В.В. КОСТИНЕВИЧ (ОАО “Электромеханика”)

 

“Дирижер” - программно-технический комплекс нового поколения

 

Содержатся краткие маркетинговые и технические материалы, посвященные новому поколению современных программно-технических комплексов (ПТК) “Дирижер”, серийный выпуск которых освоен в ОАО “Электромеханика” (Пенза).

The article contains brief technical information on new generation of modern Software-Hardware Complexes (SHC) “Dirizher”, the serial production of which is being developed in JS Company “Electromechanika”, Penza, Russia.

        Рост промышленного производства сопровождается увеличением потребности в средствах автоматизации. Многие отрасли промышленности (в первую очередь добывающие) приступили к техническому перевооружению; на повестке дня – модернизация химических предприятий, заводов по переработке нефти и газа.

        Успешное проведение политики на рынке средств автоматизации возможно лишь при условии создания открытых, функционально расширяемых и конфигурируемых ПТК, основанных на технологии системной интеграции оборудования различных фирм-произво-дителей с применением международных стандартов на аппаратные и программные средства.

        Более 15 лет пензенское ОАО “Электромеханика” является одним из российских лидеров по выпуску средств автоматизации и прежде всего промышленных программируемых контроллеров. Контроллеры сер. УПУ-ТП еще в начале 90-х годов прочно завоевали рынок России и стран ближнего зарубежья благодаря надежности, простоте и многофункциональности. Успешно и эффективно они работают на гигантах российской промышленности: АО “ГАз”, АО “УАз”, предприятиях РАО “Газпром”, станко- и приборостроительных заводах. Сегодня на рынок поступили качественно новые изделия объединения – программируемый контроллер ПКЭМ-3 (см. рисунок на 4 странице обложки журнала “Промышленные АСУ и контроллеры” № 1, 1999 г.) и ПТК “Дирижер” на его базе.

        Опыт работы предприятия показывает, что производство контроллеров с набором аппаратных и программных средств, отвечающих требованиям абсолютного большинства потребителей, экономически невыгодно. Целесообразнее выпускать некоторый базовый набор средств, при этом следует оперативно изучать запросы потребителей и комплектовать контроллеры требуемыми программными и аппаратными средствами ведущих зарубежных фирм, таких как Siemens, PEP, Allen-Breadley.

        В основу контроллера и ПТК положены перспективные достижения в области аппаратно-программных средств [1]:

  1. VME-архитектура;
  2. операционная система реального времени OS-9;
  3. средства технологического программирования контроллеров ISaGRAF;
  4. мезонинные технологии;
  5. стандартные коррозионно-стойкие конструктивы;
  6. промышленные сети Profibus, Modbus, Ethernet.

        Набор этих средств, а также встроенная самодиагностика позволяют организовать многопроцессорный принцип построения систем управления с возможностью создания отказоустойчивой многозадачной системы на основе дублирования, “горячего резервирования” или мажорирования.

         Условия эксплуатации контроллера ПКЭМ-3

Температура воздуха, ° С 1…55

Относительная влажность, % 5…95

Атмосферное давление, кПа 84…107

Частота вибрации, Гц 10…55 (с амплитудой 0,35 мм)

Для более суровых условий эксплуатации контроллер может быть исполнен с расширенным температурным диапазоном: -40…+85 ° С и общей степенью защиты IP20.

Электропитание контроллера осуществляется однофазным напряжением переменного тока 220/110 В (50 Гц), или от нестабилизированного источника питания напряжением +24 В.

        Контроллер имеет классическое каркасно-модульное исполнение. Высокие требования к жесткости конструкции определили формат модулей 3U с размерами печатных плат 100? 160 мм и шириной модулей 4 или 8 HP (1 HP = 5,08 мм). Каркас изготовляется в пяти вариантах: с числом модульных мест 7, 9, 12, 15 и 21, причем одно из них занимает процессорный модуль. Блок питания располагается в каркасе.

Контроллер комплектуется процессорными модулями различной конфигурации. В качестве базовогоwpe1.jpg (5840 bytes)процессорного модуля выбран наиболее оптимальный по функциональным возможностям и цене – модуль VIUC производства фирмы PEP Modular Computers (Германия) [2].

wpe2.jpg (7609 bytes)

 

Техническая характеристика модуля VIUS

Тактовая частота, МГц 20

Память, Кбайт:

SRAM энергонезависимая 512

Flash 512

Таймер реального времени RTS

Последовательные интерфейсы RS-232, -485

Если необходимо, контроллер комплектуется процессорными модулями с более широким диапазоном параметров.

Тактовая частота, МГц 25/40

SRAM, Кбайт/Мбайт 256/1

DRAM, Мбайт 16/32

Таймер реального времени RTS

Последовательные интерфейсы RS-232 (2 канала)

        Программы пользователя загружаются в энергонезависимое ОЗУ. Для контроля работы процессорного модуля предусмотрен энергонезависимый таймер реального времени RTC, а также таймер Watchdog; имеется одноуровневый арбитр шины VME, семиуровневый арбитр прерываний. Информационная связь с внешней средой осуществляется через радиальный интерфейс RS-232 и магистральный последовательный RS-485.

        В состав контроллера ПКЭМ-3 входят модули ввода/вывода собственного производства, выполненные на основе современной высококачественной элементной базы ведущих зарубежных изготовителей. Все модули ввода/вывода дискретных и аналоговых сигналов имеют гальваническую развязку внешних сигналов от шины контроллера, индивидуальную индикацию состояния канала ввода/вывода и съемные соединители, выпускаемые фирмами WAGO и АМР для подключения сигналов объекта управления к контроллеру.

К модулям ввода/вывода дискретных сигналов относятся:

  1. Ввод =24 – модуль ввода дискретных сигналов постоянного тока напряжением 24 В;
  2. Ввод ~ 110 – то же, переменного тока напряжением 110 В;
  3. Ввод ~ 220 – то же, переменного тока напряжением 220 В;
  4. Вывод =24/1, 2 – модуль вывода дискретных сигналов постоянного тока напряжением 24 В, модификации на ток 1 и 2 А соответственно;
  5. Вывод ~ 220/2 – то же, переменного тока напряжением 60…250 В;
  6. Вывод-реле – модуль вывода дискретных сигналов (типа “сухой контакт”).

Основные характеристики перечисленных модулей приведены в табл. 1 и 2.

К модулям ввода/вывода аналоговых сигналов относятся:

  1. Ввод АЦ (аналого-цифровой);
  2. Вывод ЦА (цифроаналоговый).

Характеристики аналоговых модулей приведены в табл. 3.

        К модулям собственного производства относится также универсальный модуль – носитель мезонинных плат семейства Modpack: ММП, который позволяет разместить две мезонинные платы и организовать комбинированный модуль ввода/вывода дискретных, аналоговых, частотных сигналов, различные интерфейсы последовательной передачи данных.

        Объединение может доукомплектовать контроллер устройствами других фирм: быстродействующими счетчиками; модулями памяти, управления шаговыми двигателями, накопителей HDD и FDD; многоканальным последовательным модулем ввода/вывода; графическими контроллерами.

        Номенклатура мезонинных плат очень широка и способна удовлетворить любой спрос. Далее приведены типы мезонинных плат, которые могут применяться в составе контроллера ПКЭМ-3.

            Мезонинные платы: дискретный ввод/вывод

PB-DIN2 12 гальванически развязанных друг от друга дискретных входов, Umax = 60 В (20 кГц)

PB-DIO2 По десять дискретных входов и выходов =24 В(с общим питанием), 2 канала в каждой группе,

поддерживающих прерывание; 24-битный таймер с частотой 8 МГц; все каналы имеют

гальваническое разделение

PB-DIO3 Десять дискретных входов =24 В(с общей землей), десять дискретных выходов

=24 В/100 мА (с общей землей); два канала формируют прерывание, все каналы имеют

гальваническое разделение

PB-DIO4 ..Восемь дискретных входов =(12…80) В, восемь дискретных выходов =(5…80) В/0,5 А

(с общей землей). Все каналы с гальваническим разделением 1500 В от системы и 1000 В друг от друга

PB-DOUT 12 дискретных независимых оптоизолированных выходов, питающихся от 12 В/300 мА до 80 В, c защитой индуктивной нагрузки

PB-DOUT 16 дискретных оптоизолированных выходов =28 В, ток нагрузки 1 А на канал,

защита от перегрузок, короткого замыкания, перенапряжения и перегрева индуктивной нагрузки

            Мезонинные платы: аналоговый ввод/вывод

PB-ADC Восемь аналоговых дифференциальных входов с десятибитным разрешением,

время преобразования 16 мкс. Одно- и двухполярное напряжение в диапазонах 0…10 В и ± 10 В, линия запроса на прерывание

PB-ADC2 Восемь аналоговых дифференциальных входов с десятибитным разрешением, время

преобразования – 16 мкс, диапазон входного тока 0…20 мА, линия запроса прерываний

PB-ADC3-U Восемь оптоизолированных дифференциальных по напряжению входов,

одно- и двухполярных, 12-битное разрешение, 500-В гальваническая изоляция от системы, время преобразования 43 мкс

PB-ADC3-I Восемь оптоизолированных токовых входов 0…20 мА, 12-битное разрешение, 500-В гальваническое разделение от системы, время преобразования 43 мкс

PB-DAC3-U Четыре оптоизолированных цифроаналоговых канала с 12-битным разрешением, 500-В гальваническое разделение от системы, одно- или двухполярные, регулируемое напряжение выхода

PB-DAC3-I Четыре оптоизолированных цифроаналоговых канала с 12-битным разрешением 0…20 мА, 500-В гальваническая изоляция от системы, регулируемое опорное напряжение (0…10 В)

            Мезонинные платы: последовательный ввод/вывод

PB-SIO4 Четыре последовательных канала RS-232, поддержка полной дуплексной последовательной передачи, асинхронная передача до 19,2 Кбит/с

PB-SIO4 Четыре последовательных канала RS-232, поддержка полной дуплексной последовательной передачи, асинхронная передача до 19,2 Кбит/с, все сигналы оптоизолированы

PB-SIO4А Четыре последовательных канала RS-232, поддерживает полную дуплексную последовательную передачу, асинхронная передача до 115 Кбит/с, все сигналы оптоизолированы

PB-SIO4А Четыре последовательных интерфейса

RS-422, поддерживает полную дуплексную последовательную передачу, асинхронная передача до 115 Кбит/с

PB-SIO4А Четыре асинхронных интерфейса RS-485. Полный дуплекс последовательной передачи, асинхронная передача до 115 Кбит/с

PB-SIO4А Четыре последовательных интерфейса

RS-485, поддержка полного дуплекса последовательной передачи, асинхронная передача до 115 Кбит/с, все сигналы оптоизолированы

            Мезонинные платы: счетчики и таймеры

PB-CNT2 Три счетчика с 24-битным разрешением, Up/Down, одно-, двух-, четырехквадратный и кольцевой виды счетчиков, 24-битный регистр сравнения, три дифференциальных входа (с фильтром) =12 В + 1 выход =24 В/ 200 мА (на счетчик), все оптоизолированы, Fmax = 300 кГц

PB-CNT2 Три счетчика с 24-битным разрешением, Up/Down, одно-, двух-, четырехквадратный и кольцевой виды счетчиков, 24-битный регистр сравнения, три дифференциальных входа (с фильтром) =5 В + 1 выход =24 В/ 200 мА (на счетчик), все оптоизолированы, Fmax = 300 кГц

PB-TIM2 Три таймера, 24 бита, 16-битный регистр с предварительной установкой, три дифференциальных входа (с фильтром) 12 В + 1 выход =24 В/200 мА/10 кГц (на канал), все оптоизолированы, Fmax = 300 кГц

PB-TIM2 Три таймера, 24 бита, 16-битный регистр с предварительной установкой, три дифференциальных входа (с фильтром) 24 В + 1 выход =24 В/200 мА/10 кГц (на канал), все оптоизолированы, Fmax = 300 кГц

PB-TIM2 Три таймера, 24 бита, 16-битный регистр с предварительной установкой, три дифференциальных входа (с фильтром) 5 В + 1 выход =24 В/200 мА/10 кГц (на канал), все оптоизолированы, Fmax = 300 кГц

            Мезонинные платы: контроллеры

PB-STP Многорежимный контроллер шагового двигателя, одна ось, 24 или 5 В

        Программирование контроллера осуществляется с помощью инструментальной системы ISaGRAF, работающей в среде OS-9 и поддерживающей программирование контроллеров в стандарте IEC 1131-3.

        Главное достоинство ISaGRAF – простой, понятный для технолога графический интерфейс: встроенные средства отладки, моделирования, тестирования и документирования, поддержка промышленных сетей Profibus и Modbus.

Инструментальная система ISaGRAF включают следующие языки программирования [3]:

  1. последовательных функциональных схем (Sequential Function Charts; Grafcet), описывающий логику программы как последовательность процедурных шагов и условных переходов;
  2. функциональных блоковых диаграмм (Function Block Diagrams), где процедура строится из различных функциональных имеющихся в библиотеке блоков (арифметические выражения, управление логикой, ПИД регуляторы, блоки описания законов управления, мультиплексоры и т.д.);
  3. релейных диаграмм (Ladder Diagrams), использующий логические переключатели.

Кроме того, система содержит:

  1. структурированный текст (Structured Text), являющийся языком высокого уровня типа PASCAL; применяемый для обработки данных;
  2. список инструкций (Instruction List);
  3. язык низкого уровня для оптимизации процедур;
  4. интерфейс с функциями, написанными на языке ANSIC (при наличии компилятора).

        Пакет ISaGRAF может поставляться как отдельный программный продукт и в составе компьютера типа Notebook, называемого системным программатором (ПС-3).

        Контроллер комплектуется хорошо известными на российском рынке SCADA-системами: Trace Mode и InTouch. В качестве средств визуализации систем управления на базе ПКЭМ-3 поставляются панели оператора фирм Exor Elektronic или Allen-Breadley.

        Объединение обеспечивает потребителям своей продукции широкий спектр сервисных услуг и технической поддержки, гарантирует высокое качество изделий.

Контактный телефон в Пензе (841-2) 33-40-42 (отдел маркетинга); факс 33-21-29.

E-mail: market@tem.penza.com.ru

Список литературы

  1. Алдерман Рей. Технология на базе VME: Процессорные платы // Мир компьютерной автоматизации. 1997. №3.
  2. Стивенс Пол. Применение VME-носителей с IP-мезонинами в промышленности // Там же. 1996. №3.
  3. Любашин А.Н. Что такое ISaGRAF? // Там же. 1995. №2.

возврат к содержанию журнала

возврат к меню номеров журнала

возврат к главной странице