Конфигурация системы для небольших судов

Распределенный блок обработки (DPU) представляет собой новое
измерение в распределенной обработке сигналов.

Один электронный блок преобразует сигналы от датчиков в измерительные единицы и регистрирует время аварийных сигналов. Управляющие сигналы к
оборудованию и от него формируют функции управления с регистрацией времени событий. История изменения каждого сигнала хранится в (DPU).

(DPU) удовлетворяет требованиям электромагнитной совместимости ЕМС и может быть установлен в стандартных шкафах или существующих распредщитах, шкафах управления клапанами, пускателях если позволяет степень защиты.

Рис. 6.2. DPU

DPU обмениваются информацией по резервированной сети и сигналы, подключенные к одному из DPU могут быть использованы другими DPU. В качестве сети для DataChief С20 выбрана сеть CAN (Controller Area Network) – промышленный стандарт, известный своей надежностью.

Удаленный контроль и управление DPU выполняется с помощью локальных операторских станций (Local Operator Station), подключенных непосредственно к CAN и/или удаленным операторским станциям (Remote Operator Station), подключенным к сети LAN.

Существует несколько типов DPU в зависимости от типа сигнала: аналоговый вход, термопара, аналоговый выход, дискретный вход или дискретный выход. Существуют DPU с комбинированным типом сигналов.

DPU не имеют заменяемых частей и аппаратных надстроек. Программное обеспечение ятя конфигурации аппаратной части модуля и программа DPU загружается с удаленной операторской станции ROS (Remote Operator Station) или с инструментальной PC, и постоянно хранится в DPU. Загрузка в один DPU может производиться, пока остальная система находится в работе.

Локальная операторская станция – LOS (Local Operator Station) является панелью для обмена информацией, подключенной непосредственно к CAN сети. LOS предназначена для обеспечения
доступа к DPU для контроля параметров процесса, управления оборудованием с места, имитации входных/выходных сигналов, настройки параметров и проверки встроенной диагностики.

Для LOS доступны все DPU, подключенные к

той же самой CAN сети. Для небольших систем LOS

может использоваться как основная операторская

панель.

Рис. 6.3. LOS (Local Operator Station)

Портативная версия LOS используется в период настройки для тестирования системы.

В сложных системах дополнительно используются RОS -Удаленная Операторская Станция. В качестве ROS используется PC, сертифицированный для морского применения. Программное обеспечение DataChief работает в среде Windows NT и система отображения использует новую эффективную технологию для улучшения графики.

При нажатии функциональной клавиши на операторской клавиатуре (Operator
Control Panel) информация появляется за доли секунды и обновляется не более,
чем за секунду. Команды на открытие и закрытие клапанов, запуск и останов насосов, активизация автоматических последовательностей осуществляется с помощью курсора. Аварийные сигналы и события с меткой времени хранятся, выводятся на дисплей и распечатываются через ROS. Аварийные сигналы передаются на мостик и в каюты через систему ОАПС.

Программируемые контроллеры SIMATIC S7-200 имеют:

· Международные сертификаты DIN, UL, CSA, FM, CE.

· Морские сертификаты LRS, ABS, GL, DNV, BV, NK.

· Сертификат Госстандарта России, подтверждающий соответствие требованиям стандартов ГОСТ Р.

· Метрологический сертификат Госстандарта России.

· Экспертное заключение о соответствии функциональных показателей интегрированной системы автоматизации SIMATIC S7 отраслевым требованиям и условиям эксплуатации энергопредприятий РАО “ЕЭС России”.

· Разрешение на применение федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору

Программируемые контроллеры SIMATIC S7-200 характеризуются следующими показателями:

· Эффективное программирование на языках STL, LAD и FBD.

· Высокое быстродействие. Время выполнения 1К логических инструкций не превышает 0.22мс.

· Наличие конфигурируемых реманентных областей памяти для необслуживаемого сохранения данных при перебоях в питании контроллера.

· 3-уровневая парольная защита программы пользователя.

· Универсальность входов и выходов центральных процессоров: стандартные дискретные входы и выходы, входы скоростного счета, импульсные выходы.

· Наращивание количества обслуживаемых входов и выходов за счет использования модулей расширения и/или систем распределенного ввода-вывода на основе AS-Interface.

· Универсальность встроенного интерфейса центральных процессоров: поддержка протоколов PPI/ MPI/ USS/ MODBUS, свободно программируемый порт.

· Наличие съемных терминальных блоков для подключения внешних цепей, упрощающих выполнение операций монтажа и замены вышедших из строя модулей.

· Поддержка обработки рецептурных данных.

· Использование картриджа памяти для регистрации данных и сохранения электронных версий технической документации.

· Возможность редактирования программы без перевода центрального процессора в режим STOP.

· Использование страничной адресации блоков данных.

Простота эксплуатации и обслуживания, работа в реальном масштабе
времени и почти неограниченные возможности коммуникации — все эти качества делают гибко программируемые контроллеры SIMATIC S7-200 практически универсальным средством построения систем управления. Обладая модульной архитектурой, в которую входят различные по мощности ЦПУ, это семейство устройств существенно расширяет привычную область применения гибко программируемых микроконтроллеров.

Область применения этих контроллеров простирается от простейших задач автоматизации, при решении которых использование программируемых контроллеров прежде было бы непозволительной роскошью, до создания больших децентрализованных систем управления на базе информационной шины PROFIBUS.

Одним из самых важных преимуществ контроллеров S7-200 является возведенная в ранг принципа простота их эксплуатации. Это относится как к средствам программирования контроллеров с их несложной структурой, так и к оптимальному сочетанию программного и аппаратного обеспечения, идет ли работа с программным пакетом STEP7Micro/WIN (для операционной системы MS Windows начиная с версии 3.x) или с программным пакетом STEP7Micro/DOS - пользовательским интерфейсом, построенным на базе «оконной» технологии. Контекстная помощь существенно упрощает процесс программирования в формах представления AWL («список команд») или КОР («контактный план»).

Полная стандартизация используемых команд сводит к минимуму
затраты на создание пользовательских программ. Несложная структура программ обеспечивает их наглядность. Подпрограммы и функции обработки прерываний просто присоединяются к телу основной программы.

Для исполнения специальных функций, включая функции обмена данными, выполнение программиых циклов, регулирование по алгоритму PID, работу с числами с плавающей запятой, имеются простые в применении команды. Двух инструкций «Читать сеть» и «Передавать в сеть», например, вполне достаточно для того, чтобы организовать передачу нужных данных в соответствующий момент времени по определенному адресу. Едва ли возможно организовать еще более простую процедуру обмена данными между двумя ЦПУ.

Дополнительный комфорт в программирование пользовательских приложений вносит наличие команды «Reccive», предназначенной для коммуникации с оборудованием других производителей.

Все ЦПУ контроллеров S7-200 оснащены базовым набором таймеров, счетчиков, маркеров для создания оптимальных пользовательских программ. Кроме того, программное обеспечение автоматически распознает адреса многочисленных модулей расширения.

Быстрые и точные реакции на происходящие в управляемом технологическом процессе события в реальном масштабе времени перестали быть преимуществом лишь больших и мощных контроллеров. SIMAT1C S7-200 решает эти задачи с легкостью. Егo быстрые функции обработки прерываний, счетчики и модулируемые по длительности импульсов выходы ставят новые, до сих пор невиданные в области программируемых микроконтроллеров, рекорды быстродействия.

Все контроллеры данного семейства оснащены функцией обработки прерываний, генерируемых по времени, которые позволяют решать задачи периодического контроля или периодического вывода управляющих сигналов, не увеличивая существенно время обработки главного программного цикла.

Так, например, можно прерывать программный цикл каждые 5 мс
(разрешающая способность до 1 мс), считывать аналоговые значения давлений и вращающих моментов в управляемой системе и обрабатывать их. Таким образом, можно обработать до 20000 событий в секунду, осуществляя одновременное управление шаговыми двигателями. В то время как обычные устройства класса программируемых микроконтроллеров, как правило, работают в

Рис. 6.4. Структура децентрализованной автоматизированной системы

в режиме «соло», контроллеры S7-200 могут «петь хором». Это значит, что их можно встраивать в комплексные децентрализованные автоматизированные системы (рис. 2.4).

Для интеграции по шине PROFIBUS и шине S7-200 (интерфейс РРI) в информационную сеть, состоящую из программируемых контроллеров, устройств считывания штрихкодов, принтеров, персональных компьютеров и терминалов, не требуется никакого дополнительного аппаратного обеспечения, кроме соединительного кабеля.

Подключение к шине производится по последовательному интерфейсу RS-485 с помощью 9-контактного штекера, который подходит и к любому программатору. При помощи кабеля PC/PPI можно осуществлять подключение к стандартному интерфейсу RS-232. Программное обеспечение протокольного уровня также уже содержится в микроконтроллере. Таким образом, гарантируется, что к микроконтроллеру, если он работает как устройство Master, могут также параллельно подключаться по интерфейсу PPI текстовые дисплеи или панели оператора из спектра устройств семейства SIMATIC.