Программно-технический комплекс Квинт

Программно-технический комплекс Квинт состоит из четырех подсистем:

- контроллеры (Ремиконты);

- рабочие станции ИВК;

- сети;

- средства САПР.

Ремиконты выполняют функции сбора и предварительной обработки информации, автоматического регулирования, логического шагового управления, технологических защит, регистрации событий, управления исполнительными устройствами

Рабочие станции занимаются представлением информации, ее архивированием, анализом. Они также выполняют статистические и оптимизирующие расчеты и ведут мониторинг состояния всех программно-технических средств Квинта, работающих в АСУ ТП.

Сети организуют информационную связь между подсистемами Квинта, а также между Квинтом и службами предприятия (плановый, расчетный отделы и т.п.)

Средства САПР предоставляет пользователю набор мощных инструментальных средств для проектирования АСУ ТП.

2.6.3. Архитектура

Квинт имеет два варианта архитектуры - двухуровневую и одноуровневую.

Двухуровневый вариант обычно используется в крупных системах, на нижнем уровне находятся контроллеры - многофункциональные и защитные Ремиконты. На верхнем уровне размещаются рабочие станции информационно-вычислительного комплекса (ИВК). Все технические средства Квинта образуют единое информационное пространство, которое поддерживается сетью Ethernet и/или FastEthernet.

Рис. 2.29

Одноуровневый вариант обычно используется в небольших системах. В нем контроллеры напрямую подключаются к сети Ethernet. В этом случае используется бесшлюзовый вариант Ремиконта.

В Квинт могут интегрируются любые технические средства других фирм, поддерживающие технологию OPC.

2.6.4. Контроллеры

Ремиконты - это микропроцессорные контроллеры, входящие в состав Квинта. Как многоканальный (Р-310), так и малоканальный (Р-330) Ремиконты состоят из базового комплекта (процессор класса 386/486) и модулей УСО (аналоговые, дискретные и импульсные входы-выходы различной номенклатуры).

Ремиконты Р-310 выполнены в блочном каркасе 19" и имеют два конструктивных исполнения: полное и половинное. В полном варианте в одном каркасе размещается один контроллер, содержащий до 16 модулей УСО. В половинном варианте один каркас содержит два контроллера, в каждый из которых можно установить до 5 модулей УСО.

Ремиконты Р-330 выполнены в блочном каркасе 10". УСО этого контроллера могут находиться в центральном блоке вместе с процессором, либо устанавливаться в блоках расширения, размещаемых на значительном удалении от центрального блока (полевые УСО).

Ремиконты Р-310 и Р-330 имеют однотипную библиотеку, насчитывающую более 100 алгоритмов и 500 функций для решения всех задач сбора, предварительной обработки информации, автоматического регулирования, логико-программного управления, расчетов и управления всеми типами исполнительных устройств (регулирующими и дискретными клапанами, задвижками, двигателями и т.д.).

Во всех контроллерах допускается горячая замена модулей УСО без отключения питания.

Для ввода-вывода информации в контроллерах Квинта используются модули связи с объектом (УСО). В многоканальном Ремиконте Р-310 размер всех модулей УСО 220х233 мм, в малоканальном полевом Ремиконте Р-330 - 100х160 мм.

Модули аналогового ввода (АЦП) программно настраиваются на вид датчика и диапазон измерения. Модули аналогового вывода программно настраиваются на диапазон выходного сигнала.

Любой тип модуля УСО может устанавливаться на любое свободное место в каркасе. Ограничения на сочетание модулей отсутствуют.

В один каркас Ремиконта Р-310 может устанавливаться до 16 модулей УСО, в один центральный каркас и каркас расширения Ремиконта Р-330 - соответственно 7 и 8 модулей УСО.

Отличительная особенность УСО - высокая помехозащищенность при работе на длинные линии связи.

Допускается горячая замена любого модуля УСО без отключения питания.

Таблица 2.2

Тип модуля	Параметры
Ремиконт Р-310	Ремиконт Р-330
Аналоговый ввод	16 каналов в одном модуле. Сигналы 0-5, 0-20, 4-20 мА, термопары, термосопротивления разных градуировок. Индивидуальная программная настройка каждого канала на вид датчика и диапазон сигналов (температур). Линеаризация характеристик датчиков в каждом канале. Индивидуальная гальваническая развязка каждого канала друг от друга (500 В) и от цифровых элементов (1500 В)	8 каналов в одном модуле. Сигналы 0-5, 0-20, 4-20 мА, термопары, термосопротивления разных градуировок. Индивидуальная программная настройка каждого канала на вид датчика и диапазон сигналов (температур). Линеаризация характеристик датчиков в каждом канале. Индивидуальная гальваническая развязка каждого канала друг от друга (500 В) и от цифровых элементов (1500 В)
Аналоговый вывод	16 каналов в одном модуле. Унифицированные сигналы 0-5, 0-20, 4-20 мА. Индивидуальное программирование каждого канала на диапазон сигналов. Индивидуальная гальваническая развязка каждого канала друг от друга (500 В) и от цифровых элементов (1500 В)	6 каналов в одном модуле. Унифицированные сигналы 0-5, 0-20, 4-20 мА. Индивидуальное программирование каждого канала на диапазон сигналов. Индивидуальная гальваническая развязка каждого канала друг от друга (500 В) и от цифровых элементов (1500 В)
Дискретный ввод 24 В	64 канала в одном модуле. Сигналы от датчиков 24. Групповая (по 16 каналов) гальваническая развязка между группами (500 В) и каждой группы от цифровых элементов (1500 В)	16 канала в одном модуле. Сигналы от сухих контактов 24 В. Групповая (по 16 каналов) гальваническая развязка между группами (500 В) и каждой группы от цифровых элементов (1500 В)
Дискретный вывод 24 В	64 канала в одном модуле. Нагрузка до 48 В/0,2 А. Защита от перегрузок. Групповая (по 16 каналов) гальваническая развязка между группами (500 В) и каждой группы от цифровых элементов (1500 В)	16 канала в одном модуле. Нагрузка до 48 В/0,2 А. Защита от перегрузок. Групповая (по 16 каналов) гальваническая развязка между группами (500 В) и каждой группы от цифровых элементов (1500 В)
Импульсный вывод 24 В	20+20 (больше-меньше) каналов в одном модуле. Нагрузка до 48 В/0,2 А. Защита от перегрузок. Попарная гальваническая развязка между каналами (500 В) и каждой пары от цифровых элементов (1500 В)	10+10 (больше-меньше) каналов в одном модуле. Нагрузка до 48 В/0,2 А. Защита от перегрузок. Попарная гальваническая развязка между каналами (500 В) и каждой пары от цифровых элементов (1500 В)
Дискретный ввод 220 В	16 каналов в одном блоке, совмещенном с клеммной колодкой. Сигналы от датчиков 220 В. Индивидуальная гальваническая развязка между каналами и каждого канала от цифровых элементов (1500 В)	16 каналов в одном блоке, совмещенном с клеммной колодкой. Сигналы от датчиков 220 В. Индивидуальная гальваническая развязка между каналами и каждого канала от цифровых элементов (1500 В)
Дискретный вывод 220 В	16 каналов в одном блоке, совмещенном с клеммной колодкой. Нагрузка до 220 В/2 А. Индивидуальная гальваническая развязка между каналами и каждого канала от цифровых элементов (1500 В)	16 каналов в одном блоке, совмещенном с клеммной колодкой. Нагрузка до 220 В/2 А. Индивидуальная гальваническая развязка между каналами и каждого канала от цифровых элементов (1500 В)
Импульсный ввод	32 канала в одном модуле. Сигналы от электрических счетчиков. Высокая помехозащищенность при работе на длинные линии. Формирование питания электронной схемы счетчиков.	16 каналов в одном модуле. Сигналы от электрических счетчиков. Высокая помехозащищенность при работе на длинные линии. Формирование питания электронной схемы счетчиков.

2.6.5. Рабочие станции

Рабочие станции оперативного управления работают в режиме "on-line". Они построены на базе персональных компьютеров и серверов и оснащены специализированным фирменным программным обеспечением, работающим под управлением операционной системы Windows XP Professional.

Каждая рабочая станция может быть специализированной или комбинированной. Специализированная станция решает какую-то одну конкретную задачу, комбинированные станции могут одновременно решать несколько задач.

В крупной системе число рабочих станций может составлять несколько десятков, при этом каждая рабочая станция - это отдельный компьютер. На одном объекте могут использоваться несколько рабочих станций одного вида (например, несколько операторских и архивных станций).

В системе среднего масштаба обычно используется 5-6 компьютеров, при этом часть из них имеет комбинированное назначение (например, на одном компьютере выполняются задачи инженерной, приборной станций и станции анализа).

В небольшой системе задействуются 1-2 компьютера, каждый из которых имеет комбинированной назначение.

Операторская станция предназначена для представления текущей информации, сигнализации и трендов оператору-технологу. Отличительная особенность операторской станции Квинта - тщательно продуманная система навигации по мнемосхемам и объектам, благодаря которой даже в сложной системе, состоящей из нескольких сотен мнемосхем и нескольких тысяч объектов, до нужной информации можно "добраться" за 1-2 сек.

Событийная станция представляет текущую последовательность событий оператору-технологу. Все события делятся на штатные (включение, выключение и т.д.), нештатные (выход за аварийный допуск, несанкционированная команда и т.д.) и аварийные (срабатывание защит). Событийная станция обычно устанавливается рядом с операторской, однако возможен вариант, когда операторские и событийные функции выполняются на одном компьютере.

Архивная станция хранит всю информацию о значениях сигналов и состоянии оборудования. Имеется кратковременный архив, размещенный в оперативной памяти сервера архива, и долговременный архив, размещаемый на жестком диске или CD-ROM. Отличительной особенностью архивной станции Квинта является то, что она может работать при большом потоке архивируемой информации. Это особенно важно в переходных режимах работы технологического оборудования (пуски, остановы, аварии и т.д.)

Станция анализа позволяет с помощью удобного человеко-машинного интерфейса анализировать архивную информацию - задавать отрезки времени для анализа, выбирать удобную форму представления и т.д. С помощью этой станции также подготавливаются и распечатываются протоколы и ведомости.

Инженерная станция - это инструмент наладчика. С помощью инженерной станции технологические программы загружаются в контроллеры, в них непосредственно в оперативном режиме изменяются параметры настройки, запускаются тесты и т.п.

Приборная станция позволяет вести непрерывный мониторинг исправности всех технических средств Квинта. При любых неисправностях на экран инженерной станции выводятся сообщения с указанием места, в котором зафиксирован отказ

Расчетная станция используется для проведения сложных расчетов - технико-экономических показателей, статистической обработки, оптимизации и т.п.

Станция единого времени обеспечивает единое время для всех технических средств Квинта, привязанное с высокой точностью к астрономическому времени через спутниковую систему GPS. Если привязки к астрономическому времени не требуется, единое время формируется одной из рабочих станций Квинта (например, сервером архива); в этом случае отдельная станция единого времени не требуется.

2.6.6. Сети

Сетевые средства Квинта обеспечивают единое информационное пространство для всех средств АСУ ТП. Главная информационная магистраль Квинта - это сеть Ethernet (для малых систем) FastEthernet (для средних систем) или GigaEthernet (для крупных систем).

В зависимости от размещения технических средств в Квинте используются следующие сетевые кабели:

- витая пара (длина одного сегмента до 100 м);

- оптоволокно (длина одного сегмента до 2 км).

Логическая организация сети - магистраль, физическая - звезда. Для построения сети используются стандартные концентраторы и коммутаторы известных фирм (Cisco, Intel и т.д.).

В крупных системах может использоваться несколько десятков концентраторов и коммутаторов, в системах среднего масштаба устанавливается один коммутатор и несколько концентраторов, для малой системы обычно достаточно одного концентратора.

Группа Ремиконтов, называемая системным модулем, объединяется контроллерной сетью, работающей на частоте от 64 кГц (расстояние до 1,2 км) до 2 МГц (расстояние до 100 м). Каждый системный модуль, в который может входить до 20 Ремиконтов, имеет автономную контроллерную сеть. Каждый системный модуль связывается с главной сетевой магистралью через базовый шлюз.

Все сетевые средства - коммутаторы, концентраторы, шлюзы, кабельные связи - могут дублироваться.

2.6.7. Система автоматизированного проектирования АСУ ТП

В состав Квинта входит мощная система автоматизированного проектирования АСУ ТП. Весь проект создается на сервере единой базы данных проекта. С сервером работают 4 специализированных программных пакета:

Администратор - система администрирования проекта. Задает общую логическую структуру проекта, и общие для всего проекта параметры, а также определяет права доступа к той или иной информации

Аркада - система управления базой данных проекта. Описывает атрибуты и параметры всех оперативных объектов системы управления

Рис. 2.30

Система управления базой данных Аркада позволяет разбить все объекты управления на технологические группы, для каждого объекта задать его проектные параметры и вид отображения объекта на экране операторской станции.

Аркада снабжена системой быстрого поиска требуемой информации и позволяет (при наличии соответствующего разрешения) добавлять и исключать объекты, а также редактировать отдельные параметры объектов.

Графит - графический редактор мнемосхем. Используется для подготовки мнемосхем, правил навигации по мнемосхемам и привязки элементов мнемосхем к базе данных проекта

Графит - графический редактор мнемосхем. Используется для подготовки мнемосхем, правил навигации по мнемосхемам и привязки элементов мнемосхем к базе данных проекта

Рис. 2.31

Графический редактор Графит ориентирован на объектный подход к оперативному управлению. Он позволяет строить любые мнемосхемы, задавать нужные цвета, выбирать требуемые шрифты. Графит позволяет также подготавливать библиотеку мнемонических изображений объектов (мнемосимволов) и библиотеку окон, через которые выполняется ручное управление объектами.

Мнемосимволы привязываются к базе данных объектов. Изображения могут быть анимированы, для них могут быть определены действия, которые необходимо выполнить при нажатии левой или правой клавишами мыши.

Пилон - система технологического программирования контроллеров. Графическая оболочка, используемая для подготовки функциональных схем управления и привязки отдельных алгоритмов к базе данных

Программный пакет Пилон позволяет в графическом виде подготавливать технологическую программу управления, которая загружается в контроллер. На экран вызываются алгоритмы из библиотеки алгоритмов, определяются связи между алгоритмами и на входах алгоритмов задаются требуемые константы (параметры настройки). При необходимости эти константы затем можно изменять непосредственно во время работы контроллера.

Пилон позволяет задать сигналы, которые должны записываться в архив и (или) передаваться другим контроллерам.

Рис. 2.32

При подготовке большого проекта для каждого пакете САПР используется отдельный или несколько отдельных компьютеров. В системах малого и среднего масштаба несколько пакетов САПР могут работать на одном компьютере

САПР Квинта формирует единую для всего проекта Базу Данных и рассчитан на многопользовательский доступ. Это означает, что над одним проектом могут одновременно работать несколько человек или несколько групп, которые находятся на одной или разных территориях.

Дата добавления: 2015-09-01