Автоматизация системы пожаротушения на АНОФ-2 ФОСАГРО г. Апатиты. Часть 2.

Страницы:   1   2   3

---

Глава 5. Техническое обеспечение системы автоматизации пожаротушения

5.1. Оборудование среднего уровня системы автоматизации

Главное преимущество применения ПЛК для системы автоматизации пожаротушения – гибкая логика программирования и вместе с тем универсальность, масштабируемость, быстрая перенастройка и изменение конфигурации при модернизации, модификации, добавлении/удалении системных частей или изменении обстоятельств существования объекта и задач, выполняемых системой, высокая надежность и помехоустойчивость и многое другое при оптимальном соотношении «цена/качество».

Возможности промышленных контроллеров в части математической и логической обработки информации, поступающей в центрального контроллера в виде входных сигналов от извещателей, датчиков, аппаратуры и органов управления, позволяют разрабатывать такие программные алгоритмы обработки сигналов, которые могут решить практически любые задачи в области пожарной сигнализации и пожаротушения, в частности исключение ложных срабатываний от почти всех внешних факторов и обеспечение фильтрации внешних фоновых излучений. Такие возможности нельзя реализовать и такие задачи нельзя полноценно и в полном объеме решить в классических системах на базе обычных ППКП и ППУ в связи с их ограниченной функциональностью.

Нелишне отметить, что обе эти системы (как и любые другие, разрабатываемые на основе использования в них промышленных контроллеров) могут являться частью SCADA-системы, общей промышленной компьютерной сети (или даже сети Интернет) или с успехом могут быть встроены в действующие сети, поскольку возможности промышленных контроллеров и модулей их расширения позволяют осуществлять полноценное взаимодействие в данной сети с элементами и ресурсами этой сети, используя современные протоколы и интерфейсы.

Общие сведения о контроллерах серии DCS-2000 (исполнение М2)

Рассмотрим программируемые логические контроллеры (ПЛК) серии DCS-2000 (исполнение М2) [6], как основу программно-технического комплекса (ПТС) для автоматизации сушильной установки. Данные контроллеры производятся в России, их использование при модернизации системы автоматизации сушильного цеха входит в программу импортозамещения.

Модули серии DCS-2000 исполнения М2 предназначены для использования в распределенных и централизованных системах автоматизации.

Особенности контроллеров, построенных на базе модулей серии DCS-2000 (М2), по сравнению с аналогичными ПЛК:

• повышение производительности системы;
• оптимизация количества каналов ввода-вывода;
• удобство монтажа и обслуживания;
• «географический» способ задания адресов модулей и каркасов контроллеров;
• обеспечение резервирования источников питания, процессорных модулей и каналов передачи данных;
• использование конфигуратора для оптимизации информационного обмена между модулями;
• самодиагностика, позволяющая контролировать работоспособность модулей во время работы.

Основой конструкции контроллера, построенного на базе модулей серии DCS-2000 (М2), является каркас, содержащий кроссовую плату, обеспечивающую подключение модулей. Предусмотрено нескольких типов каркасов, содержащих от 6 до 22 позиций.

Модули адаптеры RP-31 позволяют объединять до 8 каркасов в один контроллер. Каркасы контроллера могут быть распределены по разным шкафам.

Каждый модуль состоит из печатной платы, корпуса, защищающего плату от механических повреждений, и лицевой панели.

Контроллер состоит из одного или двух модулей CPU (основной, резервный) и до 48 модулей УСО. Контроллеры на базе модулей серии DCS-2000 (М2) построены по модульному принципу.

С помощью интерфейсных каналов RS-485 модули УСО подключаются к модулю центрального процессорного устройства CPU. Протокол обмена – Modbus RTU, максимальная скорость обмена – до 981600 бит/с.

Широкая номенклатура модулей включает в себя несколько типов и модификаций CPU, модулей аналогового и дискретного ввода-вывода.

Два типа процессорных модулей, предназначенных для установки в каркас, предусматривают использование разных систем программирования. Модуль CPU-31, построенный на базе микропроцессора Am186CU-50 фирмы AMD, поддерживает систему программирования CONT-Designer (разработки ЗАО «ЭМИКОН»). Второй модуль CPU-32, выполненный на базе микропроцессора IPC@CHIP SC143 фирмы BECK, предназначен для использования системы программирования CoDeSys.

Модули УСО в своем составе содержат микроконтроллер типа ATmega162 фирмы ATMEL и реализуют первичное преобразование входных сигналов, освобождая, тем самым, от этого модули CPU. Модули связи с объектом снабжены устройством гальванической изоляции объектной части от системной.

Объединительным устройством модулей является кроссовая плата, содержащая:

• шины питания основного и резервного источников питания;
• шины двух интерфейсных каналов RS-485 (основного и резервного);
• сигналы сетевого адреса модуля;
• микропереключатели для задания адреса каркаса.

Датчики и исполнительные устройства подсоединяются к модулям УСО с помощью соединителей, расположенных на лицевой панели.

Кроме соединителей, на лицевых панелях модуля расположены индикаторы, отображающие состояние входов-выходов, работу интерфейсных каналов и результат самотестирования модулей.

Питание модулей контроллера обеспечивается внешними нестабилизированными источниками питания 18-36 В, которые подключаются к каркасам через модули RP-31. Возможно подключение двух источников питания: основного и резервного.

Модуль центрального процессорного устройства CPU-31А

Модуль центрального процессорного устройства CPU-31А [7] предназначен для работы в составе распределенных систем управления на базе программируемых контроллеров серии DCS-2000 исполнения М2 для сбора информации, обработки ее по заданным алгоритмам и выдачи управляющих команд по пяти последовательным каналам RS-485 с гальванической изоляцией и цепями грозозащиты, одному последовательному неизолированному каналу RS-232 и трем каналам Ethernet.

Модуль центрального процессорного устройства CPU-31А является восстанавливаемым и ремонтно-пригодным изделием; предназначенным для круглосуточной непрерывной эксплуатации. Рабочие условия эксплуатации:

• температура окружающего воздуха от минус до плюс  (без конденсации влаги);
• относительная влажность воздуха от при температуре плюс ;
• атмосферное давление от 84 до 107 кПа.

На рис. 5.3 показан внешний вид модуля центрального процессорного устройства CPU-31А.

Основные технические характеристики модуля центрального процессорного устройства CPU-31А приведены в таблице 5.1.

Электропитание модуля осуществляется от нестабилизированного источника питания 18-36 В, мощность потребления не более 8 Вт. Гальваническая изоляция между внешним нестабилизированным источником питания и системным питанием составляет 1500 В.

 

Таблица 5.1 – Основные технические характеристики модуля центрального процессорного устройства CPU-31А

 

Модуль ввода аналоговых сигналов AI-31A

Модуль ввода аналоговых сигналов AI-31A [8] предназначен для работы в составе распределенных систем управления, имеет шесть дифференциальных каналов для подключения к нему по четырехпроводной схеме термометров сопротивления типа ТСМ-50, ТСП-50 или ТСМ-100, ТСП-100 и преобразования полученного входного напряжения в 12-ти разрядный цифровой код.

После преобразования и усреднения величин нескольких цифровых отсчетов, полученное значение передается по локальной сети образованной интерфейсом RS-485 (протокол Modbus).

На рис. 5.4 показан вид модуля AI-31A со стороны планки.

В зависимости от величины измеряемого сопротивления и от значения основной погрешности модуль выпускается в нескольких модификациях (таблица 5.2).

Таблица 5.2 – Модификации модуля ввода аналоговых сигналов AI-31A

 

Для модулей AI-31A-04 и AI-31A-05 диапазон измеряемого сопротивления выбирается перемычкой на плате.

Модуль является восстанавливаемым и ремонтопригодным изделием, предназначенным для круглосуточной непрерывной эксплуатации с возможностью многократного включения и выключения электропитания в течение суток.

Рабочие условия эксплуатации модуля:

• температура окружающего воздуха от минус 25° С до плюс 60° С (без конденсации влаги);
• относительная влажность воздуха до 85% при температуре плюс 25° С;
• атмосферное давление от 84 до 107 кПа.

Основные технические характеристики модуля ввода аналоговых сигналов AI-31A приведены в таблице 5.3.

Таблица 5.3 – Основные технические характеристики модуля ввода аналоговых сигналов AI-31A приведены

 

На рис. 5.5 показан пример подключения термометров сопротивления к модулю AI-31A.

 

Модуль вывода аналоговых сигналов АО-31А

Модуль вывода аналоговых сигналов АО-31А [8] предназначен для работы в составе распределенных систем управления и имеет четыре 12-ти разрядных цифроаналоговых канала преобразования. Каждый канал имеет потенциальный (0…10В) и токовый (0…20мА) выходы, причем последние содержат схему контроля выдаваемого на исполнительный механизм объекта тока.

Модуль вывода аналоговых сигналов АО-31А является восстанавливаемым и ремонтопригодным изделием, предназначенным для круглосуточной непрерывной эксплуатации с возможностью многократного включения и выключения электропитания в течение суток.

Рабочие условия эксплуатации:

• температура окружающего воздуха от минус 25° С до плюс 60° С (без конденсации влаги);
• относительная влажность воздуха до 85% при температуре плюс 25° С;
• атмосферное давление от 84 до 107 кПа.

В зависимости от значения основной погрешности преобразования, приведенной к диапазону выходного сигнала, модуль выпускается в двух модификациях, представленных в таблице 5.4.

Таблица 5.4 – Модификации модуля вывода аналоговых сигналов AО-31A

 

Основные технические характеристики модуля вывода аналоговых сигналов AО-31A приведены в таблице 5.5.

Таблица 5.5 – Основные технические характеристики модуля вывода аналоговых сигналов AО-31A

 

Модуль ввода дискретных сигналов DI-32A

Модуль ввода дискретных сигналов DI-32A АЛГВ.426434.141 [9] предназначен для работы в составе распределенных систем управления и имеет две изолированные группы по 8 каналов в каждой. Обе группы имеют отдельный источник питания 24В. Датчики могут подключаться ко входам модуля, используя любую полярность – как по схеме «общий плюс», так и по схеме «общий минус». Каждый вход модуля имеет простую защиту от перегрузки (мощные помехи, разряды, статика, случайное попадание постороннего напряжения) и контроль линии связи с датчиком на обрыв. Пороги срабатывания и величина гистерезиса задаются программно.

Модуль DI-32A является восстанавливаемым и ремонтно-пригодным изделием, предназначенным для круглосуточной непрерывной эксплуатации с возможностью многократного включения и выключения электропитания в течение суток.

Рабочие условия эксплуатации:

• температура окружающего воздуха от минус 25° С до плюс 60° С (без конденсации влаги);
• относительная влажность воздуха до 85% при температуре плюс 25° С;
• атмосферное давление от 84 до 107 кПа.

Внешний вид модуля ввода дискретных сигналов DI-32А со стороны планки показан на рис. 5.6.

 

Основные технические характеристики модуля DI-32A приведены в таблице 5.6.

Таблица 5.6 – Основные технические характеристики модуля DI-32A

 

На рис. 5.7 показан пример подключения внешних датчиков к модулю DI-32A.

 

Модуль вывода дискретных сигналов DO-31A

Модуль вывода дискретных сигналов DO-31A [9] предназначен для работы в составе распределенных систем управления и имеет две изолированные группы по 8 каналов в каждой. Нагрузка к выходам каналов модуля и внешнему источнику питания подключается по схеме «общий минус».

Модуль DО-31A является восстанавливаемым и ремонтно-пригодным изделием, предназначенным для круглосуточной непрерывной эксплуатации с возможностью многократного включения и выключения электропитания в течение суток.

Рабочие условия эксплуатации:

• температура окружающего воздуха от минус 25° С до плюс 60° С (без конденсации влаги);
• относительная влажность воздуха до 85% при температуре плюс 25° С;
• атмосферное давление от 84 до 107 кПа.

Внешний вид модуля вывода дискретных сигналов DO-31А со стороны планки показан на рис. 5.8.

 

В зависимости от рабочей температуры модуль DO-31A выпускается в двух модификациях, которые указаны в таблице 5.7.

В таблице 5.8 приведены основные технические характеристики модуля дискретного вывода DO-31A.

Таблица 5.7 – Модификации модуля дискретного вывода DO-31A

 

Таблица 5.8 – Основные технические характеристики модуля дискретного вывода DO-31A

 

Модуль интерфейсный CI-31A

Модуль интерфейсный CI-31A [10] предназначен для расширения функциональных возможностей контроллеров автоматизации технологических процессов, построенных на базе модулей серии DCS-2000 каркасного исполнения в части информационного обмена с интеллектуальными датчиками и исполнительными устройствами.

Модуль CI-31A обеспечивает информационный обмен по десяти каналам интерфейса RS-485. Два из десяти каналов являются системными, по ним модуль обменивается информацией с модулем центрального процессорного устройства. Восемь каналов предназначены для подключения периферийных интеллектуальных устройств.

Модуль CI-31A является восстанавливаемым и ремонтно-пригодным изделием, предназначенным для круглосуточной непрерывной эксплуатации с возможностью многократного включения и выключения электропитания в течение суток.

Рабочие условия эксплуатации:

• температура окружающего воздуха от минус 25° С до плюс 60° С (без конденсации влаги);
• относительная влажность воздуха до 85% при температуре плюс 25° С;
• атмосферное давление от 84 до 107 кПа.

Внешний вид интерфейсного модуля CI-31A со стороны планки показан на рис. 5.9.

 

В таблице 5.9 приведены основные технические характеристики интерфейсного модуля CI-31A.

Таблица 5.9 – Основные технические характеристики интерфейсного модуля CI-31A

 

Модуль HART-мультиплексора CI-32A

Модуль HART-мультиплексора CI-32A [10] предназначен для расширения функциональных возможностей контроллеров автоматизации технологических процессов, построенных на базе модулей серии DCS-2000 каркасного исполнения в части информационного обмена с интеллектуальными датчиками, поддерживающими HART-протокол.

Модуль CI-32A обеспечивает информационный обмен по десяти последовательным каналам. Два из десяти каналов являются системными, по ним модуль обменивается информацией с модулем центрального процессорного устройства в стандарте RS-485. Восемь HART-каналов предназначены для подключения интеллектуальных датчиков.

Модуль CI-32A является восстанавливаемым и ремонтно-пригодным изделием, предназначенным для круглосуточной непрерывной эксплуатации с возможностью многократного включения и выключения электропитания в течение суток.

Рабочие условия эксплуатации:

• температура окружающего воздуха от минус 25° С до плюс 60° С (без конденсации влаги);
• относительная влажность воздуха до 85% при температуре плюс 25° С;
• атмосферное давление от 84 до 107 кПа.

Внешний вид интерфейсного модуля CI-32A со стороны планки показан на рис.5.10.

 

В таблице 5.10 приведены основные технические характеристики интерфейсного модуля CI-32A.

Таблица 5.10 – Основные технические характеристики интерфейсного модуля CI-32A

 

---

Страницы:   1   2   3