Системы управления распределенные HOLLiAS MACS

Назначение

Системы управления распределённые HOLLiAS MACS (далее - системы HOLLiAS MACS) представляют собой измерительно-вычислительные и управляющие комплексы, предназначенные для измерений и измерительных преобразований выходных аналоговых сигналов измерительных преобразователей в виде силы и напряжения постоянного электрического тока, выходных сигналов от термопар и термопреобразователей сопротивления, а также приёма и обработки дискретных и цифровых сигналов; регулирования на основе измерений параметров технологического процесса, выдачи сигналов сигнализации, формирования управляющих аналоговых и дискретных сигналов; отображения и хранения информации на операторских станциях и станции сбора и хранения данных.

Описание

Принцип действия систем HOLLiAS MACS заключается в непрерывном измерении входных аналоговых сигналов, поступающих от различных измерительных преобразователей, и их преобразовании в цифровые сигналы, на основе которых осуществляется индикация и сигнализация, формирование выходных управляющих сигналов.

Системы HOLLiAS MACS реализуют следующие основные функции:

- измерение и измерительное преобразование входных аналоговых сигналов, поступающих от следующих измерительных преобразователей (ИП): ИП с выходными аналоговыми сигналами силы постоянного электрического тока в диапазоне от 4 до 20 мА, термопар с номинальными статическими характеристиками преобразования по ГОСТ Р 8.585-2001 и термопреобразователей сопротивления с номинальными статическими характеристиками преобразования по ГОСТ 6651-2009;

- формирование выходных управляющих аналоговых сигналов силы постоянного электрического тока в диапазоне от 4 до 20 мА;

- прием и обработку входных дискретных и цифровых сигналов, формирование выходных управляющих дискретных сигналов;

- отображение, регистрацию и хранение измерительной и системной информации;

- сигнализацию при отказе ИП и при выходе измеряемых параметров за установленные пределы;

- передачу измерительной информации на удаленно расположенные устройства, в том числе по сети Ethernet.

Состав системы HOLLiAS MACS, в зависимости от реализуемых функций:

- станции управления полем, представляющие собой узлы системы, включающие в себя контроллеры, модули аналогового ввода/вывода, модули дискретного ввода/вывода, модули SOE, модули импульсного ввода, коммуникационные модули, модули шины ввода/вывода, блоки питания и панели распределения питания, монтажные платы для установки контроллеров, терминальные базы для установки модулей ввода/вывода, кабельные линии связи и другие компоненты;

- сети управления, по которым осуществляется передача данных: корпоративная сеть управления MNET (предназначена для связи с системами управления корпоративного / заводского уровня, и для предоставления информации через Интернет с контролем безопасности), системная сеть SNET (обеспечивает взаимосвязь между узлами системы, имеет различные варианты архитектуры и топологии сети, скорости передачи данных), сеть управления технологическими процессами CNET (обеспечивает связь между контроллерами и модулями ввода/вывода);

- операторские станции - компьютеры, предоставляющие человеко-машинные интерфейсы (ЧМИ) для контроля и управления рабочих режимов. Могут быть использованы также в качестве станций связи, на которых установлено программное обеспечение связи (например, Modbus, OPC), используемое для обмена данными со сторонними системами и устройствами;

- инженерные станции - компьютеры для конфигурирования системы, используемые также для загрузки скомпилированного проекта в операторскую станцию, станцию сбора и хранения данных и станцию управления полем;

- станции сбора и хранения данных - компьютеры, обеспечивающие сбор данных, архивирование и хранение данных.

Измерительные каналы (далее - ИК) систем HOLLiAS MACS строятся на базе контроллеров K-CU01 и следующих модулей аналогового ввода/вывода:

- K-AI01 — 8-канальные модули, реализующие аналого-цифровое преобразование входных сигналов силы постоянного электрического тока в диапазоне от 4 до 20 мА;

- K-AIH01 — 8-канальные модули, реализующие аналого-цифровое преобразование входных сигналов силы постоянного электрического тока в диапазоне от 4 до 20 мА, с поддержкой протокола HART;

- K-AI03 - 16-канальные модули, реализующие аналого-цифровое преобразование входных сигналов силы постоянного электрического тока в диапазоне от 4 до 20 мА;

- K-AIH03 - 16-канальные модули, реализующие аналого-цифровое преобразование входных сигналов силы постоянного электрического тока в диапазоне от 4 до 20 мА, с поддержкой протокола HART;

- K-RTD01 — модули, реализующие аналого-цифровое преобразование сигналов от термопреобразователей сопротивления по ГОСТ 6651-2009;

- K-TC01 — модули, реализующие аналого-цифровое преобразование сигналов от термопар по ГОСТ Р 8.585-2001, а также входных сигналов напряжения постоянного электрического тока;

- K-AO01 — модули, реализующие цифро-аналоговое преобразование в выходные сигналы силы постоянного электрического тока в диапазоне от 4 до 20 мА;

- K-AOH01 — модули, реализующие цифро-аналоговое преобразование в выходные сигналы силы постоянного электрического тока в диапазоне от 4 до 20 мА, с поддержкой протокола HART.

Станции управления полем конструктивно могут быть смонтированы в напольных электротехнических шкафах одностороннего или двустороннего обслуживания, настенного монтажа и т.п., в зависимости от заказа.

Контроллеры (по два в резервированной конфигурации) устанавливаются на монтажную плату контроллера, на которую также устанавливаются модули K-BUS (по два в резервированной конфигурации) шины ввода/вывода. Модули аналогового ввода/вывода (по два в резервированной конфигурации) устанавливаются на терминальные базы, монтируемые на DIN35 рейках.

В зависимости от типа используемого в конфигурации модуля K-BUS, различается общее количество поддерживаемых контроллером блоков ввода/вывода, представляющих собой терминальную базу с установленным на ней модулем ввода/вывода:

- модуль K-BUS03 реализует топологию подключения типа «шина». Поддерживается до 30 блоков ввода/вывода;

- модуль K-BUS02 реализует топологию подключения типа «звезда». Поддерживается до 60 блоков ввода/вывода. Также, имеется возможность подключения расширенного интерфейса с поддержкой до 40 дополнительных блоков ввода/вывода.

А рхитектура системы HOLLiAS MACS представлена на рисунке 1.

Внешний вид системы управления распределённой HOLLiAS MACS в части станции управления полем (размещение в 2-х стороннем электротехническом шкафу) представлен на рисунке 2.

Корпоративная сеть управления (MNET)

Станция

сбора и хранения данных

Брандмауэр

Сервер

Управляющая сеть (CNET)

т ransmitter instrument

Рисунок 1 - Архитектура системы HOLLiAS MACS

Контроллер

Модуль K-BUS

Плата распределения питания

Модули ввода/вывода

Рисунок 2 - Внешний вид системы HOLLiAS MACS в части станции управления полем (размещение в 2-х стороннем электротехническом шкафу)

Программное обеспечение

Программное обеспечение (далее - ПО) систем HOLLiAS MACS имеет распределенную структуру, использующую принцип многодоменного управления, обеспечивающего удобство создания, расширения и реконструкции систем. Разработанное и поставляемое, как единый программный пакет, ПО состоит из следующих основных программных компонентов, обеспечивающих выполнение различных функций:

- компонент Управления конфигурированием, устанавливаемый на инженерной станции и состоящий из следующих основных частей:

Project Center (Проектный центр) - компонент, используемый для развертывания системы и управления конфигурированием системы в целом,

Graph Edit (Графический редактор) - инструмент создания и редактирования графических дисплеев человеко-машинных интерфейсов,

AutoThink - инструмент конфигурирования станций управления полем (контроллеров) системы,

Simulation - инструмент имитационного моделирования функционирования станций системы в режиме реального времени;

- компонент Operator Online (Оператор в режиме реального времени), устанавливаемый на операторской станции и обеспечивающий возможность оперативного контроля и управления;

- программное обеспечение станции сбора и хранения данных.

В процессе установки производится выбор компонентов ПО для установки на оборудовании, в зависимости от его назначения (операторская станция, инженерная станция, станция сбора и хранения данных). Компоненты «Version tool» и «View authorization information» устанавливаются вне зависимости от выбора компонентов ПО, обеспечивая контроль версий программного пакета и компонентов ПО, а также управление лицензиями и правами доступа пользователей ПО.

Установленные и встроенные программные компоненты ПО, в совокупности, реализуют следующие основные функции:

- конфигурирование системы в целом и ее составных частей, включая разработку человеко-машинного интерфейса, настройку прав доступа пользователей, управление лицензиями и авторизацией;

- конфигурирование с использованием различных языков программирования, редактирование, имитационное моделирование и наладку в режиме реального времени алгоритмов контроллеров и станций системы;

- сбор и обработку входных данных и формирование выходных данных в соответствии с пользовательскими алгоритмами;

- отображение на мониторах станций оперативной информации о функционировании системы, включая аварийную сигнализацию и системные и диагностические события, предоставление детального и обзорного отображения данных процесса на детальных дисплеях и мнемосхемах, формирование трендов, автоматическое исполнение запланированных задач, формирование и управление рапортами, информационными статистиками, журналами и печатными формами;

- возможность частичного и полного резервирования аппаратных средств системы;

- связь узлов системы верхнего и нижнего уровня по сети Ethernet с использованием закрытого промышленного протокола компании HollySys;

- возможность связи с полевыми устройствами по протоколам Profibus-DP или HART;

- связь со сторонними системами по протоколам OPC и Modbus.

В ПО систем HOLLiAS MACS защита от непреднамеренных и преднамеренных несанкционированных изменений ПО (в том числе, его метрологически значимой части и измеренных данных) осуществляется:

- автоматическим контролем целостности всех компонентов ПО;

- автоматическим контролем доступа к компонентам ПО и внесению изменений в конфигурацию системы, согласно правам доступа пользователя;

- автоматическим ведением журнала событий и журнала сигнализаций;

- ограничением доступа к носителям и устройствам записи информации.

Степень защиты ПО систем HOLLiAS MACS от непреднамеренных и преднамеренных несанкционированных изменений соответствует уровню защиты «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Метрологические характеристики (далее - МХ) систем HOLLiAS MACS нормированы с учетом влияния на них ПО.

Идентификационные данные программного пакета HOLLiAS MACS приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Идентификационные данные ПО HOLLiAS MACS____________________________

Технические характеристики

Таблица 2 - Метрологические характеристики модулей аналогового ввода-вывода систем HOLLiAS MACS

Примечания

1) пределы допускаемой абсолютной погрешности канала компенсации температуры

холодного спая составляет ±0,5 °С в диапазоне от -20 до +60 °С;

2) для модулей K-AO01 и K-AOH01 максимальная выходная нагрузка 800 Ом.

Таблица 3 - Основные технические характеристики систем HOLLiAS MACS

Знак утверждения типа

наносится типографским методом на титульный лист руководства по эксплуатации.

Комплектность

Таблица 4 - Комплектность систем HOLLiAS MACS

Поверка

осуществляется по документу МИ 2539-99 «ГСИ. Измерительные каналы контроллеров, измерительно-вычислительных, управляющих, программно-технических комплексов. Методика поверки».

Основные средства поверки:

- калибратор-измеритель ИКСУ-260, регистрационный номер в Федеральном информационном фонде № 35062-07;

- магазин электрического сопротивления ПрофКип Р4834-М1, регистрационный номер в Федеральном информационном фонде № 52064-12.

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемой системы HOLLiAS MACS с требуемой точностью.

Знак поверки наносится на свидетельство о поверке.

Сведения о методах измерений

приведены в эксплуатационном документе.

Нормативные документы

ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия

ГОСТ Р 51841-2001 Программируемые контроллеры. Общие технические требования и методы испытаний

Техническая документация HollySys (Asia Pacific) Pte Ltd.