Программно-технический комплекс Квинт

 

Описание

 

Квинт включает все необходимые средства для создания современной АСУ ТП. В его состав входят контроллеры, информационно-вычислительные рабочие станции, средства мониторинга, сетевые компоненты и САПР для проектирования систем управления.

Все компоненты Квинта тщательно "притерты" друг к другу и не требуют дополнительной работы по взаимной стыковке и увязке протоколов. Во всех своих частях Квинт использует однотипные методы работы и способы проектирования.

Аппаратура Квинта изготавливается на российском предприятии Элара (г. Чебоксары), которое имеет сертификат качества ИСО 9001.

Квинт предназначен для автоматизации различных производственных процессов - энергетических, химических, металлургических и т.п..

Это полнофункциональный комплекс, выполняющий задачи автоматического регулирования, логического шагового управления, технологических защит, представления, кратковременного и долговременного хранения и передачи технологической информации.

Квинт – это интегрированный комплекс, имеющий средства для объединения в единое информационное пространство многих подсистем, в том числе территориально рассредоточенных, каждая из которых может работать автономно, но при этом использовать часть информации из соседних подсистем.

Он обеспечивает высокий уровень надежности, которая достигается специальными аппаратными решениями, а также возможностями многоуровневого резервирования отдельных модулей, контроллеров, рабочих станций, информационных и питающих сетей.

Квинт – это масштабируемый комплекс, который эффективно используется для автоматизации как отдельных установок, так и предприятия в целом. В минимальном комплекте Квинт может состоять из одного контроллера и универсальной рабочей станции, в максимальном – иметь несколько сотен контроллеров и несколько десятков рабочих станций, привязанных к единому времени.

Квинт имеет развитый САПР, с помощью которого через единую базу данных проекта готовятся прикладные программы для управления и представления информации. Все эти задачи решаются специалистами по АСУ ТП с помощью дружественного интерфейса без привлечения программистов.

Квинт имеет развитую систему авторизованного доступа, которая позволяет с точностью до единичных оперативных объектов или групп объектов и с точностью до отдельных лиц или групп лиц разрешить или запретить как наблюдение, так и изменение информации.

Это отечественный комплекс, все ключевые средства которого разработаны и изготовлены в России. В Квинте используются импортные комплектующие элементы, обладающие особо высокой степенью интеграции и повышенной надежностью.

 

Структура программно-технического комплекса Квинт

 

Программно-технический комплекс Квинт состоит из четырех подсистем:

– контроллеры (Ремиконты);

– рабочие станции ИВК;

– сети;

– средства САПР.

 

Ремиконты выполняют функции сбора и предварительной обработки информации, автоматического регулирования, логического шагового управления, технологических защит, регистрации событий, управления исполнительными устройствами

Рабочие станции занимаются представлением информации, ее архивированием, анализом. Они также выполняют статистические и оптимизирующие расчеты и ведут мониторинг состояния всех программно-технических средств Квинта, работающих в АСУ ТП.

Сети организуют информационную связь между подсистемами Квинта, а также между Квинтом и службами предприятия (плановый, расчетный отделы и т.п.).

Средства САПР предоставляет пользователю набор мощных инструментальных средств для проектирования АСУ ТП.

 

Архитектура

 

Квинт имеет два варианта архитектуры – двухуровневую и одноуровневую.

Двухуровневый вариант обычно используется в крупных системах, на нижнем уровне находятся контроллеры - многофункциональные и защитные Ремиконты. На верхнем уровне размещаются рабочие станции информационно-вычислительного комплекса (ИВК). Все технические средства Квинта образуют единое информационное пространство, которое поддерживается сетью Ethernet и/или FastEthernet.

 

Рис. 1.19

 

Одноуровневый вариант обычно используется в небольших системах. В нем контроллеры напрямую подключаются к сети Ethernet. В этом случае используется бесшлюзовый вариант Ремиконта.

В Квинт могут интегрироваться любые технические средства других фирм, поддерживающие технологию OPC.

 

Контроллеры

 

Ремиконты – это микропроцессорные контроллеры, входящие в состав Квинта. Как многоканальный (Р–310), так и малоканальный (Р–330). Ремиконты состоят из базового комплекта (процессор класса 386/486) и модулей УСО (аналоговые, дискретные и импульсные входы-выходы различной номенклатуры).

Ремиконты Р-310 выполнены в блочном каркасе 19" и имеют два конструктивных исполнения: полное и половинное. В полном варианте в одном каркасе размещается один контроллер, содержащий до 16 модулей УСО. В половинном варианте один каркас содержит два контроллера, в каждый из которых можно установить до 5 модулей УСО.

Ремиконты Р-330 выполнены в блочном каркасе 10". УСО этого контроллера могут находиться в центральном блоке вместе с процессором, либо устанавливаться в блоках расширения, размещаемых на значительном удалении от центрального блока (полевые УСО).

Ремиконты Р-310 и Р-330 имеют однотипную библиотеку, насчитывающую более 100 алгоритмов и 500 функций для решения всех задач сбора, предварительной обработки информации, автоматического регулирования, логико-программного управления, расчетов и управления всеми типами исполнительных устройств (регулирующими и дискретными клапанами, задвижками, двигателями и т.д.).

Во всех контроллерах допускается горячая замена модулей УСО без отключения питания.

 

Для ввода-вывода информации в контроллерах Квинта используются модули связи с объектом (УСО). В многоканальном Ремиконте Р-310 размер всех модулей УСО 220х233 мм, в малоканальном полевом Ремиконте Р-330 - 100х160 мм.

Модули аналогового ввода (АЦП) программно настраиваются на вид датчика и диапазон измерения. Модули аналогового вывода программно настраиваются на диапазон выходного сигнала.

Любой тип модуля УСО может устанавливаться на любое свободное место в каркасе. Ограничения на сочетание модулей отсутствуют.

Отличительная особенность УСО – высокая помехозащищенность при работе на длинные линии связи. Допускается горячая замена любого модуля УСО без отключения питания.

 

Таблица 1.6.1

Тип модуля	Параметры
Ремиконт Р-310	Ремиконт Р-330
Аналоговый ввод	16 каналов в одном модуле. Сигналы 0-5, 0-20, 4-20 мА, термопары, термосопротивления разных градуировок. Индивидуальная программная настройка каждого канала на вид датчика и диапазон сигналов (температур). Линеаризация характеристик датчиков в каждом канале. Индивидуальная гальваническая развязка каждого канала друг от друга (500 В) и от цифровых элементов (1500 В)	8 каналов в одном модуле. Сигналы 0-5, 0-20, 4-20 мА, термопары, термосопротивления разных градуировок. Индивидуальная программная настройка каждого канала на вид датчика и диапазон сигналов (температур). Линеаризация характеристик датчиков в каждом канале. Индивидуальная гальваническая развязка каждого канала друг от друга (500 В) и от цифровых элементов (1500 В)
Аналоговый вывод	16 каналов в одном модуле. Унифицированные сигналы 0-5, 0-20, 4-20 мА. Индивидуальное программирование каждого канала на диапазон сигналов. Индивидуальная гальваническая развязка каждого канала друг от друга (500 В) и от цифровых элементов (1500 В)	6 каналов в одном модуле. Унифицированные сигналы 0-5, 0-20, 4-20 мА. Индивидуальное программирование каждого канала на диапазон сигналов. Индивидуальная гальваническая развязка каждого канала друг от друга (500 В) и от цифровых элементов (1500 В)
Дискретный ввод 24 В	64 канала в одном модуле. Сигналы от датчиков 24. Групповая (по 16 каналов) гальваническая развязка между группами (500 В) и каждой группы от цифровых элементов (1500 В)	16 канала в одном модуле. Сигналы от сухих контактов 24 В. Групповая (по 16 каналов) гальваническая развязка между группами (500 В) и каждой группы от цифровых элементов (1500 В)
Дискретный вывод 24 В	64 канала в одном модуле. Нагрузка до 48 В/0,2 А. Защита от перегрузок. Групповая (по 16 каналов) гальваническая развязка между группами (500 В) и каждой группы от цифровых элементов (1500 В)	16 канала в одном модуле. Нагрузка до 48 В/0,2 А. Защита от перегрузок. Групповая (по 16 каналов) гальваническая развязка между группами (500 В) и каждой группы от цифровых элементов (1500 В)
Импульсный вывод 24 В	20+20 (больше-меньше) каналов в одном модуле. Нагрузка до 48 В/0,2 А. Защита от перегрузок. Попарная гальваническая развязка между каналами (500 В) и каждой пары от цифровых элементов (1500 В)	10+10 (больше-меньше) каналов в одном модуле. Нагрузка до 48 В/0,2 А. Защита от перегрузок. Попарная гальваническая развязка между каналами (500 В) и каждой пары от цифровых элементов (1500 В)
Дискретный ввод 220 В	16 каналов в одном блоке, совмещенном с клеммной колодкой. Сигналы от датчиков 220 В. Индивидуальная гальваническая развязка между каналами и каждого канала от цифровых элементов (1500 В)	16 каналов в одном блоке, совмещенном с клеммной колодкой. Сигналы от датчиков 220 В. Индивидуальная гальваническая развязка между каналами и каждого канала от цифровых элементов (1500 В)
Дискретный вывод 220 В	16 каналов в одном блоке, совмещенном с клеммной колодкой. Нагрузка до 220 В/2 А. Индивидуальная гальваническая развязка между каналами и каждого канала от цифровых элементов (1500 В)	16 каналов в одном блоке, совмещенном с клеммной колодкой. Нагрузка до 220 В/2 А. Индивидуальная гальваническая развязка между каналами и каждого канала от цифровых элементов (1500 В)
Импульсный ввод	32 канала в одном модуле. Сигналы от электрических счетчиков. Высокая помехозащищенность при работе на длинные линии. Формирование питания электронной схемы счетчиков.	16 каналов в одном модуле. Сигналы от электрических счетчиков. Высокая помехозащищенность при работе на длинные линии. Формирование питания электронной схемы счетчиков.

 

 

Рабочие станции

 

Рабочие станции оперативного управления работают в режиме "on-line". Они построены на базе персональных компьютеров и серверов и оснащены специализированным фирменным программным обеспечением, работающим под управлением операционной системы Windows XP Professional.

Каждая рабочая станция может быть специализированной или комбинированной. Специализированная станция решает какую-то одну конкретную задачу, комбинированные станции могут одновременно решать несколько задач.

В крупной системе число рабочих станций может составлять несколько десятков, при этом каждая рабочая станция – это отдельный компьютер. На одном объекте могут использоваться несколько рабочих станций одного вида (например, несколько операторских и архивных станций).

В системе среднего масштаба обычно используется 5-6 компьютеров, при этом часть из них имеет комбинированное назначение.

В небольшой системе задействуются 1-2 компьютера, каждый из которых имеет комбинированной назначение.

Операторская станция предназначена для представления текущей информации, сигнализации и трендов оператору-технологу. Отличительная особенность операторской станции Квинта – тщательно продуманная система навигации по мнемосхемам и объектам, благодаря которой даже в сложной системе, состоящей из нескольких сотен мнемосхем и нескольких тысяч объектов, до нужной информации можно "добраться" за 1-2 сек.

Событийная станция представляет текущую последовательность событий оператору-технологу. Все события делятся на штатные (включение, выключение и т.д.), нештатные (выход за аварийный допуск, несанкционированная команда и т.д.) и аварийные (срабатывание защит). Событийная станция обычно устанавливается рядом с операторской, однако возможен вариант, когда операторские и событийные функции выполняются на одном компьютере.

Архивная станция хранит всю информацию о значениях сигналов и состоянии оборудования. Имеется кратковременный архив, размещенный в оперативной памяти сервера архива, и долговременный архив, размещаемый на жестком диске или CD-ROM. Отличительной особенностью архивной станции Квинта является то, что она может работать при большом потоке архивируемой информации. Это особенно важно в переходных режимах работы технологического оборудования (пуски, остановы, аварии и т.д.)

Станция анализа позволяет с помощью удобного человеко-машинного интерфейса анализировать архивную информацию - задавать отрезки времени для анализа, выбирать удобную форму представления и т.д. С помощью этой станции также подготавливаются и распечатываются протоколы и ведомости.

Инженерная станция - это инструмент наладчика. С помощью инженерной станции технологические программы загружаются в контроллеры, в них непосредственно в оперативном режиме изменяются параметры настройки, запускаются тесты и т.п.

Приборная станция позволяет вести непрерывный мониторинг исправности всех технических средств Квинта. При любых неисправностях на экран инженерной станции выводятся сообщения с указанием места, в котором зафиксирован отказ.

Расчетная станция используется для проведения сложных расчетов – технико-экономических показателей, статистической обработки, оптимизации и т.п.

Станция единого времени обеспечивает единое время для всех технических средств Квинта, привязанное с высокой точностью к астрономическому времени через спутниковую систему GPS.

 

Сети

 

Сетевые средства Квинта обеспечивают единое информационное пространство для всех средств АСУ ТП. Главная информационная магистраль Квинта – это сеть Ethernet (для малых систем) FastEthernet (для средних систем) или GigaEthernet (для крупных систем).

В зависимости от размещения технических средств в Квинте используются следующие сетевые кабели:

- витая пара (длина одного сегмента до 100 м);

- оптоволокно (длина одного сегмента до 2 км).

Логическая организация сети – магистраль, физическая – звезда. Для построения сети используются стандартные концентраторы и коммутаторы известных фирм (Cisco, Intel и т.д.).

В крупных системах может использоваться несколько десятков концентраторов и коммутаторов, в системах среднего масштаба устанавливается один коммутатор и несколько концентраторов, для малой системы обычно достаточно одного концентратора.

Группа Ремиконтов, называемая системным модулем, объединяется контроллерной сетью, работающей на частоте от 64 кГц (расстояние до 1,2 км) до 2 МГц (расстояние до 100 м). Каждый системный модуль, в который может входить до 20 Ремиконтов, имеет автономную контроллерную сеть. Каждый системный модуль связывается с главной сетевой магистралью через базовый шлюз.