с объектом (УСО);
- нижний – датчики и исполнительные механизмы (в том числе интеллектуальные).

Главным устройством в системе является центральный контроллер, выполненный по схеме с «горячим» резервированием. Он построен на базе модулей семейства DCS‑2000 серии М3.

В состав КЦ входят:
- модули центрального процессорного устройства CPU‑44А (табл. 1); 
- модуль двухпортовой памяти DPM‑41A;
- сетевые модули С‑44А (табл. 2), предназначенные для опроса модулей ввода/вывода;
- сетевые модули С‑41А, обеспечивающие связь контроллера с АРМ по двум каналам Ethernet ModBus TCP;
- сетевые модули С‑42А, обеспечивающие обмен информацией со смежными системами автоматики по протоколу ModBus RTU (4 канала).

Таблица 1. Технические характеристики модуля CPU‑44А

Tab.1.png



Таблица 2. Технические характеристики модуля С‑44А

Tab.2.png

Все модули центрального контроллера расположены в одном каркасе, запитанном от двух источников питания +24 В. Модуль CPU‑44A имеет две информационные шины. По одной из них он взаимодействует с сетевыми модулями, по другой – с модулем двухпортовой памяти, с помощью которого производится выравнивание памяти между основным и резервным модулями CPU‑44А.

Обмен данными между процессорным и сетевыми модулями (С‑41А, С‑42А и С‑44А) также происходит через встроенное в сетевые модули двухпортовое ОЗУ.

Работа сетевых модулей производится по карте заявок, которая загружается в них из модуля CPU‑44А. Формирование карты выполняется с помощью программы-конфигуратора.

Конфигуратор модуля С‑44А обеспечивает формирование:
- карт конфигурации системы;
- карт заявок на опрос данных из модулей ввода/вывода;
- массива входных данных;
- массива диагностики состояния модулей ввода/вывода;
- массива состояния информационной сети.

Модули УСО, представленные модулями семейства DCS‑2000 серии М2, характеризуются тем, что все они выполнены на базе микропроцессоров. Каждый модуль содержит по два асинхронных интерфейсных канала RS‑485, предназначенных для обмена информацией с центральным контроллером. Обмен данными осуществляется по протоколу EmiBus. Данный протокол использует архитектуру «Master – Slave», 9‑битовый формат данных, скорость передачи 921,6 Кбит/с. Среднее время опроса одного модуля УСО составляет около 100 мкс. Опрос модулей осуществляется по одному из двух информационных каналов.

Модули ввода/вывода в шкафу УСО объединены посредством интерфейса RS‑485 (медный экранированный кабель). Для дальнейшего подключения шкафов УСО используются медиаконверторы «RS‑485/оптика» MC‑01A (основной и резервный), имеющие входные и выходные пары оптических разъемов, разъем для подключения интерфейса RS‑485 и двух источников питания +24 В (табл. 3).

Таблица 3. Технические характеристики модуля МC‑01А

Tab.3.png

ЗАО «ЭМИКОН» предлагает использовать архитектуру системы автоматизации на базе модулей DCS‑2000 с топологией сети контроллеров «резервированная шина» (рис. 1) или «резервированное самовосстанавливающееся кольцо». Сеть контроллеров, построенная по топологии «самовосстанавливающееся кольцо», показана на примере системы автоматизации пожаротушения (рис. 2). При потере связи с одним из каналов модуля ввода/вывода, автоматически происходит переход на другой канал. Если и в этом случае связь не восстанавливается (при использовании топологии «самовосстанавливающееся кольцо»), то опрос модуля будет автоматически производиться по второму полукольцу. При этом для обеспечения помехозащищенности все информационные каналы между шкафами выполняются из оптоволокна (одно- или многомодового кабеля). Таким образом, реализуется высоконадежная связь центрального контроллера с каждым модулем ввода/вывода. При этом допускается «горячая замена» модулей.

Ris.1.png

Рис. 1. Структурная схема микропроцессорной системы автоматизации 
на базе контроллеров семейства DCS‑2000 с топологией «резервированная шина»


Рис. 2. Структурная схема системы автоматизации пожаротушения 
с топологией «самовосстанавливающееся кольцо»

Из всего сказанного можно заключить, что контроллеры семейства DCS‑2000 разработки и производства ЗАО «ЭМИКОН» позволяют без использования импортных изделий создавать высоконадежные системы автоматизации, не уступающие по техническим и эксплуатационным характеристикам зарубежным аналогам.

Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 6(54)_2014

А. А. Алексеев, к. т. н., генеральный директор,
З. М. Варшавский, начальник научно-исследовательского отдела,
ЗАО «ЭМИКОН», г. Москва,
тел.: (499) 707-1645,
e‑mail: emicon@dol.ru,
www.emicon.ru