Тема 12.3. Нижний уровень АСУТП

(Программируемые контроллеры).

Контроллеры при помощи УСО опрашивают датчики

(Д1 – Дn), масштабируют их показанию и передают их при помощи модуля связи по вычислительной сети на верхний уровень АСУТП (рис.6).

Кроме опроса датчиков контроллеры выполняют функции автоматического управления технологическими объектами ТО. Управление объектом осуществляется выдачей управляющих сигналов на исполнительные устройства (ИУ1 – ИУm).

Рис.6. Связи контроллера с верхним уровнем АСУТП и объектом.

Монитор контроллера.

 

Вид на контроллер сзади.

Структура ПЛК.

Программируемые контроллеры (PLC — ProgrammableLogicalController) — это выпускаемые серийно управляющие устройства, предназначенные для управления технологиче­ским циклом работы производственного оборудования.

Типичная структура ПЛК представлена на рис.7. Конструк­тивно ПЛК обычно оформлен в виде двух или трех блоков. Обяза­тельными являются модуль питания, микропроцессорный модуль МПМ  и блок программатора.

Блок ПЛК

Интерфейс связи с УВМ

МПМ

программатор

Дискретные МВВ

Аналоговые МВВ

Специализированные МВВ

Системная магистраль

Рис. 7. Структура программируемого логического контроллера.

Системная магистраль представляет собой плоский многожильный кабель, обеспечивающий параллельный интерфейс. Он служит для обеспечения связи и обмена информацией между модулями внутри блока.

Программатор — это программирующее ус­тройство, с помощью которого управляющая программа вводит­ся в блок ПЛК. Одновременно предусматривается применение пе­реносного клавишного программатора, который используют пре­имущественно для наладки системы управления, построенной на базе ПЛК. После ввода и отладки УП контроллер реализует задан­ные управляющие функции, работая в автономном автоматиче­ском режиме.

МПМ - микропроцессорное устройство, осуществляет переработку поступающей информации и формирует управляющие сигналы. В нем же нахо­дится устройство памяти ПЛК в составе ПЗУ и ОЗУ. В ПЛК нет многозадачной операционной системы типа Windows. Все технологические программы, заложенные в ПЛК, выполняются в цикле.

МВВ - модули ввода-вывода служат для ввода информации, поступающей от объек­та ТО, и вывода сигналов управления на объект. Различают следующие основные типы МВВ:

- ПДТС - приёмники дискретных телесигналов, служат для ввода дискретной информации от ТО. ПДТС характеризует состояние сигналов от объекта типа включено-отключено.

- ПРТУ – передатчики дискретных телесигналов, служат для вывода дискретных управляющих сигналов на ТО. ПРТУ выдают при помощи реле управляющие сигналы включить-отключить.

- АЦП - аналого-цифровые преобразователи, служат для ввода аналоговых параметров. На входе ток или напряжение, на выходе цифровой код.

- ЦАП - цифроаналоговые преобразовате­ли, служат для вывода управляющих аналоговых сигналов. На входе цифровой код, на выходе аналоговый сигнал. Часто управляющие сигналы от модуля ЦАП выдаются на ТО через магнитные усилители.

При необходимости в блоке ПЛК устанавливаются различные специализированные МВВ, среди которых — модули для приема импульсных сигналов датчиков перемещений и модули, предназначенные для управления следя­щими электроприводами.

ПЛК обычно устанавливаются непосредственно на объекте или вблизи от него, например, на гидроагрегате. ПЛК считывает с датчиков гидроагрегата информацию, используя блоки АЦП и ПДТС, и направляют её в ЦУВМ. ЦУВМ может выдать на ПЛК решение. ПЛК выдаёт на ТО управляющие сигналы, используя блоки ЦАП и ПРТУ.

В локальных АСУТП, с ограниченным числом функций, ПЛК может самостоятельно принимать решение. Например, регулирование скорости вращения гидротурбины.