Материал: Системы управления исполнительными механизмами.

подходящим для применения в химическом и нефтехимическом производствах. Встроенный источник питания 24 В. Выходы: один токовый, один транзисторный ключ, три реле.

Многоканальные модули ввода-вывода и управления распре-

деленных СУИМ обеспечивают периферийный ввод-вывод аналоговых и дискретных сигналов в распределенных управляющих системах и системах сбора данных. Это так называемые MDS-

модули (Modules for Distributed Systems). На рис. 10.3 приведен внешний вид модуля DIO (Discrete Input-Output), производимого НПФ «КонтрАвт».

Модули позволяют управлять сигналами по сети исполнительными устройствами (реле, пускатели, клапаны, соленоиды и проч.), а также вводить по сети в системы сбора данных и управления состояние аналоговых сигналов (датчиков аналоговых координат СУИМ) или дискретных устройств (кнопки, расцепители, датчики прерывания, дискретные выходы контрольно-регули- рующих приборов и проч.).

В модулях DIO-4/4 имеется четыре канала ввода и четыре канала вывода. В модуле DIO-16BD каждый из 16 каналов может быть запрограммирован как на ввод, так и на вывод.

MDS-модули поддерживают протоколы MODBUS RTU, RNet и DCS (ASCII протокол, совместимы с модулями Adam от фирмы Advantech). Для облегчения возможности интеграции модулей в SCADA-системы разработаны OPC-сервер для регуляторов «МЕТАКОН» (поддержка серии «МЕТАКОН» и MDS-модулей по протоколу RNet) и OPC-сервер для MDS-модулей (поддержка MODBUS RTU). OPC-серверы распространяются бесплатно.

257

Бесконтактные симисторные, тиристорные пускатели и микропроцессорные СПЭ также наделяются интеллектуальными функциями, позволяющими существенно расширить функциональные возможности ЭИМ в распределенных системах управления.

Пускатели могут выполнять следующие функции, в том числе интеллектуальные:

–реверсивное управление по командам «открыть», «закрыть», подаваемым на дискретные входы пускателя;

–управление от аналогового сигнала задания положения или скорости движения;

–выполнение команд управления от контроллера или компьютера, подаваемых через один или два интерфейса RS-485 (прото-

кол MODBUS);

–выполнение функции аварийного управления – по дискретной или сетевой команде выполнить предустановленное действие (закрыть, открыть, стоп);

–остановка в крайних положениях по сигналам концевых или моментных выключателей;

–выполнение дожима при закрытии или открытии по моменту;

258

–блокирование управления электроприводом при наличии на входе сигнала «запрет»;

–торможение электродвигателя способом противовключения;

–вывод аналогового сигнала положения электропривода;

–выполнение команд настройки, управления, контроля состояния от внешнего пульта настройки или компьютера, подключаемых через интерфейс RS-232 или RS-485;

–формирование сигнала «готовность»;

–защитное отключение электродвигателя, формирование сигнала «неисправность», индикация неисправности;

–тепловая защита электродвигателя привода.

Пускатели имеют два источника питания G1 и G2 (24 В,

30мА), предназначенных:

–G1 для активизации дискретных входных и выходных цепей пускателя;

–G2 для питания датчика положения привода.

Источники могут использоваться и для других цепей. Есть исполнения пускателей с источниками, гальванически связанными с входными цепями, и с изолированными от входных цепей источниками.

Помимо пускателей серии ПБР выпускаются бесконтактные пускатели синтеллектуальнымифункциями иных типов:

–БУЭР1-30-02 – блок управления однофазным электродвигателем по резервированному цифровому каналу RS-485 (два канала): пуск, останов, защита двигателя от перегрузок по току, самодиагностика;

–БУЭР3-30-03 – блок управления электрифицированной задвижкой (ЭЗ) с трехфазным электродвигателем: открыть, закрыть, отмена команды, индикация состояния задвижки, диагностика двигателя;

–усилители тиристорные трехпозиционные ФЦ-0610, ФЦ0611; обеспечивают пуск, реверс, торможение при снятии входного сигнала и защиту асинхронного двигателя от перегрузок, осуществляют сигнализацию об исчезновении напряжения питания

259

или несоответствии входных и выходных сигналов, имеют регулируемые уставки защиты и длительности торможения. Внешний вид тиристорного усилителя приведен на рис. 10.5;

– блок управления реверсивными механизмами БУРМ-220. Симисторный блок управления исполнительными механизмами типа МЭО или электромагнитными клапанами. Применяется совместно с Т-424 и «МЕТАКОН-5×4»;

– блок коммутации реверсивный (БКР). Симисторное управление асинхронными электродвигателями исполнительных механизмов типа МЭО, электромагнитными клапанами. Применяется совместно с регуляторами «МЕТАКОН-5×4», «МЕТАКОН614»;

– блок симисторный БС-Х- Х-Н. Бесконтактная коммутация нагрузки переменного тока в сис-

темах промышленной автоматизации. Максимальное коммутируемое напряжение: 240–240 В, 440–440 В. Способ коммутации силовой цепи – при переходе тока нагрузки через ноль.

Для управления ЭИМ переменной скорости (насосов, вентиля-

торов, компрессоров, РО металлорежущих станков, роботовманипуляторов, подъемно-транспортных механизмов и др.) широкое применение находят интеллектуальные микропроцессорные СПЭ как для приводов постоянного, так и для приводов переменного тока [25, 29, 31]. В основе их – очень широкая линейка силовых преобразователей, причем преимущественно зарубежных фирм (Siemens, Omron, Schneider Electric и др.). Данная тематика наиболее полно освещается в дисциплинах «Электронные преобразовательные устройства» и «Автоматизированные электроприводы типовых производственных механизмов». Отметим только основные тенденции в развитии интеллектуальных СУИМ переменной скорости на примере наиболее широко представленных на российском рынке СПЭ фирмы Siemens:

260

–доминирование во всех отраслях промышленности и конкретных промышленных установках частотно-регулируемых микропроцессорных электроприводов переменного тока (применение прежде всего асинхронных электроприводов на основе СПЭ серий

MICROMASTER, SIMOVERT MASTERDRIVES, для распределенных СУИМ – SIMODRIVE POSMO, SINAMICS G (S) 110-120, ET 200S, COMBIMASTER 411 и др.);

–применение в качестве сервоприводов трехфазных синхронных электродвигателей типа 1FK6 и аналогичных с возбуждением от постоянных магнитов, управляемых от СПЭ типа

SIMOVERTMASTERDRIVESVector Control;

–модернизация приводов постоянного тока в части замены аналоговых преобразователей на микропроцессорные с СПЭ серии SIMOREG, которые являются полностью цифровыми компактными устройствами для питания цепей якоря и возбуждения приводов постоянного тока с изменяемой скоростью вращения;

–интегрирование интеллектуальных модулей в части объединения СПЭ с ЭИМ. Вчастности, в новейших электроприводах движения (motion) контроллер, СПЭ и ЭИМ интегрированы вмодуль управления нового многоосевого привода типа SINAMICS S120. Следовательно, вся система, состоящая из контроллера и привода, является очень компактной и бы-

стродействующей. SIMOTION D поставляется в трех вариантах

(D425, D435 и D445), что обес-

печивает максимальную масшта-

бируемость и гибкость. Область применения распространяется от простых одноосевых приложений до высокопроизводительных

многоосевых станков. SIMOTION D снабжен двумя встроенными интерфейсами PROFIBUS с PROFIdrive и двумя встроенными интерфейсами Industrial Ethernet. Внешний вид интегрированного электропривода движения ИМ приведен на рис. 10.6.

261

10.3. СУИМ на основе средств управления фирмы «ОВЕН»

Для управления ЭИМ постоянной и переменной скорости могут использоваться различные программируемые контроллеры,

механизмами для распределенных систем работает в сети RS-

485(протоколы «ОВЕН», MODBUS, DCON) – см. рис. 10.7.

Модуль может использоваться в следующих случаях:

–в качестве удаленного блока выходных устройств для SCADA-системы или программируемых контроллеров («ОВЕН ПЛК» или др.);

–для интеллектуального управления исполнительными механизмами.

МВУ8 работает в сети RS-485 при наличии в ней «мастера», при этом сам МВУ8 не является мастером сети.

Функциональная схема модуля приведена на рис. 10.8.

Ниже перечислены основные функции модуля:

1. До восьми каналов управления различными исполнительными механизмами (ИМ):

а) двухпозиционными (ТЭНы, компрессоры, электромагнитные клапаны и другие, в том числе с ШИМ-модуляцией);

б) трехпозиционными (ЭИМ постоянной скорости на задвижках, шаровых и пробковых кранах и др.), как с датчиком положения, так и без него;

в) ИМ с аналоговым управлением, прежде всего ЭИМ переменной скорости.

262

Рис. 10.8. Функциональная схема модуля МВУ8 фирмы «ОВЕН»

2.Возможность расширения до 16 каналов управления путем подключения восьмиканального модуля дискретных выходных элементов «ОВЕН МР1».

3.Непосредственное управление ИМ по сигналу SCADAсистемы или программируемого контроллера (ШИМ с высокой точностью, режимы on/off).

4.Возможности интеллектуального управления ИМ:

а) генерация управляющего ШИМ-сигнала заданной скважности (или аналогового сигнала) по расчетной мощности, полученной из сети RS-485 от ПИД-регулятора или его модели в SCADAсистеме;

б) управление сложными системами ИМ, например системой нагреватель – холодильник, группой ТЭНов, системами дискретной сигнализации и т.п.;

в) контроль нахождения в заданных пределах значения физической величины, поступающей из сети RS-485;

г) автоматический перевод ИМ в аварийный режим работы при нарушении сетевого обмена.

5.Поддержка распространенных протоколов MODBUS (ASCII, RTU), DCON, «ОВЕН».

6.Бесплатная программа «Конфигуратор МВУ8»:

а) конфигурирование прибора на ПК; б) регистрация состояния выходных элементов (скважности

ШИМ или выходного тока/напряжения).

263

7. Высокая помехоустойчивость благодаря импульсному источнику питания напряжением 90–245 В частотой 47–63 Гц.

Встандартной модификации модуль содержит следующие типы выходных элементов: Р – восемь реле электромагнитных 4 А, 220 В; И – восемь цифроаналоговых преобразователей (4–20 мА).

К заказным модификациям дополнительно относят следующие типы выходных элементов: К – транзисторная оптопара структуры n–p–n, 400 мА, 60 В; С – симисторная оптопара 50 мА, 250 В; Т – выход 4–6 В, 50 мА для управления твердотельным реле; У – цифроаналоговый преобразователь (0–10 В). Восемь однотипных выходных элементов в обозначении модуля указываются первой буквой, например МВУ8-С.

Модуль выпускается в корпусе типа Д9 для крепления на

DIN-рейку.

ВМВУ8 установлен модуль интерфейса RS-485, позволяющий выполнять следующее:

– конфигурировать прибор на ПК (программа-конфигуратор «Конфигуратор» представляется бесплатно);

–получать из сети сигналы состояния дискретных выходов

искважность ШИМ (при непосредственном управлении выходами МВУ8 и МР1), текущие значения выходной мощности регуляторов

иизмеренных величин, а также любых программируемых параметров;

–регистрировать состояние выходных элементов прибора. МВУ8 может работать в сети только при наличии в ней масте-

ра, который призван организовать обмен данными в сети по интерфейсу RS-485 (инициировать обмен данными между отправителем и получателем данных). В качестве мастера сети могут использоваться приборы «ОВЕН ТРМ151»,ТРМ-133, программируемые контроллеры «ОВЕН ПЛК», SCADA-система, ОРС-драйвер, персональный компьютер и т.п. Подключение МВУ8 к ПК производится через адаптер «ОВЕН АС3-М». Для организации обмена данными пользователь составляет для мастера сети список опроса, включающий до 32 оперативных параметров, относящихся к разным

264