 |
Модули ввода/вывода серии I-8000.
|
|
|
|
Модули ввода/вывода серии I-8000.
Могут устанавливаться как в контроллеры I-8000, так и в контроллеры WinCon-8000. На сегодняшний день насчитывается более 50 моделей модулей ввода/вывода, которые могут обеспечить связь контроллера фактически с любыми объектами, использующими стандартные промышленные сигналы. Внешний вид модулей ввода/вывода серии I-8000 показан на рис. 1. 56.
Модули расширения серии I-8000 делятся на два типа: параллельные и последовательные. Модули параллельного типа - высокоскоростные устройства ввода/вывода, которые могут быть установлены только контроллеры серии I-8000/WinCon-8000. Модули последовательного типа обладают более низкой скоростью обмена и могут устанавливаться как в слоты расширения контроллеров, так и в слоты корзин расширения 87k4, 87k5, 87k8, 87k9, обеспечивая таким образом расширение контроллеров или работая в качестве станции удаленного ввода/вывода с интерфейсом RS-485.
Р и с. 1. 56. Внешний вид модулей ввода/вывода серии I-8000
11. 1. 9 Контроллеры фирмы Шнайдер-электрик
Интеллектуальные реле сери Zelio Logic 2 фирмы Шнайдер-электрик. Созданы для упрощения электрических схем при решении сложных задач. Они очень просты в использовании, обладают высокой функциональностью и производительностью. Внешний вид этих реле мало отличается от аналогичных изделий других фирм (рис. 1 57).
Р и с. 1. 57. Внешний вид интеллектуальных реле серии Zelio Logic 2
фирмы Шнайдер-электрик
На рис. 1. 58 представлен вид передней панели устройства и назначение ее элементов. Клавиши, расположенные на передней панели реле, предназначены для конфигурирования, программирования и управления приложением (программой), а также для наблюдения за работой приложения.
|
|
|
| Выдвижная монтажная ножка | |
| Винтовые клеммы для подключения питания | |
| ЖК-дисплей | |
| Винтовые клеммы для входов | |
| Винтовые клеммы для аналоговых входов (0…10В), на некоторых моделях могут использоваться как дискретные | |
| Разъем для резервной памяти или для кабеля подключения к ПК | |
| Клавиша Shift | |
| Клавиша выбора и подтверждения | |
| Винтовые клеммы выходов | |
| Клавиши-стрелки |
Р и с. 1. 58. Вид передней панели Zelio Logic 2 и назначение ее элементов.
Жидкокристаллический дисплей имеет 4 строки по 18 символов. Он используется для наблюдения за состоянием входов и выходов, режимов работы реле, при программировании (если оно осуществляется с клавиатуры). Примеры того, как это может быть представлено на дисплее, приведены на рис. 1. 59.
| Состояние входов (В…Е отображают аналоговые входы) | |
| Режим работы (RUN/STOP) и режима программирования (LD/FBD) | |
| Дата | |
| Состояние выходов | |
| Контекстное меню/кнопки быстрого доступа/иконки режимов работы |
Р и с. 1. 59. Использование дисплея Zelio Logic 2.
Интеллектуальные реле сери Zelio Logic 2 фирмы Шнайдер-электрик выпускаются в нескольких модификациях: с дисплеем и клавишами, без дисплея и клавиш, с питанием постоянным или переменным током, с релейными или с транзисторными выходами. Выпускаются они или в форме компактных модулей, с фиксированным набором функций или в форме модульных конструкций, в которых функции могут расширяться за счет подключения к базовому модулю модулей расширения входов/выходов и связи. К каждому базовому реле можно подключить один модуль связи и один модуль расширения. В таблице 1. 7 представлены различные модели компактных модулей реле, в таблице 1. 8 – модульных реле, а в таблице 1. 9 – модулей расширения и связи.
Т а б л и ц а 1. 7.
|
|
|
Компактные модули Zelio Logic SR2
| Количество входов/выходов | ||||||
| Количество входов дискретных | ||||||
| Количество выходов | 4 релейн. | 8 релейн. | 4 релейн. | 4 релейн. | 8 релейн. | 8 релейн. |
| Габариты Ш х Г х В (мм) | 72х59, 5х107 | 124х59, 5х107 | 72х59, 5х107 | 124х59, 5х107 | 72х59, 5х107 | 124х59, 5х107 |
| Часы | Есть | Есть | Нет | Есть | Нет | Есть |
Т а б л и ц а 1. 8.
Модульные реле Zelio Logic SR3
| Напряжение питания | 24 В пост. тока | 24 В пер. тока | 100/240 В пер. тока | ||||
| Количество входов/выходов | |||||||
| Количество входов | Дискретных | ||||||
| В т. ч. аналоговых | - | - | - | - | |||
| Количество выходов | 4 релейн. | 10 релейн. | 4 релейн. | 10 релейн. | |||
| Габариты Ш х Г х В (мм) | 72х59, 5х107 | 124х59, 5х107 | 72х59, 5х107 | 124х59, 5х107 | 72х59, 5х107 | 124х59, 5х107 | |
| Часы | Есть | Есть | Есть | Есть | Есть | Есть | |
Т а б л и ц а 1. 9.
Модули расширения
| Модули расширения |
| 
| ||
| Входы/выходы | Связь | |||
| Применение | Для модульных реле SR3 | Сеть MODBUS | ||
| Количество входов/выходов | - | |||
| Количество входов дискретных | - | |||
| Количество выходов | 2 релейных | 4 релейных | 6 релейных | - |
| Габариты Ш х Г х В (мм) | 35, 5х59, 5Х107, 6 | 72х59, 5х107, 6 | 72х59, 5х107, 6 | 35, 5х59, 5х107, 6 |
Программируемые логические контроллеры Twido. Имеется две модели контроллера Twido: компактная и модульная.
Каждая компактная модель контроллера, имеет фиксированный набор функций, который расширить нельзя. Компактные контроллеры имеет модификации с 10, с 16 и 24 входами/выходами.
Модульная модель контроллера включает в себя базовый модуль и модули расширения. Базовые модули имеют модификации с 20 и с 40 входами/выходами. Имеется 14 модулей для расширения числа цифровых или релейных входов/выходов и 4 модуля аналоговых входов/выходов.
К контроллерам также могут быть добавлены: картриджи памяти, картридж часов реального времени, коммуникационные адаптеры, коммуникационные модули расширения, модуль дисплея оператора, симуляторы входного сигнала, кабели для программирования, кабели цифровых входов/выходов, кабельные комплекты TeleFast с интерфейсами входов/выходов. Внешний вид элементов, семейства контроллеров Twido показан на рис. 1. 60.
|
|
|
Р и с. 1. 60. Внешний вид элементов, семейства контроллеров Twido
На рис. 1. 61 показан внешний вид компактных контроллеров Twido, а также определено назначение его внешних конструктивных элементов.
| № | Описание |
| Монтажное отверстие | |
| Крышка отделения терминалов | |
| Откидная крышка | |
| Съемная крышка для разъема дисплея оператра | |
| Разъем расширения | |
| Терминалы датчика источника питания | |
| Последовательный порт 1 | |
| Аналоговые потенциометры | |
| Последовательный порт 2 | |
| Терминалы источника питания (100 – 240 VAC) | |
| Разъем картриджей | |
| Входа | |
| Светодиды | |
| Выхода |
Р и с. 1. 61. Внешний вид компактных контроллеров Twido
В таблице 1. 10 представлены основные параметры и характеристики компактных контроллеров Twido,
Т а б л и ц а 1. 10.
Параметры и характеристики компактных контроллеров Twido
| Напряжение питания | 100…240 В пер тока | ||
| Дискретных входов/выходов | |||
| Дискретных входов (24 В пост. тока) | 6 транзисторных | 9 транзисторных | 14 транзисторных |
| Дискретных выходов | 4 релейных (2 А) | 7 релейных (2 А) | 10 релейных (2 А) |
| Тип присоединения | Встроенная винтовая колодка | ||
| Возможное число модулей расширения | - | - | |
| Встроенные функции счета | 2 х 5 кГц, 1 х 20 кГц | ||
| Последовательные порты | 1 х RS485 | 1 х RS485 дополн. RS485 или RS232 | |
| Протоколы | Modbus Master/Slave, ASCII, расширение входов/выходов | ||
| Габаритные размеры ШхГхВ (мм) | 80 х 70 х 90 | 80 х 70 х 90 | 96 х 70 х 90 |
На рис. 1. 60 показан внешний вид базовых модулей модульных контроллеров и модулей расширения, в таблице 1. 11 представлены основные параметры и характеристики для базового модуля модульных контроллеров, а в таблицах 1. 12, 1. 13 и 1. 14, соответственно, – для аналоговых, дискретных модулей расширения входов/выходов и модулей связи. В таблицах не перечислены конкретные модели узлов, однако таблицы составлены так, чтобы могло сложиться общее представление о наборе функций, которые модули могут выполнять.
Т а б л и ц а 1. 11.
Параметры и характеристики базового модуля модульных контроллеров Twido
|
|
|
| Напряжение питания | 24 В постоянного тока | ||
| Дискретных входов/выходов | |||
| Дискретных входов (24 В пост. тока) | |||
| Дискретных выходов | 8 транзист. (0, 3 А) | 6 релейных и 2 транзист. (0, 3 А) | 16 транзист. (0, 3 А) |
| Тип присоединения | Разъем НЕ10 | Съемная винтовая клеммная колодка | Разъем НЕ10 |
| Возможное число модулей расширения | |||
| Встроенные функции счета | 2 х 5 кГц, 1 х 20 кГц, управление движением PLS/PBM 2х 7 кГц | ||
| Последовательные порты | 1 х RS485 на заказ дополн. RS485 или RS232 | ||
| Протоколы | Modbus Master/Slave, ASCII, расширение входов/выходов | ||
| Габаритные размеры ШхГхВ (мм) | 35, 4 х 70 х 90 | 47, 5 х 70 х 90 | 47, 5 х 70 х 90 |
Т а б л и ц а 1. 12.
Параметры и характеристики аналоговых модулей расширения входов/выходов
|
|
| 
| ||||
| Тип модуля | Аналоговый | Ведущий ASинтерфейс | ||||
| Аналоговых входов/выходов | 2 входа | 1 выход | 2вх/1вых | Не более 2 модулей до 62 дискрет., до 7 аналоговых ведомых | ||
| Протокол | - | AS-интерфейс М3, V2. 11 | ||||
| Подключение | Съемная винтовая клеммная колодка | |||||
| Входы | Диапазон | 0…10 В 4…20 мА | - | 0…10 В 4…20 мА | Термопары K, J, T; Pt100 | - |
| Разрешение | 12 бит | - | 12 бит | - | ||
| Выходы | Диапазон | - | 0…10 В 4…20 мА | - | ||
| Разрешение | - | 12 бит | - | |||
| Точность измерения | 0, 2% полной шкалы | - | ||||
| Напряжение питания | 24 В постоянного тока | - | ||||
| Габариты, Ш х Г х В (мм) | 23, 5 х 70 х 90 | |||||
Т а б л и ц а 1. 13.
Параметры и характеристики дискретных модулей расширения входов/выходов
| Тип модуля | Дискретный | ||||
| Дискретных входов/выходов | |||||
| Подключение | Съемная винтовая клеммная колодка | Разъем НЕ 10 | |||
Т а б л и ц а 1. 14.
Параметры и характеристики дискретных модулей связи
| Тип модуля | Модуль последовательного интерфейса | Адаптер последовательного интерфейса | ||||
| Физический уровень | RS 232C | RS 485 | RS 232C | RS 485 | ||
| Подключение | Разъем mini-DIN | Винтовые клеммы | Разъем mini-DIN | Винтовые клеммы | ||
| Протокол | Modbus Master/Slave, ASCII, расширение входов/выходов | |||||
| Совместимость с базовым контроллером | Модульный базовый контроллер TWD LMDA | Компактный базовый контроллер TWD LCAA 16/24 DPF; Базовый контроллер через модуль со встроенным дисплеем | ||||
Контроллеры Quantum. Серия этих мощных программируемых контроллеров является наиболее мощной платформой для решения в области промышленной автоматизации среди контроллеров Шнайдер. Благодаря модульной архитектуре контроллера Quantum, масштабируемой от одиночного контроллера до глобальной системы автоматизации, он может решать задачи на уровне целого предприятия. Контроллеры Quantum программно, а также на сетевом уровне совместимы с младшими сериями контроллеров Compact и Momentum, что позволяет строить еще более гибкие и эффективные архитектуры управления.
|
|
|
Общий вид контроллеров Quantum показан на рис. 1. 62.
Р и с. 1. 62. Общий вид контроллеров Quantum
В серии Quantum есть четыре типа процессоров, которые закрывают широкий диапазон приложений. Они отличаются друг от друга количеством сигналов ввода/вывода, объемом прикладной программы, производительностью, интерфейсами связи.
Контроллеры реализованы на достаточно мощных микропроцессорах Intel и AMD. Это позволяют применять контроллеры даже для наиболее сложных задач дискретного управления и аналогового регулирования.
В каждом контроллере имеется стандартный порт Modbus и высокоскоростной порт Modbus Plus. Контроллеры Quantum поддерживают дополнительные интерфейсные модули для добавления интерфейсов Modbus, Modbus Plus, TCP/IP Ethernet и различных других сетей.
В таблице 1. 15 приведены основные параметры процессорных модулей контроллеров этой серии.
Перечислим характеристики, общие для всех процессоров Quantum:
•память SRAM с батарейной поддержкой для хранения программы и данных при отключении питания;
•переключатель защиты памяти для предотвращения случайных изменений прикладной программы в процессе эксплуатации;
•энергонезависимая флеш-память, в которой находится операционная система, позволяющая производить ее обновление на площадке простой загрузкой файла через порт Modbus или Modbus Plus, без какой-либо замены микросхем;
•текстовые светодиодные индикаторы, показывающие состояние процессора и коммуникационных портов, упрощают диагностику неисправностей.
Контроллеры, реализованные на процессорах 486 и 586 имеют дополнительные расширенные характеристики:
•поддержка математического сопроцессора, обеспечивающая высокую производительность и точность, для алгоритмов регулирования и математических вычислений;
•совмещение в операционной системе поддержки языков релейной логики 984 и языков по стандарту МЭК 61131-3, упрощающее конфигурацию;
•оптимизация обработки программ на языках МЭК 61131-3 за счет 32-разрядной операционной системы реального времени и поддержки кэшпамяти.
•поддержка программирования на языках МЭК 61131-3 в системах с горячим резервированием;
•ключ для локального запуска, останова и защиты памяти процессора.
Т а б л и ц а 1. 15.
Основные параметры процессорных модулей контроллеров Quantum
| 140CPU11302 | 140CPU11303 | 140CPU43412A | 140CPU53414A | |
| Процессор/ тактовая частота | 186/ 20 МГц | 186/ 20 МГц | 486DX/ 90 МГц | 586/ 133 МГц |
| Объем памяти Flash/SRAM | 256 K/ 256 K | 256 K/ 512 K | 1 M/ 2 M | 1 M/ 4 M |
| Кол-во регистров | 57 К | 57 К | ||
| Кол-во бит | ||||
| Макс. размер прикладной программы МЭК 61131-3 | 109 К | 368 К | 896 К | 2, 5 М |
| Макс. размер прикладной программы 984 Ladder Logic | 8 K | 16 K | 64 K | 64 K |
| Скорость обработки инструкций 984 Ladder Logic | 0, 3-1, 4 мс/К | 0, 3-1, 4 мс/К | 0, 1-0, 5 мс/К | 0, 09-0, 45 мс/К |
| Порт Modbus Plus | Да | Да | Да | Да |
| Порт Modbus | ||||
| Кол-во дополнит. сетевых модулей |
Quantum позволяет выбрать наиболее подходящий язык для решения конкретной задачи:
· МЭК 61131-3 – схема последовательных функций (SFC);
· функциональная блок-схема (FBD);
· релейная логика (LD);
· структурированный текст (ST);
· список инструкций (IL);
· релейная логика 984 (LD).
Cерия Quantum включает широкий диапазон модулей ввода/вывода (таблицы 1. 16 – 1. 21, предназначенных для подключения различных полевых устройств.
Т а б л и ц а 1. 16.
Модули дискретного ввода контроллеров Quantum
| Входное напряжение | Кол-во сигналов (группы х каналы) | Логика | Тип модуля (№ по каталогу) |
| 24 В пер. тока | 16 (16 х 1) | 140DAI 34000 | |
| 32 ( 4 х 8 ) | 140DAI 35300 | ||
| 48 В пер. тока | 16 (16 х 1) | 140DAI 44000 | |
| 32 ( 4 х 8 ) | 140DAI 45300 | ||
| 120 В пер. тока | 16 (16 х 1) | 140DAI 54000 | |
| 16 (8 х 2) | 140DAI 54300 | ||
| 32 ( 4 х 8 ) | 140DAI 55300 | ||
| 230 В пер. тока | 16 (16 х 1) | 140DAI 74000 | |
| 32 ( 4 х 8 ) | 140DAI 75300 | ||
| 5 В пост. тока ТТЛ | 32 ( 4 х 8 ) | источник | 140DDI 15300 |
| 24 В пост. тока | 32 ( 4 х 8 ) | приемник | 140DDI 35300 |
| 32 ( 4 х 8 ) | источник | 140DDI 35310 | |
| 32 ( 4 х 8 ) с контролем линии | приемник | 140DSI 35300 | |
| 96 (6 х 16) | приемник | 140DDI 36400 | |
| 10-60 В пост. тока | 16 (8 х 2) | приемник | 140DDI 84100 |
| 32 ( 4 х 8 ) | источник | 140DDI 85300 |
Т а б л и ц а 1. 17.
Модули дискретного вывода контроллеров Quantum
| Входное напряжение | Кол-во сигналов (группы х каналы) | Логика | Тип модуля (№ по каталогу) |
| 24 – 230 В пер. тока | 16 (16 х 1) | 140DAО 84000 | |
| 32 ( 4 х 8 ) | 140DAО 85300 | ||
| 24-115 В пер. тока | 16 (16 х 1) | 140DAО 84010 | |
| 100-230 В пер. тока | 16 (4 х 4) | 140DAО 84210 | |
| 24-48 В пер. тока | 16 (4 х 4) | 140DAО 84220 | |
| 5 В пост. тока ТТЛ | 32 ( 4 х 8 ) | приемник | 140DDО 15310 |
| 24 В пост. тока | 32 ( 4 х 8 ) | источник | 140DDО 35300 |
| 32 ( 4 х 8 ) | приемник | 140DDО 35310 | |
| 96 ( 6 х 16 ) | источник | 140DSО 36400 | |
| 10-60 В пост. тока | 16 ( 2 х 8 ) | источник | 140DDО 84300 |
| 32 ( 4 х 8 ) | источник | 140DVО 85300 | |
| 150 В пост. тока | 16 реле | НО | 140DRA 84000 |
| 250 В пер. тока | 8 реле | НЗ/НЗ | 140DRC 83000 |
Т а б л и ц а 1. 18.
Модули аналогового ввода контроллеров Quantum
| Тип сигнала | Кол-во сигналов | Тип модуля (№ по каталогу) |
| 4-20 мА; 1-5 В | 140ACI03000 | |
| 0-20 мА; 4-20 мА | 140ACI04000 | |
| 0-20; +/- 20; 4-20 мА; 0-5; 0-10, +/- 5; +/- 10 В | 140AVI03000 | |
| RTD, сопротивление | 140ARI03000 | |
| Термопара, мВ | 140ATI03000 |
Т а б л и ц а 1. 19.
Модули аналогового вывода контроллеров Quantum
| Тип сигнала | Кол-во сигналов | Тип модуля (№ по каталогу) |
| 4-20 мА; 1-5 В | 140ACО02000 | |
| 0-20 мА; 4-20 мА | 140ACО13000 | |
| 0-20; +/- 20; 4-20 мА; 0-5; 0-10, +/- 5; +/- 10 В | 140AVО02000 |
Т а б л и ц а 1. 20.
Модули аналогового вывода контроллеров Quantum
| Напряжение | Кол-во сигналов (входы) | Кол-во сигналов (выходы) | Тип модуля (№ по каталогу) |
| 125 В пер. тока | 16 (2 х 8) | 8 (2 х 4) | 140DAM59000 |
| 24 В пост. тока | 16 (2 х 8) | 8 (2 х 4) | 140DDM39010 |
| 125 В пост. тока | 4 (1 х 4) | 4 (1 х 4) | 140DDM69010 |
Т а б л и ц а 1. 21.
Модули аналогового вывода контроллеров Quantum
| Тип сигнала | Кол-во сигналов | Тип модуля (№ по каталогу) |
| 0 - 20; +/- 20; 4 - 20 мА; 0 - 5; 0 - 10, +/- 5; +/- 10 В | 4 вх. / 2 вых. | 140AMM09000 |
Все модули ввода/вывода программно адресуются и включаются в карту ввода/вывода при помощи пакетов Concept, Modsoft или Proworks. При этом каждый модуль может быть установлен в любое установочное место или слот. Параметризация модулей также осуществляется программно при заполнении карты ввода/вывода. Таким образом, при конфигурации системы устраняется необходимость в использовании аппаратных переключателей или какого-либо программирования. После того, как модуль сконфигурирован, системное программное обеспечение может обнаруживать его отсутствие или неисправность и сигнализировать об этом. Cветодиодные индикаторы на каждом модуле также облегчают диагностику и отладку. Возможность дополнительной механической кодировки соответствия модулей своим клеммным колодкам позволяет гарантировать правильность подключения полевых сигналов.
Программная конфигурация обеспечивает гибкость аналоговых модулей ввода/вывода. Для конфигурации аналоговых модулей, к примеру, термопарного модуля, необходимо всего лишь внести его в карту ввода/вывода и затем, открыв окно параметризации, установить:
•необходимое температурное разрешение 1 или 0, 1 градуса;
•показания в градусах C или F;
•внешнюю или внутреннюю компенсацию холодного спая;
•тип подключенной термопары для каждого канала.
В состав периферийных модулей входят специализированные, их состав, назначение и основные параметры определяются таблицей 1. 22.
Таблица 1. 22.
Характеристики специальных модулей контроллеров Quantum
| Автоматизация подстанций | 24 дискретных входа 125 В пост. тока 12 дискретных выходов 24 - 125 В пост. тока /0, 5 А 4-х канальный модуль быстрых триггеров Модуль GPS (Modconnect) Модуль MMS Ethernet (Modconnect) |
| Модуль триггера/прерываний | 16 каналов 24 В пост. тока |
| Модули быстрых счетчиков | 2 канала до 500 кГц с дискретными выходами на каждый 5 каналов до 100 кГц с 8 дискретными входами на 24 В пост. тока и 8 дискретными выходами на 24 В пост. тока на каждый канал |
| Модуль ASCII-коммуникаций | 2 порта RS-232C по 19, 2 Кбод |
| Модули перемещения | 1 ось, обратная связь от энкодера 1 ось, обратная связь от энкодера и резольвера Многофункциональный модуль с интерфейсом SERCOS |
Список специализированных модулей включает модули для прямого подключения логических сигналов в 125 В постоянного тока для автоматизации подстанций. В каталоге присутствуют модули ввода/вывода для непосредственного подключения к оборудованию, запитанному от батарей, например, выключатели, реле защиты, трансформаторы и конденсаторные батареи. Встроенная высокая помехозащищенность таких модулей обеспечивает надежную работу даже в жестких условиях подстанций. Встроенная диагностика перегрузок и коротких замыканий на всех полупроводниковых выходах значительно сокращает время обнаружения и устранения неисправностей.
Модуль триггера/прерываний представляет собой многоцелевой высокоскоростной комбинированный модуль триггера и прерываний, конфигурируемый программным путем. Временное разрешение между двумя прерываниями обычно не превышает 1 мс.
Модули быстрого счета могут считать импульсы с гораздо большей частотой, чем сам контроллер. Они автоматически выдают текущее значение счета каждый цикл контроллера.
Модуль интерфейса ASCII – это модуль общего назначения, обеспечивающий обмен текстовой информацией с принтерами, считывателями штрих-кода, весами и измерителями. Модуль предназначен для относительно простого обмена в режиме " точка-точка", когда ASCII-сообщения, хранящиеся в модуле, вызываются логикой программы процессора.
В список специализированных модулей входят интегрированные решения задач перемещения/позиционирования. Гибкость решений для задач перемещения/позиционирования достигается за счет цифрового сервопривода. Все продукты для перемещения/ позиционирования тесно интегрированы с контроллерами для ускорения и упрощения коммуникаций, отладки и эксплуатации.
Для задач управления с большим количеством сигналов, удаленно расположенными объектами управления предлагается архитектура с удаленным вводом/выводом. Узлы удаленного ввода/вывода обслуживаются синхронно с циклом процессора. Таким образом, обеспечивается быстрое и детерминированное управление процессом из прикладной программы процессора, а также возможность безударного перехода на резервный контроллер в системе с горячим резервированием и, следовательно, безопасность процесса.
Для приложений, требующих подключение небольшого количества сигналов ввода/вывода на многих площадках, идеально подходит архитектура распределенного ввода/вывода (табл. 1. 23).
Таблица 1. 23.
Характеристики используемых систем связи
| Удаленный в/в | Распределенный в/в | |
| Тип кабеля | Коаксиальный кабель | Витая пара |
| Макс. расстояние без повторителей | 4500 м | 457 м |
| Скорость передачи | 1, 5 М | 1 М |
| Синхронизация обработки с программой | Да | Нет |
| Поддержка горячего резервирования | Да | Нет |
| Поддержка блоков Momenturn | Нет | Да |
| Совместимость с Modbus Plus | Нет | Да |
| Максимальное кол-во узлов на одной сети | ||
| Максимальное кол-во слов в/в на одной сети | 1984 входных 1984 выходных | 500 входных 500 выходных |
| Макс. кол-во дискретных сигналов на сеть | 31744 входа 31744 выхода | 8000 входов 8000 выходов |
| Макс. кол-во аналоговых сигналов на сеть | 1984 входных 1984 выходных | 500 входных 500 выходных |
| Кол-во сетей на один контроллер |
Поскольку каждый процессор Quantum имеет порт Modbus Plus, то не требуется установка дополнительного головного сетевого модуля. Экономичные адаптеры распределенного ввода/вывода со встроенным блоком питания, а также комбинированные дискретные и аналоговые модули ввода/вывода еще более сокращают стоимость системы и занимаемое пространство без ухудшения производительности.
Поскольку система распределенного ввода/вывода использует сеть Modbus Plus, то к этой же сети могут быть подключены диалоговые панели оператора (например, Magelis) или частотные привода (Altivar), что сокращает общее количество сетей в системе. Блоки Momentum могут еще более сократить занимаемый объем, поскольку они совмещают модуль ввода/вывода, клеммник и коммуникационный адаптер в один блок толщиной около 5 см, который можно установить в непосредственной близости от объекта.
Каждый процессор Quantum оснащен портом Modbus Plus и, как минимум, одним портом Modbus. Комбинация этих двух коммуникационных протоколов дает возможность строить экономичные и высокопроизводительные решения для любых промышленных приложений (табл. 1. 24). Если нужны дополнительные порты связи можно добавить дополнительный сетевой модуль NOM Modbus Plus/ Modbus.
Таблица 1. 24.
Характеристики сетей Modbus и Modbus Plus
| Modbus | Modbus Plus | |
| Метод доступа | Ведущий-ведомый | Одноранговая сеть, маркерный доступ |
| Скорость передачи | 19, 2 К (типовая) | 1 М |
| Интерфейс | RS-232 и др. | RS-485 |
| Максимальное расстояние без повторителей | 15 м (RS-232) | 457 м |
| Среда передачи | Разная | Витая пара, опто-волокно |
| Максимальное кол-во узлов на одной сети | ||
| Пропускная способность | 300 per/c при 9, 6 К | 2000 per/c |
| Возможность программирования | Да | Да |
| Чтение/запись данных | Да | Да |
| Глобальные данные | Нет | Да |
| Peer Coop | Нет | Да |
Modbus – протокол для RTU приложений, телеметрии или обмена типа " точка-точка". Программирование в режиме on-line, приложения для сбора данных легко реализуемы на любом компьютере со связью через последовательный порт COM. Можно создавать комбинированные RTU-архитектуры с применением контроллеров Quantum и Compact, используя программные инструкции XMIT, реализующие функции Modbus master.
Cеть Modbus Plus совмещает в себе высокую скорость, одноранговый обмен и легкость инсталляции, что упрощает приложения и сокращает стоимость установки.
Типовые примеры использования сети:
•распределенное управление и блокировки;
•сбор данных;
•удаленное программирование в режиме on-line;
•загрузка и выгрузка программ;
•подключение интерфейсов оператора.
Характеристики Modbus Plus:
•маркерный доступ к каналу обеспечивает детерминированность работы сети;
•глобальная база данных облегчает широковещательную передачу данных всем узлам сети;
•технология Peer Cop позволяет сконфигурировать обмен сообщениями от точки к точке без какого-либо программирования;
•cтандартные диагностические программы и светодиодные индикаторы на всех узлах сети облегчают отладку и обнаружение неисправностей;
•мосты позволяют объединять различные сети между собой, соединяя практически неограниченное количество узлов;
•опто-волоконные повторители и модули позволяют увеличить длину сети до 13, 7 км, а электрические повторители сигнала до 1, 8 км.
Поскольку сеть Modbus Plus основана на протоколе Modbus, возможно простое объединение этих сетей. Процессоры Quantum, а также дополнительные модули NOM имеют встроенный мост, который маршрутизирует сообщения Modbus на сеть Modbus Plus и обратно. Имеются также специальные мосты-мультиплексоры.
Модули Quantum NOE можно подключить непосредственно к заводской сети Ethernet
Для обеспечения высокой надежности каждый контроллер Quantum тестируется до мельчайших деталей. Однако кроме этого Quantum предлагает набор дополнительных возможностей для повышения надежности и безотказности Вашей системы управления – от резервирования блоков питания в тех узлах, где это необходимо, до системы горячего резервирования, реализующей полное стопроцентное резервирование процессора, блока питания и контроллера ввода/вывода.
Перечислим стандартные функции обеспечения надежности в каждом процессоре:
•модули ввода/вывода Quantum можно заменять " на ходу", т. е. без отключения питания, таким образом, не влияя на работу остальной части системы.
•в случае обрыва связи все дискретные и аналоговые выходные сигналы могут быть приведены в одно из следующих состояний: все выходы выключены, поддержка последнего значения или предустановленное значение. Таким образом, обеспечивается предсказуемость поведения системы даже в случае непредсказуемого обрыва коммуникаций;
•память данных процессора может быть разделена на области, доступные для чтения и записи и только для чтения, для исключения возможности изменения внутренних данных через сетевой обмен;
•программное обеспечение Concept, а также Proworx и Modsoft поддерживают многоуровневое ограничение доступа к программе и данным.
Следующие функции обеспечения надежности можно добавить по мере необходимости:
•резервирование источников питания обеспечивает бесперебойность подачи тока в случае отказа одиночного блока питания;
•резервирование кабелей для сетей удаленного ввода/вывода, а также Modbus Plus защищают систему от одиночных обрывов кабеля или повреждения соединений;
•опто-волоконные повторители для сетей удаленного ввода/вывода и Modbus Plus позволяют увеличить расстояние между узлами и повысить помехозащищенность;
•для повышения надежности коммуникаций на больших расстояниях опто-волоконные компоненты сети можно объединять в кольцевые сетевые топологии с функциями самовосстановления в случае одиночных обрывов;
•Защитное покрытие может быть нанесено на большинство модулей Quantum для увеличения срока эксплуатации и надежности систем, функционирующих в жестких условиях окружающей среды.
Если задача управления требует повышенную отказоустойчивость и высокую эксплуатационную готовность возможен вариант применения резервного контроллера. Простая при конфигурации и установке система горячего резервирования обеспечит безударный переход на резервное управление в случае отказа одного из компонентов или сбоя питания. Один из контроллеров при такой конфигурации является основным, а другой работает как горячий резерв, готовый принять на себя управление сетью удаленного ввода/вывода в случае отказа основного контроллера. Циклы обработки программы в основном и резервном контроллере синхронизированы, что позволяет производить управляемое переключение и обеспечивает максимально возможную целостность системы управления.
Ключевые преимущества системы горячего резервирования Quantum следующие:
•резервируемые процессоры сокращают время простоя для критичных задач;
•быстрый обмен по шине и через оптоволоконный канал уменьшает влияние на цикл контроллера и обеспечивает быстроту реакции;
•проверка идентичности пользовательской программы гарантирует надежность и безопасность процесса;
•возможность загрузки пользовательской программы из основного контроллера в резервный без программатора существенно облегчают и ускоряют процесс восстановления в случае отказа;
•текущее состояние входов/выходов переносится из основного контроллера в резервный на каждом цикле обработки программы, что обеспечивает безударность переключения;
•автоматический обмен адресами на сетях Modbus, Modbus Plus и Ethernet TCP/IP обеспечивает прозрачность коммуникаций с хост-системами без необходимости использования специализированных драйверов.
|
|
|
