Системы сбора данных модульного типа

Объединенный институт ядерных исследований

Лаборатория ядерных реакций им. Г.Н. Флерова

 

 

 

 

 

 

Реферат

 

Системы сбора данных модульного типа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Аспирант:

Крылов Алексей Иванович

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оглавление

 

Введение

В настоящее время трудно себе представить  крупное промышленное предприятие  без автоматизированной системы  управления технологическим процессом (АСУТП). Будь то  нефтеперерабатывающие комплексы, или небольшие цеха по приготовлению бетонных смесей, или современные научно-экспериментальные лаборатории, в каждом из них большую долю составляют процессы, которые могут происходить без участия человека. Управление этими процессами возложено на контроллеры. Резкое уменьшение габаритов современных электронных устройств и повышение их функциональной насыщенности во многом изменило идеологию проектирования крупных систем. В настоящее время наблюдается переход от интегрированных систем, в которых один мощный процессор управляет большим количеством пассивных периферийных устройств, к распределенным системам – когда каждый элемент системы является активным устройством. Такой подход дает возможность проектировать систему управления оптимальным образом, а при необходимости, без особых затрат изменять её конфигурацию. При проектировании системы управления каждый разработчик неминуемо столкнется с проблемой подбора контроллера наиболее подходящего его требованиям. И далеко не просто разобраться во всем многообразии таких систем  представленных на современном рынке. Мы выбрали системы с количеством обрабатываемых сигналов до тысячи, и конструктивом, предполагающим монтаж на DIN-рейку семи основных компаний: National Instruments, Allen Bradley, GE Fanuc, BECKHOFF, WAGO, EMERSON, SIEMENS.

 

National Instruments

Описание FieldPoint

Семейство FieldPoint представляет собой модульную распределенную систему ввода/вывода и предназначено для использования в промышленных задачах управления, сбора и обработки данных в самых жестких условиях эксплуатации. Конструкция модулей семейства FieldPoint обеспечивает быстрый монтаж, легкость в эксплуатации и максимальную надежность. Модули данного семейства обладают уникальной среди аналогов функцией автоконфигурации, самодиагностики и горячей замены. Модули FieldPoint имеют также функции определения сбоев и ошибок, сторожевые таймера и позволяют запрограммировать состояния выходов по включению питания и пропаданию связи. Прочный корпус и строгое соответствие спецификациям защиты от внешних электромагнитных воздействий, гальваническая развязка 3000В, расширенный температурный диапазон -40..+70°С, напряжение питания 11В..30В, монтаж на стену и DIN-рельс делают модули FieldPoint отличным инструментом для построения промышленных систем АСУ ТП. Модули ввода/вывода с помощью терминальных платформ компонуются в произвольной комбинации до 9 модулей в одном блоке, который называется банком, и подключаются к интерфейсному модулю по высокоскоростной шине. Далее банки соединяются между собой и с хост-компьютером по сетевому интерфейсу.

Типы модулей

Модули сетевых интерфейсов.

Модель	Интерфейс	Описание
FP-1000	RS-232/RS-485	Интерфейс RS-232 для соединения с  ПК Интерфейс RS-485 для соединения с  дополнительным модулем FP-1001; 115 Кбод
FP-1001	RS-485	Интерфейс RS-485; 115 Кбод
FP-1600	Ethernet 10BaseT/100BaseTX	Протокол TCP/IP
FP-2000/2010	Ethernet 10BaseT/100BaseTX / RS-232	Программируемый в среде Lab VIEW Real Time контроллер
FP-3000	Интерфейс Foundation Fieldbus H1	Встроенный контроллер (PID, управление)
SRM6000	Радиосвязь	Радиомодем, 900 МГц, 32 км, интерфейс RS-232

 

Модули дискретных входов.

Модель	Каналы	Диапазон сигналов
FP-DI-300/ FP-DI-301	8/16	24В
FP-DI-330	8	AC/DC 5В..240В
FP-DI-ACxxx	2	120/240В
FP-DI-DC	2	3В..32В

 

Модули дискретных выходов.

Модель	Каналы	Сигналы	Диапазон сигналов
FP-DO-400/ FP-DO-401	8/16	Цифровые выходы	10В..30В
FP-DO-403/ FP-DO-410	16/8	Цифровые выходы	5В..30В
FP-RLY-420/FP-FLY-422	8/4	Реле SPST	AC: 250В/3А, DC: 35В/3А
FP-DO-DCxxx	2	Цифровые выходы	3В..60В, 4В..200В
FP-DO-ACxxx	2	Цифровые выходы	120/240В

 

Модули аналоговых входов.

Модель	Каналы	Сигналы	Диапазон сигналов
FP-AI-100	8	Аналоговый вход 12 бит	В(до 36В), 0..20мА, 4..20мА
FP-AI-110	8	Аналоговый вход 16 бит	мВ, В, 0..20мА, 4..20мА
FP-AI-111	16	Аналоговый вход 16 бит	0..20мА, 4..20мА
FP-TC-120	8	Входы термопар 16 бит	Термопары: J,K,T,E,R,S,N,B; мВ
FP-RTD-122	8	Резистивные входы 16 бит	RTD Pt, сопротивления
FP-AI-Vxx	2/1	Аналоговый вход 12 бит	мВ, В (до 10В)
FP-AI-Cxx	2/1	Аналоговый вход 12 бит	0..20мА, 4..20мА
FP-TC-J/K/T	2/1	Входы термопар 12 бит	Термопары: J,K,T
FP-RTD-PT100(-4)	2	Резистивные входы 12 бит	RTD Pt, сопротивления

 

Модули аналоговых выходов.

Модель	Каналы	Сигналы	Диапазон сигналов
FP-AO-200	8	Аналоговые выходы 12 бит	0..20мА, 4..20мА
FP-AO-210	8	Аналоговые выходы 12 бит	0..10В
FP-AO-Cxx	2	Аналоговые выходы 12 бит	0..20мА, 4..20мА, 0..24мА
FP-AO-Vxx	2	Аналоговые выходы 12 бит	0..5В, 0..10В, ±5В, ±10В

 

Модули специальных функций.

Модель	Каналы	Сигналы	Диапазон сигналов
FP-CTR-500	8	Счетные входы	10В..30В, 50кГц
FP-CTR-502	8	Счетные входы	5В..30В, 50кГц
FP-QUAD-510	4	Импульсные координатные входы	Положение, скоростное измерение
FP-PWM-520	8	Выходы ШИМ	5В, 10В..30В
FP-PG-522	8	Импульсные выходы	5В..30В

 

Программная поддержка

FieldPoint Explorer – это Windows программа, предназначенная для конфигурирования аппаратной и программной частей системы, построенной на основе модулей FieldPoint. Она использует простой и интуитивно понятный оконный диалоговый интерфейс, что позволяет быстро наладить работу всей системы. Программа позволяет установить наличие в системе конкретных типов установленных модулей в режиме plug-n-play и произвести их предварительное тестирование. Программные пакеты LabVIEW и Lookout позволяют импортировать полученный файл с конфигурацией в свою среду разработки, что позволяет сразу начать программирование системы.

 

Allen Bradley

Описание FLEX I/O^TM и FLEX Integra^TM

1794 FLEX I/O^TM и 1793 FLEX Integra^TM – это гибкая, недорогая, модульная система ввода/вывода для распределенных приложений, которая обладает всеми функциями больших, базирующихся на монтажных шасси, систем ввода/вывода без требований занимаемого пространства. С помощью данной системы можно независимо выбрать тип ввода/вывода, удовлетворяющий потребностям приложения. FLEX I/O и FLEX Integra требуют только одного адаптера для связи с восемью модулями ввода/вывода. Это позволяет реализовать одну из следующих конфигураций:

• 128 цифровых входа/выхода
• 64 аналоговых входа
• 32 аналоговых выхода

Когда необходимо большее количество входов-выходов или комбинирование различных типов модулей ввода/вывода, можно удовлетворить требования системы без покупки дополнительных источников питания. У FLEX I/O контакты клеммника совмещены с интерфейсом входов-выходов. Для подключения проводов непосредственно к бортовым устройствам используется клеммник на контактной базе. В отличие от FLEX I/O у FLEX Integra контакты клеммника и модули ввода/вывода объединены в один компактный блок. Такой монтаж экономит:

• время установки и отладки
• дополнительный монтаж и внешние клеммники
• занимаемое пространство

FLEX I/O и FLEX Integra обеспечивают дополнительную экономию при устранении проблем системы. Расположение наконечников проводов от бортовых устройств и интерфейса ввода/вывода в одном и том же месте экономит время и деньги, упрощает  систему пользователя при эксплуатации и поиске неисправностей. Дополнительно со всеми возможностями, система ввода/вывода FLEX I/O позволяет удалять и вставлять модули при включенном питании без перемонтажа или остановки системы пользователя.

 

FLEX I/O состоит из трех занимающих  малый объем компонентов:

• адаптеры
• блоки контактных баз
• модули ввода/вывода

 

 

 

FLEX Integra состоит из ряда дискретных и аналоговых модулей, все они могут использоваться адаптерами 1794 FLEX I/O и другими модулями FLEX I/O. Каждый модуль имеет восемь пружинных или под отвертку контактов.

 

Типы модулей

Модули сетевых интерфейсов.

Модель	Интерфейс	Описание
1794-ADN	DeviceNet	125 кбит/сек, 250 кбит/сек, 500 кбит/сек
1794-ACN15	ControlNet	5 Мбит/сек
1794-ASB2/C	Remote I/O	Адаптер расширения на 2 модуля
1794-ASB/D	Remote I/O	Адаптер расширения на 8 модулей
1794-AENT	10Base-T / 100Base-T	Протокол TCP/IP

 

Модули дискретных входов.

Модель	Каналы	Диапазон сигналов
1794-IM8	8	159-264В AC
1794-IA8/-IA16	8/16	85-132В AC
1794-IB8/-IB16/-IB32	8/16/32	24В DC
1794-IC16	16	24В DC/48В

 

Модули дискретных выходов.

Модель	Каналы	Сигналы	Диапазон сигналов
1794-OM8	8	Цифровой выход	159-264В AC
1794-OA8/OA16	8/16	Цифровой выход	85-132В АС
1794-OB8/16/32	8/16/32	Цифровой выход	24В с коммутацией питания
1794-OV16	16	Цифровой выход	24В с коммутацией земли
1794-OC16	16	Цифровой выход	48В с коммутацией питания
1794-OW8	8	Реле	AC: 240В/2А, DC: 5-240В/2А

 

Модули аналоговых входов.

Модель	Каналы	Сигналы	Диапазон сигналов
1794-IE8	8	Аналоговый вход 12 бит	±10В, 0..10В, 0..20мА, 4..20мА
1794-IF4I	4	Изолированный вход 12 бит	±10В, 0..10В, ±5В, 0..5В, 0..20мА, 4..20мА, ±20мА
1794-IR8	8	Резистивный вход 16 бит	RTD Pt, Ni сопротивления
1794-IT8	8	Вход термопар  16 бит	Термопары: B,E,J,K,TXK/XK,N,R,S,T

 

Модули аналоговых выходов.

Модель	Каналы	Сигналы	Диапазон сигналов
1794-OE4	4	Аналоговые выходы 12 бит	±10В, 0..10В, 0..20мА, 4..20мА
1794-OF4I	4	Изолированный выход 12 бит	±10В, 0..10В, ±5В, 0..5В, 0..20мА, 4..20мА, ±20мА

 

Модули специальных функций.

Модель	Каналы	Сигналы	Диапазон сигналов
1794-IJ2	2 импульсных вх 2 дискр. вх 2 дискр. вых	Измерение частоты	Вход: 50мА, 500мВ, 3В, 6В, 24В синусоидальная или квадратичная волна до 32 кГц. Выходы: 24В DC  1А.
1794-ID2	2 счетных по 4 вх каждый (A,B,Z,G)	Счетные входы	12-24В DC прямоугольные импульсы до 100 кГц.
1794-IP4	4 счетных по 2 вх каждый	Счетные входы	12-24В DC прямоугольные импульсы до 100 кГц.
1794-VHSC	2 счетных регистра с одним вх, 4 дискр. вых	Счетные входы	Вход - 2: 5В, 15В или 24В DC квадратичная волна до 1 МГц. Выходы - 4:  5В или 12-24В DC 1А, 5А макс.