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.

Контроллер CILK PAC

Программируемый контроллер, разработанный и произведенный уфимской компанией ООО «НГП Информ», обладает функциональностью, идеально подходящей для суровых условий эксплуатации. Малое внутреннее тепловыделение позволяет применять ПЛК в широком диапазоне температур, не опасаясь образования конденсата; встроенный радиоканал дает возможность наладить связь в труднодоступных местах между территориально распределенными объектами и пр. При этом модульная архитектура контроллера избавляет от необходимости переплачивать за неиспользуемые функции. В статье подробно описаны все особенности данного решения.

ООО «НГП Информ», г. Уфа

NGP_Inform.png

На страницах журнала появляется достаточно много различной информации о контроллерах, выпускаемых самыми разными производителями. Некоторые из ПЛК высокотехнологичны и соответственно дороги. Другие – в бюджетном исполнении. Но большинство из них объединяет одна черта: страна разработки и производства – не Россия. Однако с недавних пор в стройные ряды иностранных создателей контроллеров стали вливаться отечественные производители. В их числе – «НГП Информ» из г. Уфы.

Название группы компаний «НГП Информ» расшифровывается как «Нефть. Газ. Промышленность. Информационные технологии». Предприятие работает в сфере автоматизации промышленного производства и включает в себя три компании, в комплексе занимающиеся разработкой средств автоматизации, интеграцией и дистрибуцией.

Сегодня ООО «НГП Информ» является одним из центров высоких технологий и инноваций в сфере автоматизации промышленных предприятий. Среди его клиентов – крупнейшие предприятия нефтегазового сектора, электроэнергетики, коммунального хозяйства и строительства в России и ближнем зарубежье.

Одна из интересных разработок компании, с которой мы хотим познакомить вас сегодня, – программируемый контроллер CILK PAC*.

Это устройство предназначено для построения систем телемеханики и автоматизированных систем управления, которые способны функционировать в экстремальных условиях эксплуатации. Модульная схема контроллера позволяет потребителю реализовать при решении конкретной задачи весь заложенный в устройстве потенциал, не переплачивая за неиспользуемые функции.

Однако в целом CILK PAC обладает широкими возможностями: функциональность удаленных терминальных устройств сочетается в нем с производительностью промышленных компьютеров. С последней характеристики мы и начнем обзор особенностей контроллера CILK PAC.


Высокая производительность

CILK PAC оснащен мощным процессором и сопроцессорами, используемыми для обработки сигналов ввода/вывода. Большой объем памяти позволяет размещать сложные программы, накапливать огромный объем информации и передавать ее в периоды сеансов связи, освобождая коммуникационный канал в остальное время.

Вычислительная мощность CILK PAC значительно выше, чем у традиционных устройств телемеханики, что позволяет применять контроллеры в задачах, требующих обработки сложных алгоритмов в масштабе реального времени, быстрого сбора данных и работы с сетевыми протоколами. В качестве операционной системы используется Linux.


Расширенный диапазон температур

Контроллеры CILK PAC, а также поставляемые к ним коммуникационные модули и модули ввода/вывода рассчитаны на стабильную работу в диапазоне температур от –40 до +60 °C и при относительной влажности до 95 %. Широкий диапазон рабочих температур и малое внутреннее тепловыделение позволяют применять эти устройства как в экстремальных полевых условиях Крайнего Севера, так и в жарком климате или горячих цехах. Безотказность работы CILK PAC и гарантированная изготовителем точность измерений сохраняются во всем диапазоне температур эксплуатации. Наработка контроллера на отказ – 70 000 часов. Срок службы – 12 лет.


Коммуникационные возможности

Коммуникационные возможности позволяют использовать CILK PAC в системах телемеханики на удаленных объектах в труднодоступных районах.

Контроллер имеет три последовательных порта RS‑232 / RS‑485, рассчитанных на скорость от 300 до 115 200 бит/с. Модемные модули контроллеров позволяют установить качественную и надежную связь по радиоканалу, обеспечивая режим работы и необходимые задержки для подключаемых радиостанций практически любого типа. Возможно построение систем на CILK PAC с использованием спутниковой и сотовой связи GSM и GPRS. Контроллеры могут быть подключены к сети Ethernet.

Контроллер оборудован двумя USB-портами: интерфейсом USB Host для подключения внешних накопителей и интерфейсом USB Device для эмулирования интерфейса RS‑232 / RS‑485.


Широкий диапазон обрабатываемых сигналов

CILK PAC и дополнительные модули ввода/вывода позволяют обрабатывать дискретные сигналы постоянного и переменного тока в широком диапазоне значений, аналоговые сигналы промышленного диапазона 0…20 мА, передающиеся по счетным входам сигналы с частотой до 2,5 кГц, сигналы термопар и термосопротивлений различных видов.

Дискретные входы обладают встроенной защитой от перенапряжения с автоматическим восстановлением рабочего состояния при возвращении напряжения в норму. В свою очередь, аналоговые входы также оборудованы защитой от превышения максимально допустимого тока (22 мА) с автоматическим восстановлением рабочего состояния.

Для обеспечения безопасности входные и выходные цепи оборудованы гальванической развязкой, имеют групповую или индивидуальную развязку от логической части и от цепей питания.


Масштабируемость

CILK PAC имеет встроенные каналы ввода/вывода, что позволяет при решении отдельных задач не использовать дополнительных модулей или уменьшить их количество – это выгодно отражается на общей стоимости системы. Встроенные каналы подбираются на этапе заказа контроллера и позволяют оснастить процессорный модуль следующими входами/выходами:
- до 24 дискретных входов;
- до 16 аналоговых входов;
- до 16 дискретных выходов;
- до 16 аналоговых выходов.

Благодаря соединителю HBUS обеспечивается быстрая установка или замена модулей расширения без разъединения группы устройств (рис. 1).

Ris.1.png

Рис. 1. Контроллер CILK PAC на DIN-рейке: благодаря соединителю HBUS модуль расширения устанавливается быстро и легко

Модули расширения, в свою очередь, имеют универсальную архитектуру, позволяющую компоновать каждый модуль разными каналами ввода/вывода. 

К одному контроллеру CILK PAC (с учетом внутренних плат расширения и внешних модулей) можно подключить:
- 1024 дискретных входа;
- 1024 дискретных выхода;
- 1024 аналоговых входа;
- 1024 аналоговых выхода.

Размер адресного пространства пользователя с доступом по протоколам передачи данных составляет 125 килоадресов.

Поверка каждого модуля ввода/вывода производится отдельно, что позволяет заменять или доукомплектовывать контроллер сигналами без повторной поверки контроллера.


Удаленный доступ и программирование

Диагностику, программирование и отладку CILK PAC можно проводить в режиме удаленного доступа по интерфейсам RS‑232, RS‑485, Ethernet или по радиосети, что позволяет размещать контроллеры на необслуживаемых объектах, где не требуется присутствия квалифицированного специалиста, благодаря чему удается сократить издержки на эксплуатацию систем телемеханики.


Широкий набор инструментов для программирования

CILK PAC поддерживает широкий спектр средств программирования. Возможность выбрать систему программирования способствует легкому освоению контроллера, более полному использованию его возможностей и, как следствие, быстрейшему внедрению системы автоматизации.

В список программного обеспечения входят:
- Beremiz – бесплатная среда разработки программ пользователя на языках программирования стандарта МЭК 61131-3 (рис. 2);
- средства разработки на языках C/C++.

Ris_2.png

Рис. 2. Среда разработки Beremiz: рабочее окно

В базовой комплектации контроллер снабжен множеством базовых и специализированных функциональных блоков. Среда разработки доработана и адаптирована для удобства разработки программ.


Программирование собственных протоколов

С помощью средств языка С/C++ можно программировать собственные протоколы передачи данных. Эта особенность позволяет подключать самые разнообразные периферийные устройства с нестандартными интерфейсами: всевозможные счетчики, регистраторы и другие интеллектуальные приборы от различных производителей.


Применение промышленных протоколов

Используются наиболее распространенные промышленные протоколы передачи данных: Modbus TCP, Modbus RTU/ASCII, Modbus RTU с расширением ELAM, RTMVar. Новый промышленный протокол DNP‑3 обеспечивает легкую и быструю интеграцию контроллеров CILK PAC с современными автоматизированными системами, включающими в себя большое количество оборудования различных производителей. В протоколе реализовано множество новых функциональных возможностей: передача незапрашиваемых сообщений, присвоение приоритета данным, легкость конфигурирования без использования пакетов программирования и др.

Дополнительно CILK PAC поддерживает протоколы IEC 60870-5-101, -103, -104) и IEC 61850-3, которые позволяют использовать контроллер в энергетике.


Радиосвязь

В CILK PAC встроены модули радиосвязи, работающие на нелицензируемых частотах 433, 446 и 868 МГц. Данное решение позволяет без провода собрать в единую сеть КИП и другие объекты на площадке. Дальность связи зависит от рельефа местности, радиообстановки, характеристик применяемых антенн и прочих факторов и может варьироваться от нескольких десятков метров до восьми километров в условиях прямой видимости.

Также в CILK PAC имеется модуль радиомодема, к которому можно подключать переносные и мобильные радиостанции различных производителей, работающие в диапазонах VHF/UHF.

Применяемые методы модуляции FFSK, GMSK, 4FSK позволяют изменять качество и скорость передачи по радиоканалу от 2400 до 9600 бит/c.


Функции ретранслятора

Контроллер CILK PAC способен функционировать в режиме приема и передачи, а также в режиме ретранслятора, работающего на прием и передачу данных одновременно и без временных задержек. Это позволяет эффективно использовать контроллер на территориально распределенных и протяженных объектах: на предприятиях нефтепромысла, трубопроводах, железнодорожных и автомобильных магистралях, линиях электропередачи и пр.


Низкое энергопотребление

Максимальная потребляемая мощность контроллера, укомплектованного всеми платами расширения, не превышает 15 Вт. Вследствие малого энергопотребления и тепловыделения CILK PAC не требует внешнего охлаждения и наличия конвекционных зазоров.


Сохранение данных при сбоях питания и отсутствии связи

Энергонезависимая флеш-память позволяет в течение долгого периода времени накапливать данные и обеспечивает возможность снять накопленную информацию при недоступности объекта автоматизации сразу после сбоя питания или при отсутствии связи (например, в силу удаленности или погодных условий).


Сторожевой таймер

Аппаратный сторожевой таймер производит перезапуск CILK PAC в случае зависания программы. Эта функция особенно полезна при эксплуатации контроллеров на необслуживаемых объектах.

Контроллер CILK PAC – надежное решение, обладающее функциональностью, идеально подходящей к нашим условиям эксплуатации, при этом его стоимость гораздо ниже, чем у аналогичной зарубежной продукции. Более подробную информацию об этом решении и способах его заказа можно узнать, обратившись в компанию-производитель.

Tab.png

_________________________________
* От Programmable Automation Controller – программируемый контроллер для автоматизации (англ.).

Статья опубликована в журнале «ИСУП», № 3(63)_2016

ООО «НГП Информ», г. Уфа,
тел.: +7 (347) 275-1834,
e-mail: info@ngpinform.ru,
www.ngpinform.ru