КОНТРОЛЛЕРЫ

Технические и программные средства создания АСУ ТП

Здесь кратко рассмотрим технические и программные средства с точки зрения их функциональных возможностей, их роли в АСУ ТП.

Для решения задач сбора сигналов измерительной информации (аналоговых и дискретных) от разного рода датчиков и измерительных систем, построения локальных одноконтурных и многосвязных САР, программно-логического управления оборудованием и даже для построения АСУ ТП нижнего уровня всё более широко применяются микропроцессорные программируемые логические контролеры (PLC).

В настоящее время на рынке средств промышленной автоматики конкурирует огромное количество иностранных фирм, производящих технические и программные компоненты АСУ. На Российском рынке наиболее широкой известностью пользуются фирмы Siemens, Allen-Bradley, Omron, Direct, Modicon, и др. К сожалению отечественная промышленность не может составить серьёзной конкуренции названым фирмам, хотя к настоящему времени начали появляться первые образцы контролеров, приближающих по своим технически характеристикам к продукции названых фирм, но это лишь головные образцы, которые не успели себя зарекомендовать с точки зрения надежности. По стоимости же они не уступают лучшим иностранным аналогам.

Не смотря на обилие марок контроллеров, концепция их построения и функциональные возможности примерно одинаковы. Различия заключаются в техническом исполнении:

- разная элементная база;

- разные технологии изготовления;

- различная степень защиты от влияния окружающей среды.

Все это влечет за собой различия:

- по быстродействию

- по стоимости технических средств

- по затратам на монтаж и защиту их на объектах и т.д.

В целом различие цен для контролеров разных марок, но примерно с одинаковыми техническими характеристиками может достигать 30-60 %.

По этому очень важно на стадии проектирования проводить тщательный анализ конъюнктуры рынка и минимизировать затраты на комплекс технических средств (КТС).

Исторически программируемые контроллеры (PLC) выросли из релейных систем управления. И хотя место реле, таймеров, счетчиков и других подобных устройств заняли интегральные схемы и внутренняя логика PLC, фактически функционирование систем на базе PLC происходит точно так же, как и прежних систем на базе реле. Однако PLC обладают значительными вычислительными возможностями. Это позволило возложить на них функции не только программно-логического управления, но реализовать достаточно сложные вычислительные алгоритмы обработки сигналов (в том числе и аналоговых), всевозможные типовые алгоритмы регулирования. Все это позволило не только расширить функциональные возможности так называемой «приобъектной автоматизации», но и обеспечило существенное повышение ее надежности и гибкости.

Программируемый контроллер PLC базируется на центральном процессорном устройстве (ЦПУ). В простейшем случае ЦПУ содержит ОЗУ и ПЗУ для хранения программ и данных, и соединяется с различного рода устройствами ввода/вывода сигналов и данных:

- дискретных;

- аналоговых;

- интерфейсных.

Программирование контроллера заключается в описании последовательности принятия входных сигналов, действий над ними и выдачи выходных сигналов. Программа может храниться в ОЗУ, но чаще в ПЗУ. Обычно это электро–перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство.

Для хранения текущих значений входных и выходных сигналов в ОЗУ выделяется специальная область данных. Для каждого из входного и выходного сигналов – своя точка. В эту область на каждом шаге (цикле) записываются текущие значения сигналов от устройств ввода (в соответствующие точки). В точки выходных сигналов процессором записываются текущие их значения, по которым устройства вывода формируют соответствующие сигналы.

По исполнению и функциональным возможностям контроллеры можно классифицировать как показано на Рис. 9 (на примере контроллеров корпорации OMRON).

Рис. 9