Распределенные комплексы ТЭКОН в задачах управления производством

Распределенные комплексы ТЭКОН в задачах управления производством
Алексей Чуваков, Александр Пирогов, Павел Жарков
ООО "Инженерно-внедренческое предприятие КРЕЙТ"

Екатеринбургское ООО "Инженерно-внедренческое предприятие КРЕЙТ" участвует в работах по энергосбережению и автоматизации технологических процессов более 10 лет, используя в числе основных изделий микропроцессорные контроллеры серии ТЭКОН собственной разработки. Сегодня КРЕЙТ предлагает вниманию читателей новую серию приборов: расчетно-измерительные преобразователи ТЭКОН-19, рег. №24849-03 Госреестра средств измерений РФ.

Главной особенностью таких приборов является их ориентация на комплексное решение задач автоматизации управления технологическими процессами различного назначения, а также на функционирование в составе распределенных систем энергоучета различной степени сложности.

Каждый преобразователь представляет собой устройство, состоящее из микропроцессорного контроллера, подключаемого к шине, и программных приложений. Для того чтобы преобразователь выполнял конкретные функции, определяемые связанными с ним датчиками или исполнительными механизмами, в его программном обеспечении содержится прикладная программа с широким набором алгоритмов и загружаемая потребителем таблица задач, выполняемых по этим алгоритмам.

Номенклатура комплекса и функциональных блоков постоянно расширяется как по требованию рынка, так и с учетом запросов конкретного заказчика. Сегодня на базе ТЭКОН-19 создан ряд комплексов, внедряемых на ГРС магистральных газопроводов, малых и средних котельных, а также в системах инженерного оборудования, связи, энергоучета и т.д. жилого фонда. Для расширения функциональных возможностей комплексов, создаваемых на базе таких приборов, разработано 12 модификаций преобразователей, отличающихся друг от друга количеством и параметрами входов, а также возможностями вывода на дисплей значений наиболее существенных параметров и архивных сведений (см. таблицу).

В соответствии с заказом преобразователи поставляются в комплекте с другими узлами распределенной системы: блоками питания, модулями управления, регулирования, дискретного ввода и вывода, интерфейсными и т.п. Все эти модули являются интеллектуальными конструктивно законченными устройствами и обеспечивают возможность подбора наилучшей конфигурации комплекса как на начальных этапах его создания, так и при последующих изменениях конфигурации комплекса без вывода из работы его функционирующих частей.

Объединение преобразователей в комплекс осуществляется посредством общей шины управления CAN-BUS, выполненной кабелем (витой парой проводов). Все элементы комплекса выполнены в едином конструктивном стиле и устанавливаются на стандартную DIN-рейку. Комплекс не имеет главного управляющего центра; все элементы системы равноправны, а их четкое взаимодействие обеспечивается архитектурой шины. Каждому преобразователю системы присваивается уникальный физический номер, а каждому сигналу или параметру - уникальный адрес. При работе преобразователя, например, во время вычислений, выполняемых с использованием данных другого преобразователя, осуществляется автоматизированный обмен данными между преобразователями по шине.

Управление любым устройством или целой группой исполнительных устройств, независимо от их расположения, может выполняться с любого участка шины с помощью управляющих и контрольных сигналов в шине и их логической обработкой.

Результатом такой организационной структуры является простой инструмент для гибкого построения надежных систем автоматизированного управления энергоснабжением, освещением, вентиляцией, автоматизированной обработки и сбора контрольно-учетной информации.

Потребитель может постепенно, с учетом как технических, так и экономических ограничений, создавать и развивать такие комплексы, постепенно изменяя количество выполняемых задач, планируя и оптимизируя как объемы затрат, так и распределение затрат во времени. В результате интеграции комплексов становится возможным создание на предприятии единой информационно-вычислительной управляющей системы, а на ее основе - комплексное решение проблемы управления технологическими процессами как на отдельных объектах, так и на предприятии в целом.

В отличие от традиционных схем электрических соединений, где для каждого электроприемника - функционального элемента технологического процесса - кроме силовой цепи, предусматривается отдельная сеть для цепей управления, в рассматриваемом случае отдельные управляющие части, состоящие из датчиков, контроллеров, выключателей и др., объединены между собой только сигнальным кабелем - шиной управления с безопасным уровнем напряжения. Благодаря этому уменьшается расход кабельной продукции, сокращается число контактных соединений и снижаются потери в них, упрощаются электромонтажные работы, повышается пожарная безопасность и обеспечивается высокая степень электробезопасности персонала. При изменении функционального назначения оборудования или перепланировке помещений обеспечивается быстрая адаптация комплекса путем простого перепрограммирования преобразователей на месте, без прокладки новых линий, а дополнительный прибор управления или датчик может быть установлен там, где есть возможность подключения к шине управления. Применяя набор встроенных алгоритмов, потребитель может создавать для конкретного преобразователя необходимый состав задач и устанавливать объем рассчитываемых и архивируемых данных. В конечном счете это повышает экономическую эффективность применения таких систем и создает условия для сокращения численности квалифицированного обслуживающего персонала.

Важным элементом информационно-вычислительной управляющей системы на базе преобразователей ТЭКОН-19 является информационная шина. С помощью одной шины возможно объединение в один сегмент до 40 преобразователей при суммарной протяженности шины до 300 м. С помощью линейных соединителей, выполняющих функцию гальванической развязки и фильтрации сигналов обмена информацией между сегментами, возможно объединение нескольких сег-ментов в одну область с общим числом преобразователей до 255 и суммарной протяженностью шины до 600 м (при наличии блоков питания по концам соединительной линии).

Обмен данными между комплексом и сервером верхнего уровня, а также контроль и управление с удаленного компьютера ведутся по общему для всех преобразователей комплекса информационному каналу, причем связь может осуществляться как по проводной, так и беспроводной (например, сотовой) связи, с использованием различных интерфейсов (RS-485, RS-232, CAN-BAS, Ethernet и др.). Для включения шины комплекса в выбранную среду передачи данных предприятием разработаны адаптеры с соответствующими интерфейсными выходами и протоколами передачи данных.

Специалистами КРЕЙТ создан диспетчерский программный комплекс верхнего уровня, осуществляющий визуализацию, в виде мнемосхем, состояний контролируемых объектов, телеуправление этими объектами и фиксацию событий и режимов работы в памяти сервера на диспетчерском пункте.

ООО "Инженерно-внедренческое предприятие КРЕЙТ"
Опубликована в ежемесячном специализированном издании "Энергетика региона" за 2004 г. №9.