Функциональная структура интеллектуальной СУИМ

Логическим развитием функциональных структур АСУТП в направлении их децентрализации является интеллектуализация самого нижнего уровня систем – датчиков, ИМ и, как следствие, СУИМ.

На рис. 10.1 приведена обобщенная функциональная схема интеллектуальной СУИМ, характерная для многих централизован- ных и децентрализованных АСУТП. Рассмотрим состав и функции интеллектуальных СУИМ, разрабатываемых одним из ведущих в данной области на российском рынке предприятий ОАО «ЗЭиМ».

Обозначения на схеме:

ВП – встроенный пульт; ПП – портативный пульт;

ПК – персональный компьютер; КВУ – контроллер верхнего уровня;

КИМ – контроллер исполнительного механизма;

УСО – устройство связи с объектом;

ПБР – пускатель бесконтактный реверсивный; ЭД – электродвигатель;

ИМ – исполнительный механизм; РО – рабочий орган;

БСПМ – блок сигнализации положения механизма.

Z

ПБР

Рис. 10.1. Функциональная схема интеллектуальной СУИМ

 

Контроллер верхнего управления уровня (КВУ) обеспечива- ет связь с основным интеллектуальным модулем СУИМ – кон- троллером исполнительного механизма (КИМ) – непосредственно через аналоговые и дискретные каналы ввода-вывода с помощью устройства связи с объектом УСО (сосредоточенные системы) или с помощью его полевой сети (распределенные системы). Посколь- ку управление через полевую сеть имеет более низкие динамиче- ские показатели, чем через непосредственные каналы УСО, для

сохранения динамических свойств сетевые устройства должны иметь достаточно широкие функциональные возможности для ав- тономного выполнения функций управления.

В состав средств интеллектуализации исполнительных меха- низмов помимо КИМ входят пускатели бесконтактные реверсив- ные интеллектуальные серии ПБР-И, блок сигнализации положе- ния механизма БСПМ.

Пускатели бесконтактные реверсивные интеллектуаль- ные ПБР-2И и ПБР-3И являются дальнейшим функциональным развитием  пускателей  ПБР-2М  и  ПБР-3А,  выпускаемых  ОАО

«ЗЭиМ», обеспечивают повышение качества контроля и управле- ния исполнительным механизмом. Пускатели ПБР-2И и ПБР-3И предназначены для бесконтактного реверсивного управления элек- трическими исполнительными механизмами трубопроводной ар- матуры соответственно с однофазным и трехфазным двигателями. Конструктивно пускатели выполнены в виде блоков с габаритами 110×100×150 мм и возможностью монтажа на DIN-рейку. Пуска- тели выполняют функции контроля параметров и управления ис- полнительным механизмом, индикации его состояния и настройки. Блок сигнализации положения механизма (БСПМ) предна- значен для сопряжения исполнительного механизма с устройством верхнего уровня по полевой сети с двухпроводной линией связи. Конструктивно БСПМ размещается в корпусе механизма. БСПМ совместно с КВУ и КИМ выполняет функции контроля парамет- ров, управления и защиты исполнительного механизма, ШИМ- модуляции, позиционирования, индикации его состояния, обмена данными по полевой сети с устройствами верхнего уровня управ-

ления, настройки блока.

Контроллер исполнительного механизма (КИМ) является полнофункциональным многоцелевым устройством контроля и управления ИМ и сопряженной с ним арматурой, интегрирую- щим функции всех рассмотренных выше устройств. Области при- менения контроллера – системы управления с централизованной и децентрализованной архитектурой, а также автономные локаль-

ные системы. Подключение контроллера к средствам верхнего уровня осуществляется в зависимости от исполнения контроллера одним из двух способов – через информационные и командные каналы контроллера (непосредственное подключение) или через полевую сеть (сетевое подключение). В автономном режиме кон- троллер выполняет все свои функции самостоятельно или по ко- мандам оператора.

Функции контроллера определяются аппаратными ресурсами соответствующего исполнения. Полный набор функций включает контроль параметров, управление и защиту механизма и арматуры, ШИМ-модуляцию, позиционирование и регулирование, техноло- гические защиты, индикацию значений параметров механизма, арматуры и технологических параметров, архивацию параметров, обмен данными по полевой сети с устройствами верхнего уровня управления, настройку параметров контроллера. Выбор конкрет- ного алгоритма регулирования осуществляется при настройке кон- троллера (ПИ, ПИД, ПДД, позиционер и т.п.).

Настройка контроллера осуществляется с помощью встроен- ного пульта (ВП), портативного пульта (ПП) либо от промышлен- ного компьютера (ПК), подключаемых к сетевому порту блока. В состав параметров настройки входят все предельно допустимые значения параметров ЭИМ (ток, напряжение и температура обмо- ток, моменты, скорость и ускорение движения и т.п.), зависимости токов, напряжения, активной мощности и момента на валу от по- ложения ИМ, параметры движения (зоны импульсного движения при сдергивании и дожиме, положения виртуальных концевых, путевых и моментных выключателей), параметры прикладных программ (ШИМ-модулятора, позиционера, регулятора, защит по технологическим параметрам и т.п.), параметры архивизации, па- раметры полевой сети (состав, сетевые номера, скорости сетей, конфигурация сетей и т.п.), а также другие параметры.

Встроенный пульт (ВП) содержит цифровой светодиодный шестиразрядный (восьмисегментный с точкой) индикатор для ин- дикации номеров выбираемых параметров и их значений, восемь светодиодов для сигнализации режимов и состояний контроллера

и механизма, три трехпозиционных переключателя для установки режима работы контроллера, режима настройки и ручного измене- ния положения механизма (открыть-закрыть) или значения на- страиваемого параметра (больше-меньше). В контроллере преду- смотрена возможность индикации положения вала на встроенном пульте при отключении питания механизма.

Портативный пульт (ПП) настройки содержит двухстроч- ный алфавитно-цифровой ЖКИ-дисплей, клавиатуру и инфракрас- ный канал для связи с КИМ. Функции пульта и индицируемые и/или настраиваемые параметры контроллера идентифицируются не номерами, а именами. Имя параметра и его значение индици- руются одновременно в разных строках алфавитно-цифрового ЖКИ-дисплея. Настройка контроллера с помощью пульта осуще- ствляется как в режиме онлайн, так и в автономном режиме путем установки значения каждого настраиваемого параметра с после- дующей загрузкой значений всех параметров в контроллер по од- ной команде пульта.

Персональный компьютер (ПК) для работы с контроллером КИМ содержит программный пакет «Конфигуратор» и подключает- ся к полевой сети непосредственно или через устройство верхнего уровня. Персональный компьютер обеспечивает более высокий по сравнению с пультами сервис при работе с контроллером  КИМ и дистанционный доступ к контроллеру через полевую сеть.

Обмен данными блока БСПМ при сетевых исполнениях кон- троллера КИМ с КВУ ведется в режиме «ведущий-ведомый» по полевой сети с интерфейсом RS-485, при этом КВУ является ве- дущим устройством, БСПМ и КИМ – ведомыми.