Контроллер имеет встроенную операционную систему Microsoft Windows CE .NET, которая характеризуется как операционная система реального времени.

Она поддерживает переназначение приоритетов процессов и обеспечивает тот же уровень детерминированного управления, что и классические ПЛК. Интерфейс операционной системы позволяет воспользоваться любыми средствами, предназначенными для создания программ в этой среде, например Visual Basic .NET, Visual C#, Embedded Visual C++. Контроллер поставляется в комплекте с программной библиотекой, в которой реализованы функции работы со всеми внутренними и внешними устройствами контроллера (внутренняя шина, таймер, внешние интерфейсы, модули ввода/вывода и прочее). Контроллер имеет слот для установки карты памяти формата Compact Flash, на которой сохраняются пользовательские программы. Это значительно упрощает работу, к тому же, пользователь может сам подобрать карту Compact Flash исходя из своих потребностей в объеме накопителя.

Широкая номенклатура поддерживаемых модулей ввода/вывода, функции Мастера по таким известным протоколам обмена как Modbus RTU, Modbus ASCII, Modbus TCP и HART, поддержка всех классов каналов TRACE MODE дали уже множество примеров успешного использования контроллеров WinCon 8000 в различных отраслях промышленности и, несомненно, их количество будет возрастать.

WinCon-8000 может применяться для решения самых разнообразных задач автоматизации во многих отраслях промышленности. К нему можно подключать не только модули удаленного ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов, но и любые другие устройства: принтеры, модемы, POS-терминалы, другие компьютеры и контроллеры, словом все, что может обмениваться данными через последовательный или USB порт. Таким образом, благодаря новому контроллеру ваша система или отдельный ее сегмент могут иметь довольно сложную конфигурацию и топологию, оставаясь при этом надежной и простой в настройке и управлении.

Серия контроллеров WinCon-8000 является дальнейшим развитием серии I-8000. Теперь это даже не контроллер, а полноценный компьютер. Он разработан на базе процессора Intel Strong ARM 206МГц, имеет встроенный видеоконтроллер с портом VGA, разъемы USB, PS/2 для манипулятора и клавиатуры, а также возможность подключения накопителей стандарта Compact Flash. Все это дает возможность использовать этот контроллер как полноценный промышленный компьютер.

Контроллеры (Mitsubishi Electric)

Семейство компактных промышленных контроллеров MELSEC FX от Mitsubishi Electric включает широкий спектр базовых модулей и модулей расширения, позволяющих гибко конфигурировать систему. В зависимости от задачи можно применять модули малой, привлекательной по цене, серии FX1S, или серии FX1N с возможностью расширения числа и типов модулей, или же еще более мощной серии FX2N/FX2NC.

За исключением моделей FX1S, все серии промышленных контроллеров FX предусматривают возможность расширения на случай изменения требований задачи.

Контроллеры FX3U

Программируемые логические контроллеры (ПЛК) FX3U компании Mitsubishi Electric - 3-е поколение в контроллеров в семействе Melsec.

Новый ПЛК теперь способен решать более сложные задачи без подключения дополнительных модулей. Такие функции как высокоскоростные счетчики и импульсные выходы с частотами до 100кГц уже интегрированы в базовый модуль, вкупе с широким набором новых инструкций позиционирования. Это делает возможным работу с тремя независимыми осями координат. При необходимости можно добавить ещё один адаптер счетчика и импульсного выхода с частотой до 200кГц, что сделает возможным работу с четырьмя независимыми шаговыми или серводвигателями.

Базовый модуль можно наращивать при помощи опций и модульных адаптеров для создания необходимых конфигураций. Все существующие модули контроллеров серии FX можно использовать с новым контроллером. Гарантируется и дальнейшая поддержка стандарта для безопасности инвестиций пользователя. В дополнение к цифровым модулям расширения ввода/вывода, стандартная системная шина способна обслуживать до 8-ми специализированных функциональных модулей.

Основные характеристики серии FX3U

· Количество I/O: 16-384 (448 с адаптерной шиной);

· До 64000 программных шагов;

· Время исполнения операции: 0,065мкс;

· Дискретные выходы: реле, транзистор;

· Позиционирование:

· - 6 высокоскоростных счетчиков (100кГц), внутренние;

· - 3 импульсных выхода счетчика (100кГц), шина расширения;

· - 4 высокоскоростных счетчика (200кГц), шина расширения;

· - 4 импульсных выхода (200кГц), шина расширения;

· Сетевые возможности: Ethernet, Profibus-DP, CC-Link, CANopen, DeviceNet, AS-interface, MELSEC FX Peer to Peer (PPN);

· Интерфейсы: RS232, RS422, RS485, USB;

· Источник питания: 100-240В AC, 24 В.

Контроллеры FX2N

Серия MELSEC FX2N оснащена наиболее мощным процессором среди всех контроллеров MELSEC FX. Серия сочетает преимущества компактных контроллеров с производительностью модульных.

Серия FX2N дополняет существующее семейство контроллеров FX и предоставляет свободу расширения с большим выбором модулей расширения и специальных функциональных модулей. FX2N обладает высоким быстродействием: время обработки одной логической инструкции.

Характеристики:

· Один из самых быстродействующих контроллеров в мире в данном классе: 0.08 мкс на логическую инструкцию;

· Операции с плавающей запятой, функция квадратного корня;

· Встроенный ПИД регулятор с автоматической настройкой параметров;

· Встроенные часы реального времени;

· Большой размер памяти: до 16000 шагов управляющей программы.

Структура

· Полнофункциональный базовый блок;

· Встроенный источник питания;

· CPU;

· Встроенные дискретные I/O;

· Модули расширения для обеспечения требуемого количества I/O и необходимой функциональности;

· Использование в master- и slave-режиме в сетях конфигурацией 1:1 и 1:n;

· Возможность интеграции в открытые сети с помощью специальных модулей;

· Широкий спектр аксессуаров;

· Программное обеспечение, в том числе в соответствии с IEC 1131.3.

Особенности

Как и для всех контроллеров MELSEC FX, базовый модуль в серии FX2N представляет собой полнофункциональный контроллер (процессор, источник питания, встроенные I/O), способный функционировать автономно. Все исполнения базовых блоков имеют одинаковые CPU и одинаковую производительность.

Предусмотрена 21 модификация базовых блоков:

· содержащих от 16 до 128 I/O.

· источники питания 100-230В (при 50Гц) и 24 В.

· релейные или транзисторные выхода.

Наличие съемных панелей облегчает и ускоряет монтажные работы. Широкий диапазон моделей расширения и специальных функциональных модулей позволяет конфигурировать систему в точном соответствии с необходимыми требованиями. 

Контроллеры FX2NC

Контроллеры MELSEC FX2NC дополняют серию FX2N. Технические характеристики серий идентичны, основное отличие состоит в том, что серия FX2NC значительно более компактна, что зачастую имеет далеко не последнее значение.

Структура

· Полнофункциональный базовый блок;

· Встроенный источник питания;

· CPU;

· Встроенные дискретные I/O;

· Модули расширения для обеспечения требуемого количества I/O и необходимой функциональности;

· Использование в master- и slave-режиме в сетях конфигурацией 1:1 и 1:n;

· Возможность интеграции в открытые сети с помощью специальных модулей;

· Широкий спектр аксессуаров;

· Программное обеспечение, в том числе в соответствии с IEC 1131.3.

Особенности

Как и для всех контроллеров MELSEC FX, базовый модуль в серии FX2NС представляет собой полнофункциональный контроллер (процессор, источник питания, встроенные I/O), способный функционировать автономно. Все исполнения базовых блоков имеют одинаковые CPU и одинаковую производительность. Предусмотрена 21 модификация базовых блоков:

· содержащих от 16 до 128 I/O.

· источники питания 100-230В (при 50Гц) и 24 В.

· релейные или транзисторные выхода.

Наличие съемных панелей облегчает и ускоряет монтажные работы. Широкий диапазон моделей расширения и специальных функциональных модулей позволяет конфигурировать систему в точном соответствии с необходимыми требованиями.

Контроллеры FX1N

Серия промышленных контроллеров компакт -класса (до 128 I/O): 

· Компактный;

· Быстродействующий;

· Универсальный;

Возможность комбинирования компактных базовых блоков с малогабаритными модулями расширения делает серию FX1N чрезвычайно гибкой и оптимальной с экономической точки зрения. Данный подход совмещает в себе низкую стоимость моноблочных конфигураций с гибкостью модульных систем. Базовые модули контроллеров серии FX1N полностью совестимы со всеми модулями расширения от серии FX0N или FX2N.

Структура: 

· Полнофункциональный базовый блок;

· Встроенный источник питания;

· CPU;

· Встроенный EEPROM;

· Встроенные дискретные I/O;

· Модули расширения для обеспечения требуемого количества I/O и необходимой функциональности;

· Использование в slave- режиме в сетях с конфигурацией 1:1 и 1:n;

· Возможность интеграции в открытые сети с помощью спец. модулей;

· Программное обеспечение, в том числе в соответствии с IEC 1131.3, панели оператора и ручной программатор;

· Широкий спектр аксессуаров.

Особенности

Базовые блоки поставляются в различных исполнения с различными источниками питания и типом выходов. Предусмотрены модели с источниками питания 230В (при 50Гц) или 12В и 24В (постоянного тока), с релейными или транзисторными выходами.

Все исполнения базовых блоков имеют одинаковые CPU и одинаковую производительность. Функциональные и интерфейсные адаптеры, а также дисплейный модуль могут устанавливаться непосредственно в контроллер.

· Встроенная светодиодная индикация;

· Съемная клемная панель в моделях на 40 и 60 I/O;

· Слот для кассет памяти;

· Встроенные часы реального временя;

· Съемные интерфейсные модули и адаптеры расширения для непосредственной установки в базовый модуль.

Особенности промышленных контроллеров серии FX:

· Возможность расширения от 10 до 384 входов/выходов;

· Компактное исполнение;

· Обширные коммуникационные возможности;

· Простота установки.

Базовый модуль любой из серий MELSEC FX представляет собой полнофункциональный программируемый контроллер (процессор, источник питания, встроенные входы/выходы), способный функционировать автономно.

Предусмотрены модели с источниками питания 100-230 V AC или 12 V DC (только для FX1N) и 24 V DC, с релейными или транзисторными выходами.

Таблица 2.12 - Сравнительные характеристики контроллеров серии FX

Характеристики	FX1S	FX1N	FX2N/FX2NC	FX3U
1	2	3	4	5
Кол-во точек ввода/вывода,	до 30	до 128	до 256	до 384
Размер программной памяти	2K шагов, EEPROM	4K шагов, EEPROM	8K шагов, RAM	64K шагов, RAM
Время выполнения базовой инструкции	0,55-0,7 мксек	0,55-1,0 мксек	0,08 мксек	0.065 мксек
Поддержка числа с плавающей точкой	нет	нет	да	Да
Интегр. однофазный счетчик	6-60 кГц	6-60 кГц	6-60 кГц	6-60 кГц 2-10 кГц
Интегр. двухфазный счетчик	2-30 кГц	2-30 кГц	2-30 кГц	2-50 кГц

Контроллеры Allen-Bradley

Контроллеры серии Logiх

Logix - самая мощная серия контроллеров, оснащённая революционными возможностями, которых никогда не было у промышленных программируемых контроллеров, упрощает разработку, интеграцию и эксплуатацию всех приложений по управлению, начиная с простых специализированных устройств управления и заканчивая большими многопроцессорными архитектурами с тысячами управляемых точек.

ControlLogix™ - самая мощная платформа управления Модульная, высокоэффективная платформа управления для периодических и непрерывных процессов управления. С помощью SynchLink можно синхронизировать большое количество шасси с несколькими процессорами в каждом (с точностью до микросекунды).

· Ввод/Вывод - 128'000 дискретных или 4'000 аналоговых сигналов

· Память - до 8Mб.

· Коммуникации - EtherNet/IP, ControlNet, DeviceNet, Universal Remote I/O, DF1 / DH-485, DH+, RS-232 и другие.

Контроллеры серии GuardLogix™

GuardLogix™ - контроллер повышенной надёжности

GuardLogix - это тот же контроллер ControlLogix, только с повышенной степенью надёжности, удовлетворяющей требованиям SIL3, где 2-х процессорная архитектура работает по схеме 1oo2.

Не требует дополнительной настройки или конфигурации и встраивается в платформу ControlLogix

Контроллеры серии CompactLogix™

CompactLogix™ - контроллер семейства Compact I/O

CompactLogix - это небольшой контроллер, имеет ту же вычислительную мощность, что и процессор ControlLogix, может выполнять приложения по управлению с высокой производительностью.

Он идеально подходит для системы специализированного управления любого рода, и легко интегрируется в большие архитектуры управления.

· Ввод/Вывод - поддержка до 30 модулей Compact I/O

· Память - до 1.5Mб.

· Коммуникации - RS-232, EtherNet/IP, DeviceNet и DH-485.

Контроллер семейства Flex I/O

FlexLogix сочетает в себе преимущества механизма управления Logix с компактной системой ввода/вывода DIN-реечного монтажа. Будучи очень мощным специализированным контроллером, FlexLogix также предназначен для использования в приложениях распределенного управления.

· Ввод/Вывод - до 16320 дискретных и 1116 аналоговых сигналов.

· До 8 модулей FLEX I/O на процессор

· 8 дополнительно через встроенный порт расширения.

· Память - 64Kб или 512Kб.

· Коммуникации - связь через ControlNet или EtherNet/IP

Контроллеры серии SLC

Семейство SLC предоставляет мощность и гибкость для реализации завершенных решений задач управления. Мощный набор инструкций процессора, развитые инструментальные средства программирования, а также обширные возможности данных продуктов дают веские основания для выбора данных продуктов для ваших приложений в области автоматизации. Популярное решение для расширяемых приложений автоматизации. Экономичные и лёгкие в использовании процессоры с большими возможностями.

Обладает расширенной системой команд с косвенной адресацией, широкими математическими возможностями и вычислением выражений.

· Ввод/Вывод - 4'096 + 4'096 (вход+выход) дискретных

· 480 аналоговых сигналов

· Память - до 64К слов

· Коммуникации - EtherNet/IP, ControlNet, DeviceNet, RIO, DH+, DH-485

Контроллеры серии MicroLogix 1000™

Компактные контроллеры MicroLogix 1000™ обладают высокой производительностью и экономичностью

Обладает мощной системой команд, обеспечивает высокую скорость и гибкость коммуникаций в тех случаях, когда требуется компактное и недорогое решение вопросов управления.

· Ввод/Вывод - 32 дискретных и 5 аналоговых сигналов

· Память - до 1К слов

· Коммуникации -DH-485

Контроллеры серии MicroLogix 1100/1200™

Для решения широкого класса прикладных задач контроллеры MicroLogix 1200 предоставляют более широкие вычислительные возможности и большую гибкость ввода/вывода, чем контроллеры MicroLogix 1000.

Модифицируемая в рабочих условиях операционная система во флэш-памяти гарантирует, что вы всегда будете на уровне самых последних достижений без необходимости замены оборудования.

· Ввод/Вывод - 128 сигналов

· Память - до 6К слов

· Коммуникации - EtherNet/IP, DeviceNet, DH-485

Контроллеры серии MicroLogix 1500™

MicroLogix 1500 - платформа мирового класса для систем управления с программируемой логикой - имеет еще более высокие характеристики и более высокую производительность, чем MicroLogix 1200. Архитектура MicroLogix 1500 демонстрирует инновационный способ разработки устройства в виде пары модулей с единой площадью крепления.

· Ввод/Вывод - 256 сигналов

· Память - до 14К слов

· Коммуникации - EtherNet/IP, DeviceNet, DH-485

Сравнительный анализ программируемых контроллеров

Для сравнительного анализа технических характеристик вышеописанных программируемых контроллеров, который приведен в таблице 1.1, предлагается взять по одному представителю каждой фирмы. Анализ достоинств и недостатков, вышеприведенных ПЛК дан в таблице 1.2.

Таблица 2.13 - Сводная таблица технических характеристик

Тип контроллера	Moeller PS4-201-MM1	Simatic S-200	Wincon-8000	Allen-Bradley CompactLogix™	Mitsubishi Electric FX3U
1	2	3	4	5	6
Процессор	До 200 Mhz	До 200 Mhz	80 - 206 Mhz	400 Mhz	200 Mhz
ОЗУ	64 КB	До512 KB	128 КB	1.5 МВ	128 КB
Flash-память	До 256 КВ	До 8 MB	До 64 КB	До 512 КB	До 64
Число входов/ выходов	128	256	96	17436	16-448
Число коммуникационных соединений	2	5	8	5	11
Рабочая температура	0 ч +55	0 ч +60	-25 ч +60	-20 ч +60	0 ч +50
Ударостойкость	20 G	20 G	15 G	30 G	15 G
Ethernet, RS-232, RS-485, Modbus и т.д.	+ двойные	+	+ двойные	+	+ двойные
ОСРВ	Windows CE 6.0	+	Windows CE 6.0	+	+
Поставляемое прогр. обеспечение	Suconet S40, Configurator-DP	STEP 7, S7 MicroWin	Microsoft Visual Basic, Visual C++	RSView, RSLinx, RSLogix, Microsoft Visual Basic, Visual C++	FX Configurator-FP, ПX IEC Developer, TRACE MODE

Выбор базового ПЛК

Для автоматизации процесса утилизации попутного газа был выбран Moeller PS4-201-MM1. Выбор данного ПЛК производился по следующим критериям:

· Данный котроллер полностью удовлетворяет требованиям процесса;

· Приемлемая цена;

· Заказчик имеет опыт работы с Moeller PS4-201-MM1, т.к. он уже используется на многих его объектах, что облегчает его дальнейшую эксплуатацию;

· Заказчик запросил использование именно этого типа контроллера;

Согласно технологии процесса утилизации попутного газа, на участке устанавливаются две компрессорные станции, которые качают газ. Управление каждой из них должно осуществляться отельным контроллером, где информация обрабатывается и посылается на связующий контроллер. Исходя из этого, система контроллера представляет собой совокупность ПЛК, состоящую из трех контроллеров: два слейва (ведомые) для автоматизации каждой КС; один мастер (ведущий) для автоматизации всего рассматриваемого участка. Слейвы обмениваются данными с мастером, запрашивая у него разрешения на те или иные действия, а он, в свою очередь, проверяя все условия, дает разрешения на запросы. Для составления топологической схемы участка, необходимо, прежде всего, знать количество и типы модулей ввода/вывода.

Выбрав необходимые модули контроллера, предлагается составить схему его топологии.

Рисунок 2.10 - Схема топологии контроллера

Таблица 2.16 - Подсчет количества модулей ввода-вывода

Тип модуля СА	Требуемое число точек	Тип модуля	Число точек ввода-вывода	Число модулей
1	2	3	4	5
ПЛК	-	PS4-201-MM1	6I	3
Коммуника-ционный	-	LE4-501-BS1		2
Аналоговый (локальный)	23I 1O	LE4-206-AA2	4I 2O	4
Аналоговый (удаленный)		EM-101-AA2	4I 4O	3
Дискретный (локальный,	54I 40O	LE4-116-XD1	16O	2
Дискретный (локальный)		LE4-116-DX1	16I	5
Дискретный (локальный)		LE4-116-DD1	8I 8O	1
Дискретный (удаленный)		EM-101-DD1	8I 8O	1
Температурный	16I	EM-101-TX1	6I для Pt100	4

Разработка программы регулирования технологической операции аварийного сброса газа на факел

«Безопасность прежде всего» - девиз компании АО «ПетроКазахстан».

Согласно ТП утилизации газа, на каждом участке гасится как минимум по четыре факела, и ставиться один новый. Этот факел -- технологический, в целях безопасности -- на случай аварийной обстановки.

Предлагается разработать программу регулирования технологической операции аварийного сброса газа на факел. Прежде всего, предлагается подробно рассмотреть процесс аварийного сброса газа на факел, составить блок схему алгоритма работы программы и написать программу на МК «Moeller».

На технологическом участке утилизации газа, рассмотренном выше, установлено две компрессорные станции. На входе каждой из них, установлены датчики давления входного потока попутного газа. Так же выше упоминалось о регулирующем клапане, который контролирует линию аварийного сброса газа на факел. давлений на обоих КС. Клапан открываться по большему значению давления и, соответственно закрывается в тот момент, когда давление нормализуется.

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Рисунок 2.11 - Блок схема программы регулирования технологической операции аварийного сброса газа на факел

Сброс газа происходит тогда, когда давление на входе одной из КС превышает допустимый предел, причем постоянно должно идти сравнение давления.

По составленной блок схеме необходимо разработать программу регулирования технологической операции аварийного сброса газа на факел. Даная программа разрабатывается с помощью программного пакета SucoSoft S40 на языке IL (Instruction List).

LD A01_PT018A_XQ11//если давление на 1 КС >2.2 бара, тогда

LT 2621//установить закрытие клапана

ST klap_zak1

LD A01_PT018B_XQ11//если давление на 2 КС >2.2 бара, тогда

LT 2621//установить закрытие клапана

ST klap_zak2

LD A01_PV_018_YG31

USINT_TO_INT//перевести из типа usint в тип int

ST A01_PV_018_YG31_I//индикатор положения клапана

LD A01_PV_018_YG31_I //вывести на экран сенсорной панели

ST A01_PV_018_YG31_TP//индикатор положения клапана

LD A01_PT018B_XQ11// если значение давления не превышает 2,2

GT 2621// бара, то перейти на метку NOCOMP1

JMPCN NOCOMP1

LD A01_PT018A_XQ11// если значение давления на первом не

GE A01_PT018B_XQ11// не больше, чем на втором, то прейти

JMPCN VYBOR1// на VYBOR1, иначе перейти на NOCOMP1

JMP NOCOMP1

VYBOR1:

LD A01_PT018B_XQ11// загрузка значения давления со второго

SUB 2621// масштабируется диапазон давления

MUL 3276// от 2,2 до 4 бар ( диапазон от 4-20 мА)

DIV 1475

ADD 820

ST A01_PV_018_YQ31_Q// загрузка полученного значения в клапан

ST A01_PV_018_YQ31_Q_TP// и на панель

JMP noact// безусловный переход на noact

NOCOMP1:

LD A01_PT018A_XQ11//если давление на первом меньше 2.2 бара, GT 2621//тогда перейти на noact

JMPCN noact

LD A01_PT018A_XQ11// загрузка значения давления с первого

SUB 2456// масштабируется диапазон давления

MUL 3276// от 2,2 до 4 бар ( диапазон от 4-20 мА)

DIV 1475

ADD 820

ST A01_PV_018_YQ31_Q// загрузка полученного значения в клапан

noact:

LD emstop1// если нет сигнала аварии от двух ПЛК, то

OR emstop2

JMPCN notopen// перейти на notopen

LD 4096// открыть клапан полностью

ST A01_PV_018_YQ31_Q

notopen:

LD klap_zak1// если не установлено закрытие клапана,

OR klap_zak2

JMPCN notclose// перейти на notclose

LD 820

ST A01_PV_018_YQ31_Q// закрыть клапан полностью

notclose:

LD klapan_man// если не установлен ручной режим

JMPCN valveauto// перейти на valveauto

LD A01_PV_018_YQ31_Q_TP // взять значение с панели

ST A01_PV_018_YQ31_Q// загрузить в клапан

valveauto:

В результате разработана программа регулирования технологической операции аварийного сброса газа на факел.

Размещено на Allbest.ru

...