Министерство Российской Федерации по атомной энергии

Вид материала

Документы

Содержание Структура контроллеров ТПТС51 Состав функциональных модулей ТПТС51 и их особенности Основные функциональные модули

Подобный материал:

• Методические указания му-идк1-98 Издание официальное Министерство Российской Федерации, 1129.55kb.
• Методические указания му-кро- 98 Издание официальное Министерство Российской Федерации, 817.63kb.
• Государственная программа Российской Федерации «Доступная среда» на 2011 2015 годы, 1560.95kb.
• Слуги по выдаче разрешений на право ведения работ в области использования атомной энергии, 962.88kb.
• Название документа постановление правительства РФ от 15. 12. 2000 n 973, 395.31kb.
• План семинара: Основные направления использования атомной энергии: в мирных целях, 47.3kb.
• Устав Международного агентства по атомной энергии, 652.86kb.
• Постановлений Правительства Российской Федерации от 16 мая 2005 г. №303 "О разграничении, 528.36kb.
• Российской Федерации Министерство образования и науки Российской Федерации Государственный, 343.55kb.
• Российской Федерации Федеральное агентство по образованию обнинский государственный, 130.31kb.

Структура контроллеров ТПТС51

Важнейшим элементом систем автоматического управления в АСУТП являются контроллеры - программируемые устройства, обладающие средствами ввода и вывода аналоговых и дискретных сигналов, посредством которых они могут быть подключены к объекту управления.

Контроллер с “классической” структурой (рис. 1,а) содержит микропроцессорное устройство, связанное по контроллерной шине с устройствами связи с объектом, преобразующими реальные сигналы в цифровую форму. Вся логика обработки сигналов и управления объектов реализуется микропроцессором-диспетчером. Очевидно, что с возрастанием сложности объекта увеличиваются требования к быстродействию микропроцессора и контроллерной шины, что, в свою очередь ведет к удорожанию технических средств и повышению потребляемой мощности. Кроме того, увеличивается объем программного обеспечения микропроцессора, что ухудшает его структурированность, затрудняет сопровождение и усложняет методики подтверждения правильности.

Для повышения скорости обработки иногда увеличивают число микропроцессоров (Рис. 1,б), разделяя между ними функции обработки и управления. При этом, нагрузка на контроллерную шину повышается еще больше и, кроме того, возникает проблема обеспечения синхронизации процессоров.

Новая производственная технология “монтаж на поверхность”, используемая в ТПТС51, позволила реализовать принципиально новую структуру контроллеров, свободную от указанных недостатков (Рис. 1,в).

Основные функции обработки и управления вынесены здесь в микропроцессоры, установленные в модули УСО. В то же время, эти модули обладают свойством, как принимать, так и выдавать аналоговые и дискретные сигналы. Фактически, каждый функциональный модуль, размещенный на платах Евростандарта двойной величины, представляет самостоятельный контроллер, обладающий способностью принимать и обрабатывать любые сигналы, выдавать как аналоговые, так и дискретные воздействия, и осуществлять автоматическое управление технологическим процессом. Кроме того, сохраняется возможность связи между функциональными модулями через контроллерную шину, но объем информации, передаваемой через эту шину резко сокращается.

Как и в контроллерах “классической” структуры в ТПТС51 обеспечивается поддержка системных шин для связи с другими контроллерами, оператором и системными шлюзами. В ТПТС51 существует три вида системных шин:

• “ближняя” шина - для организации связи до 9 абонентов на расстоянии до 20 м со скоростью 325 Кбит/с;
  
• “дальняя” шина для организации связи до 99 абонентов на расстоянии до 4000 м со скоростью 250 Кбит/с;
  
• SINEC L2 - шина, поддерживающая стандарт RS485 для обмена информацией со скоростью 1,5 Мбит/с.
  

• На центральный процессор-диспетчер возлагаются функции:
  

• управления контроллерной шиной;
  
• обеспечения связи контроллера с “внешним миром” через системные шины;
  
• системной диагностики;
  
• управления резервированием.
  

Таким образом, ТПТС51 представляет собой многопроцессорную систему с децентрализованным управлением. Такое построение обеспечивает существенные преимущества перед традиционными контроллерами:

1. Увеличение числа контролируемых параметров не приводит к снижению производительности контроллера, так как одновременно с увеличением количества сигналов возрастает количество микропроцессоров и, следовательно, полная вычислительная мощность системы.
   
2. Отпадает необходимость в применении мощных микропроцессоров, рассеивающих значительную электрическую мощность. Это позволяет отказаться от принудительной вентиляции даже при полностью заполненной контроллерной стойке.
   
3. Снижаются требования по пропускной способности контроллерной шины, так как в основном вся обработка информации и реализация алгоритмов управления локализованы в функциональных модулях, что дает возможность упростить шину, сделать ее резервируемой, а также снизить рассеиваемую мощность.
   
4. Увеличивается “живучесть” контроллера. Каждый модуль способен работать самостоятельно и реализовать заложенные алгоритмы обработки и управления при выходе из строя контроллерной шины и центрального процессора-диспетчера.
   
5. Конкретный алгоритм функционирования модуля задается и модифицируется независимо от других модулей. Это упрощает процедуры отладки системы и подтверждения правильности функционирования модулей. Кроме того, упрощается процедура модификации.
   
6. Наличие микропроцессора в каждом функциональном модуле обеспечивает возможность введения процедур глубокой диагностики не только для собственно модулей, но и для внешних цепей.
   

Состав функциональных модулей ТПТС51 и их особенности

Состав основных функциональных модулей ТПТС51 приведен в таблице. Большие функциональные возможности, заложенные в модулях и их высокая степень интеграции позволили:

• минимизировать количество типов модулей (всего 12);
  
• унифицировать конструкцию модулей и обеспечить реализацию модулей разных типов одной электронной платой (1722, 1723, 1724, 1725; 1411, 1412). При этом функциональное содержание отдельных модулей обеспечивается соответствующим кодированием ПЗУ.
  

ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МОДУЛИ

ОБОЗНАЧЕНИЕ	НАЗНАЧЕНИЕ	ХАРАКТЕРИСТИКИ
ТПТС51.1731	Прием и обработка сигналов с термопар и термосопротивлений	4 аналоговых входа (термопары, термосопротивления), 4 аналоговых выхода 0(4) -20 мА, 0(2) - 10В, 8 дискретных выходов (24В, 100мА)
ТПТС51.1703	Расширение для модуля 1731	Увеличивает число принимаемых модулем ТПТС51.1731 сигналов на 14 при одном и на 28 при двух подключенных модулях
ТПТС51.1722	Прием и обработка аналоговых сигналов	14 аналоговых входов, 14 аналоговых выходов, 14 дискретных выходов 24В, 120 мА
ТПТС51.1411	S-регулятор	2 независимых канала ступенчатого автоматического управления электродвигателем. 7 аналоговых входов, 5 аналоговых выходов, 28 дискретных входов, 10 дискретных выходов. Закон регулирования (пропорциональный, пропорционально-интегральный) задается потребителем
ТПТС51.1412	К-регулятор	2 независимых канала управления регулирующими клапанами. 8 аналоговых входов, 7 аналоговых выходов, 20 дискретных входов, 12 дискретных выходов. Закон регулирования (пропорциональный, пропорционально-интегральный, пропорционально-интегро-дифференциальный) задается.
ТПТС51.1717	Индивидуальное управление	Управление электродвигателями (до 4 шт.), задвижками (до 3 шт.), клапанами (до 5 шт.). 35 дискретных входов, 19 дискретных выходов
ТПТС51.1723	Обработка двоичных сигналов	28 дискретных входов, 28 дискретных выходов (могут быть преобразованы в дискретные входы)
ТПТС51.1724	Подгрупповое управление	Управление подгруппой функциональных модулей. 28 дискретных входов, 28 дискретных выходов (могут быть преобразованы в дискретные входы)
ТПТС51.1725	Подгрупповое управление	Управление группой функциональных модулей. 28 дискретных входов, 28 дискретных выходов (могут быть преобразованы в дискретные входы)

Вышеприведенные характеристики особенно важны при эксплуатации так как, позволяют сократить номенклатуру и объем ЗИП и упростить обслуживание.

Функциональная “мощность” модулей ТПТС51 иллюстрируется примером применения модуля ТПТС51.1717 (рис.2), обеспечивающего следующие функции управления:

• автоматическое управление одновременно тремя задвижками;
  
• ручное дистанционное управление указанной арматуры посредством ключей;
  
• самодиагностику, диагностику линий связи и контролируемого технологического оборудования;
  
• индикацию состояния оборудования на транспарантах щита управления;
  
• автоматизированное управление арматурой с рабочей станции оператора с отображением информации о состоянии оборудования на экране.
  

Этот модуль разработан специально для управления исполнительными устройствами (задвижками, электроклапанами и т.п.) и наиболее распространен в АСУТП на ТПТС51.