Аппаратно промышленные контроллеры имеют модульную архитектуру и могут состоять из следующих компонентов: 1. Базовая панель (Baseplate). Служит для размещения других мо-дулей системы, устанавливаемых в специально отведенные позиции (слоты). Внутри ее проходят две шины: одна – для подачи питания на модули, другая – для пересылки данных и информационного обмена между модулями. 2. Модуль центрального вычислительного устройства (процессо-ра) (СPU). Это мозг системы, в котором происходит математическая обработка данных. Для связи с другими устройствами CPU часто оснащается сетевым интерфейсом, поддерживающим тот или иной коммуникационный стандарт. 3. Коммуникационные модули. Необходимы для добавления сетевых интерфейсов, неподдерживаемых напрямую самим CPU. C их по-
мощью к контроллеру подключают узлы распределенного ввода/вывода, интеллектуальные полевые приборы и станции операторского уровня. Они реализуют дистанционную загрузку задач и оперативный обмен данными между PLC, рабочими станциями операторов (уровень SCADA-систем) и компьютеров верхних уровней (уровень MES и ERP-систем) на расстоянии от сотен метров до нескольких километров.
4. Блок питания – запитывает контроллер напряжением 220 V. При его отсутствии запитываются от внешнего блока питания. 5. Модули ввода данных и вывода управляющих воздействий. Ино-гда на базовую панель устанавливаются модули ввода/вывода поле-вых сигналов, которые образуют так называемый локальный
ввод/вывод, однако для большинства распределенных систем управления (DCS) характерно использование именно распределенного (удаленного) ввода/вывода. 6. Средства индикации (не обязательны). Выводят информацию (при помощи светодиодов или индикаторных панелей) о состоянии контроллера и процесса управления в целом, о прохождении тестов и типах обнаруженных ошибок, о состоянии каналов связи с ОУ.
28. Программное обеспечение контроллера: основные требования и компоненты
Основные требования к программному обеспечению для PLC:
• автономность;
• поддержка процессов сбора, анализа информации и управления,
а также локальных баз данных в реальном времени;
• возможность дистанционного управления со стороны диспетчерского пункта (уровень SCADA-систем);
• сетевая поддержка.
Программное обеспечение PLC включает следующие компоненты:
• тестовое; ( Выполняет тестирование
(отладку) отдельных PLC и системы в целом)
• базовое; (операционные системы реального времени, управляющие выполнением прикладной технологической программы и устройствами PLC; • сетевые программные средства, обеспечивающие информационный обмен между отдельными узлами и возможность дистанционного доступа и управления в распределенной системе.)
• прикладное технологическое.
29. Исполнительные механизмы.
Исполнительный механизм состоит из следующих базовых элементов (рис. 1):
• исполнительный двигатель (электродвигатель, поршень, мембрана);
• элемент сцепления (муфта, шарнир);
• передаточно-преобразующий элемент (редуктор с выходным
рычагом или штоком);
• усилитель мощности (электрические, пневматические, гид-
равлические, комбинированные).
Основные характеристики: а) номинальное и максимальное значение вращающего момента на выходном валу (поворотные) или усилия на выходном штоке;
б) время оборота выходного вала ИМ или хода его штока;
в) максимальная величина угла поворота выходного вала или хода
штока; г) зона нечувствительности. Исполнительные механизмы классифицируют по следующим признакам:
1) перемещение регулирующего органа (поворотные и прямоходные);
2) конструктивное исполнение (электрические, гидравлические пневматические);
Электрические – с приводами электрического двигателя и электромагнита;
Гидравлические – с приводами: поршневыми, плунжерными, от гидродвигателя;
Пневматические – с приводами: поршневыми, плунжерными, мембранным, диафрагменным, от пневмодвигателя.
30. Регулирующие органы.
Назначение и классификация. Регулирующий орган (РО) – конечный элемент САУ, осуществляющий непосредственное управляющее воздействие на ОУ. Он изменяет материальный (энергетический) поток, а также взаимное расположение частей аппаратов, станков или механизмов в сторону нормального протекания хода технологического процесса. Основные характеристики. Основной характеристикой РО является зависимость выходной переменной Y (расход, давление, напряжение) от величиной хода регулирующего органа (х.р.о., %).Динамические характеристики РО (инерционность, запаздывание), обычно намного меньше чем у ОУ.Пропускная способность (! важный параметр) – расход жидкости ρ = 1000 кг/м3, пропускаемой регулирующим органом при перепаде на нем давления 0,1 мм/см2 [м3/час]
Пропускная характеристика – зависимость пропускной способности от перемещения затвора S: kv = f (S) при постоянном перепаде давления. В справочниках значения kv приводятся для полностью от-крытых РО. Расходная характеристика – зависимость относительного расхо-да среды µ от S т.е. µ= f (S), где µ= Q1/Qmax; Q1 – расход среды при некотором открытии РО; Qmax – расход среды при полностью открытом РО.
