Контроллеры КРОСС-500
Основное назначение контроллера КРОСС-500 - построение высокоэффективных (недорогих и надежных) систем автоматизации различных технологических объектов.
Контроллер обеспечивает оптимальное соотношение производительность/стоимость одного управляющего или информационного канала, однородность аппаратуры автоматики на предприятии, уменьшает затраты на ЗИП, обучение персонала и т.п.
Основные области применения контроллера КРОСС-500 - системы автоматизации технологических объектов широкого класса (простых и сложных, медленных и быстрых, сосредоточенных и распределенных в пространстве) в различных отраслях с непрерывными и дискретными технологическими процессами (энергетические, химические, нефте- и газодобывающие, машиностроительные, сельскохозяйственные, пищевые производства, производство стройматериалов, предприятия коммунального хозяйства т.п.).
Контроллер ориентирован на построение недорогих систем различной алгоритмической и информационной сложности:
•макро-система (до 3840 каналов)
- • миди-система (64-128 каналов)
- • мини-система (16-64 каналов)
- • система малой, локальной автоматики (бесконтактная релейная логика)
Выполняемые функции
Контроллер предназначен для решения следующих типовых задач автоматизации:
• сбор информации с датчиков различных типов и ее первичная обработка (фильтрация сигналов, линеаризация характеристик датчиков, "офизичивание" сигналов и т.п.)
- • выдача управляющих воздействий на исполнительные органы различных типов
- • контроль технологических параметров по граничным значениям и аварийная защита технологического оборудования
- • регулирование прямых и косвенных параметров по различным законам
- • логическое, программно-логическое управление технологическими агрегатами, автоматический пуск и останов технологического оборудования
- • математическая обработка информации по различным алгоритмам
- • регистрация и архивация технологических параметров
- • технический учет материальных и энергетических потоков (электроэнергия, тепло) различными участками производства
- • обмен данными с другими контроллерами в рамках контроллерной управляющей сети реального времени
- • обслуживание станций технолога-оператора, прием и исполнение их команд, аварийная, предупредительная и рабочая сигнализация, индикация значений прямых и косвенных параметров, выдача значений параметров и различных сообщений на пульт технолога-оператора и рабочих станций верхнего уровня
- • обслуживание технического персонала при наладке, программировании, ремонте, проверке технического состояния контроллера
- • самоконтроль и диагностика всех устройств контроллера в непрерывном и периодическом режимах, вывод информации о техническом состоянии контроллера обслуживающему персоналу
Отличительные особенности
• интеллектуальная система ввода-вывода
- • функционально-децентрализованная архитектура
- • высокие динамические качества
- • проектно-компонуемый состав и масштабирование с точностью до одного канала
- • высокие базовые уровни надежности и живучести
- • возможности резервирования
- • настройка и контроль модулей, осуществляемые как дистанционно, так и автономно
- • наличие интерфейса с пультом технолога-оператора. Наличие средств связи контроллера с верхним уровнем
- • возможности программирования технологической программы пользователя (ТПП)
- • применение стандартных средств, обеспечивающих системную и программную совместимость контроллеров как с контроллерами ТРАССА-500, P-130ISa, так и с изделиями других фирм
- •особенности конструкции, обеспечивающие гибкие возможности по географическому расположению устройств контроллера в любом конструктиве
Технические решения, обеспечивающие высокую надежность, живучесть и высокую производительность промышленных контролллеров КРОСС-500
• резкое снижение числа контактов (последовательные шины)
- • непрерывная самодиагностика модулей, тотальный контроль содержимого памяти модулей и передаваемых по шинам данных
- • возможность избирательного резервирования наиболее ответственных узлов (процессоры, последовательные шины, модули, блоки питания или контроллеры в целом) с целью оптимизации соотношения "надежность/стоимость"
- • реализация функций ручного местного управления исполнительными устройствами при отказе процессора через входы и выходы высоконадежных интеллектуальных модулей ввода-вывода
- • дублирование особо ответственных функций программы управления процессора (защита, регулирование и т.п.) на микроконтроллерах
- • автоматическая установка объекта в безопасное состояние интеллектуальными модулями ввода-вывода и микроконтроллерами при отказе процессора
- • возможность "горячей" замены модулей
- • защита выходов модулей от коротких замыканий
- • специальная организация вычислительного процесса, обеспечивающая минимальное время рестарта (перезапуска) для безударности (восстановления выходов) при его переключениях (5-10 мс для контроллера, 30-50 мкс для микроконтроллеров)
- •параллельное выполнение функций ввода-вывода по нескольким шинам и функций обработки данных процессором
- • выполнение функций на микроконтроллерах, требующих меньшего, чем у процессора, времени цикла
Состав и архитектура контроллера. Резервирование КРОСС-500
Контроллер КРОСС-500 является проектно-компонуемым изделием, состав которого определеяет пользователь в зависимости от решаемых задач.
Контроллер в общем случае компонуется из блоков, модулей и других устройств из нижеследующего состава:
- блок центрального процессора БЦП
- модули ввода-вывода МВВ
- микроконтроллер МК1
- терминальные блоки ТБ и соединения гибкие СГ
- блоки и модули питания
- пульт настройки РN1
- блок переключения БПР-10
Контроллеры не имеют базового состава и могут функционировать в рамках как процессорной, так и микроконтроллерной архитектуры (рис. 1, 2). Различные варианты резервирования аппаратных средств, наличие нескольких видов сетевых каналов дают возможность реализовать различные конфигурации контроллеров.
Применение резервирования повышает надежность систем автоматизации на базе контроллеров. В контроллере КРОСС-500 предусмотрено резервирование БЦП (рис. 3), контроллеров (рис. 4), аппаратуры ввода-вывода (рис. 5), полевых сетей.
Резервирование может быть реализовано либо встроенными системными средствами контроллера, либо проектными средствами.
Встроенные программно-аппаратные средства контроллера не требуют дополнительных мероприятий при подготовек контроллера к работе, кроме реализации схемы подключения. Проектные средства требуют управления процедурами резервирования со стороны технологической программы пользователя.
Резервирование контроллеров и БЦП поддерживается системными средствами. Все остальные виды резервирования осуществляются проектным путем. Переключение на резерв осуществляет ТПП по признакам отказа соответствующего оборудования, формируемым в базе данных ТПП.
При резервировании модулей ввода для повышения общей надежности их целесообразно подключать к различным линиям связи. При резервировании модулей вывода для повышения общей надежности их целесообразно подключать к различным шинам МВВ. Особенностью резервирования модулей вывода дискретных сигналов является возможность их дублирования.
Рекомендации по резервированию
В зависимости от особенностей применения контроллеров можно рекомендовать по критерию "оптимальное соотношение надежность-стоимость" следующие способы резервирования:
• резервирование БЦП для информационных контроллеров с большим числом модулей ввода
- • резервирование контроллеров для управляющих контроллеров, выполняющих функции защиты, блокировок, регулирования
- • резервирование БЦП, резервирование подсистем или отдельных модулей ввода-вывода, участвующих в управлении для информационно-управляющих контроллеров