приборам сети. В списке опроса необходимо указать имя и адрес каждого оперативного параметра. Эти сведения, а также тип параметра нужно указать для сетевых входов МВУ8.
Для сетевого обмена с МВУ8 пользователь может выбрать один из четырех протоколов: «ОВЕН», MODBUS-RTU, MODBUS-ASCII
или DCON. Конфигурирование МВУ8 осуществляется по протоколу «ОВЕН» [22].
Поддержка распространенных протоколов MODBUS и DCON позволяет МВУ8 работать в одной сети с контроллерами и модулями как фирмы «ОВЕН», так и других фирм-производителей.
При интеграции МВУ8 в АСУТП в качестве программного обеспечения можно использовать SCADA-систему Owen Process Manager или какую-либо другую программу.
Вкомплект поставки прибора бесплатно входит:
–драйвер для работы со SCADA-системой Trace Mode;
–OPC-сервер для подключения прибора к любой SCADAсистеме илидругой программе, поддерживающей OPC-технологию;
–библиотеки WIN DLL для быстрого написания драйверов.
ВМВУ8 предусмотрена возможность непосредственно управлять выходными элементами (ВЭ) и подключенными к ним исполнительными механизмами через сеть RS-485. Благодаря этому МВУ8 легко используется любой инициируемой SCADAсистемой или программируемым контроллером (например, «ОВЕН ПЛК») в качестве алгоритма модуля выходов.
Возможно прямое управление выходными элементами как самого МВУ8, так и подключенного к немумодуля расширения МР1.
Прямое управление ВЭ позволяет делать следующее:
–включать-выключать дискретный ВЭ (реле, оптотранзистор, оптосимистор);
–задать выходной ток/напряжение для аналогового ВЭ
(ЦАП);
–задать скважность и период ШИМ для дискретного ВЭ. При этом ШИМ генерируется прибором с высокой точно-
стью, которую нельзя обеспечить при передаче команд.
265
Пример непосредственного управления исполнительным механизмом по сигналу SCADA-системы приведен на рис. 10.9.
Рис. 10.9. Непосредственное управление ИМ по сигналу SCADA-системы
Пример непосредственного управления исполнительным механизмом по сигналу контроллера «ОВЕН ПЛК» приведен на рис. 10.10.
Рис 10.10. Непосредственное управление ИМ по сигналу контроллера «ОВЕН ПЛК»
Интеллектуальное управление ИМ предполагает наличие в СУИМ как минимум двух модулей в составе МВУ8: модуля сетевого ввода (СВ) и модуля преобразователя сигналов (ПС) [22].
В целом МВУ8 – интеллектуальный модуль вывода, который по сигналу от регулятора из сети RS-485 позволяет управлять различными исполнительными механизмами:
–двухпозиционным ИМ (ТЭНом, клапаном, электродвигателем). Для управления генерируется ШИМ-сигнал с высокой точностью или сигнал on/off;
–трехпозиционным ИМ (ЭИМ управления задвижкой, жалюзи и т.п.) с датчиком положения. Датчик положения подключают
ксвободному входу любого из устройств, работающих совместно
266
с МВУ8 в одной сети, и значения, измеряемые датчиком, передаются в прибор;
–трехпозиционным ИМ (задвижкой, жалюзи) без датчика положения. В этом случае необходимо задать время работы ИМ и его начальное положение, и прибор самостоятельно будет вычислять текущее положение в любой момент времени;
–ИМ с аналоговым управлением. Для управления прибор генерирует сигнал тока 4–20 мА или напряжения 0–10 В;
–сложной системой ИМ, например системой из двух ТЭНов, системой нагреватель – холодильник или комбинированной.
МВУ8 может также контролировать диапазон нахождения величины, измеренной другими приборами в сети RS-485 (например,
модулем «ОВЕН МВА8»). Это позволяет использовать МВУ8 в системах сигнализации, в том числе дискретной СУИМ.
СУИМ на основе интеллектуального устройства «ОВЕН МВУ8» используется совместно с ПК, «ОВЕН ТРМ151» и «ОВЕН МВА8» для управления и такими ИМ, как ТЭН, управляемая задвижка и другие, а также для сигнализации заданного и реального состояний технологического параметра.
Пример интеллектуального управления комбинированной системой исполнительных механизмов приведен на рис. 10.11.
Выходные элементы МВУ8
В приборе по желанию заказчика могут быть установлены в различных комбинациях выходные элементы со следующими параметрами:
–электромагнитные реле, 4 А, 220 В;
–транзисторные оптопары структуры n–p–n, 400 мА, 60 В;
–симисторные оптопары, 50 мА, 250 В;
–ЦАП «параметр – ток 4–20 мА»;
–ЦАП «параметр – напряжение 0–10 В»;
–для управления твердотельным реле 4–6 В, 50 мА.
267
Рис. 10.11. Интеллектуальное управление комбинированной системой исполнительных механизмов
Количество выходных элементов МВУ8 может быть расширено до 16 путем подключения восьмиканального модуля дискретных выходных элементов «ОВЕН МР1». Модуль МР1 подключается к МВУ8 напрямую, управляется от МВУ8 и не требует никакого самостоятельного конфигурирования и настройки.
268
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В последние два-три десятилетия системы управления исполнительными механизмами претерпевают существенные изменения, что связано прежде всего с бурным развитием микропроцессорной техники и ее доступностью.
Отметим основные моменты, определяющие сегодняшнее состояние, а также основные тенденции в развитии отечественных СУИМ.
1. Становление российских научно-производственных фирм (НПФ), предприятий-разработчиков и производителей ИМ и СУИМ (НПФ «КонтрАвт», НПФ «ОВЕН», «МЗТА», «ЗЭиМ», «Тулаэлектропривод» и др.).
2.Интенсивное развитие дилерских сетей, рост числа и развитие фирм – поставщиков средств автоматизации, выпускаемых зарубежными компаниями, такими как Siemens, Omron, Schneider Electric и многими другими.
3.Создание многочисленных специализированных центров подготовки и переподготовки специалистов в области автоматизации, а также становление и развитие различных пусконаладочных организаций.
4.Наблюдается интенсивный переход от локальной автоматизации к построению интегрированных, полнофункциональных многоуровневых и распределенных (децентрализованных) систем управления. Учитывая место СУИМ в АСУТП (нижний уровень контроля и управления), нельзя не отметить появление на рынке многоканальных модулей ввода-вывода и управления (MDSмодулей) для распределенных СУИМ.
5.Доминирование в СУИМ как постоянной, так и переменной скорости ЭИМ переменного тока (асинхронных с короткозамкнутым ротором, синхронных с постоянными магнитами), а также бесколлекторных электроприводов постоянного тока (вентильных электроприводов).
269
6.Доминирование в СУИМ постоянной скорости бесконтактных реверсивных пускателей серий БУЭР, ПБР, ФЦ и других,
атакже специализированных или универсальных микропроцессорных регуляторов-измерителей, таких как «МЕТАКОН 5×2», «МЕТАКОН 5×4», Т-424, РС-29М, ТРМ133, ТРМ151, «ОВЕН ПЛК» и др.
7.Доминирование в СУИМ переменной скорости ЭИМ с час- тотно-регулируемыми микропроцессорными электроприводами.
8.Модернизация приводов постоянного тока в части замены аналоговых силовых преобразователей для питания цепей якоря и возбуждения на полностью цифровые преобразователи.
9.Интегрирование интеллектуальных модулей в части объединения СПЭ с ЭИМ, что обеспечивает компактность и быстродействие СУИМ.
10.Оснащение СУИМ средствами интеллектуализации (идентификация, адаптивная настройка алгоритмов управления, самодиагностика, сетевой обмен информацией и др.).
270
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.ГОСТ 14691–69. Устройства исполнительные для систем автоматического регулирования. Термины. Доступ через справ.- правовую систему «КонсультантПлюс».
2.ГОСТ Р 52720–2007. Арматура трубопроводная. Термины
иопределения. Доступ через справ.-правовую систему «КонсультантПлюс».
3.ГОСТ 34.601–90. ЕСКД. Автоматизированные системы. Стадии создания. Доступ через справ.-правовую систему «КонсультантПлюс».
4.ГОСТ 24.602–86. ЕСКД. Документация на АСУ. Состав
исодержание работ по стадиям. Доступ через справ.-правовую систему «КонсультантПлюс».
5.ГОСТ 2.102–68. ЕСКД. Виды и комплектность конструкторских документов. Доступ через справ.-правовую систему «КонсультантПлюс».
6.ГОСТ 2.105–95. ЕСКД. Общие требования к текстовым документам. Доступ через справ.-правовую систему «КонсультантПлюс».
7.Шегал Г.Л., Коротков Г.С. Электрические исполнительные механизмы в системах управления. Библиотека по автоматике. –
М.: Энергия, 1968. – Вып. 308. – 160 с.
8.Емельянов А.И., Емельянов В.А. Исполнительные устройства промышленных регуляторов. – М.: Машиностроение, 1975. – 224 с.
9.Технические средства автоматизации: учеб. пособие / М.М. Мордасов, Д.М. Мордасов, А.В. Трофимов, А.А. Чуриков. – Тамбов: Изд-во Тамб. гос. техн. ун-та, 2005. – 168 с.
10.Государственная система промышленных приборов и средств автоматизации: Номенклатурный каталог / ЦНИИТЭИприборостроения. – М., 1984. – Ч. 1. – 172 с.
271
11.Полковников В.А. Параметрический синтез исполнительных механизмов гидравлических приводов систем управления летательных аппаратов: учеб. пособие / МАИ. – М., 2001. – 100 с.
12.Куо Б. Теория и проектирование цифровых систем управления: пер. с англ. – М.: Машиностроение, 1986. – 448 с.
13.Теория автоматического управления: учеб. для вузов / В.Н. Брюханов, М.Г. Косов, С.П. Протопопов [и др.]; под ред. Ю.М. Соломенцева. – М.: Высш. шк., 2000. – 268 с.
14.Справочник по теории автоматического управления / под ред. А.А. Красовского. – М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1987. – 712 с.
15.Ганин Н.М. Математические модели автоматизированных производственных систем: учеб. пособие. – Л.: Изд-во ЛГТУ, 1991. – 271 с.
16.Казанцев В.П. Теория автоматического управления (линейные системы): учеб. пособие. – Пермь: Изд-во Перм. гос. техн.
ун-та, 2007. – 165 с.
17.Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами. – Л.: Энергоиздат, 1982. – 392 с.
18.Ильинский Н.Ф., Казаченко В.Ф. Общий курс электропривода. – М.: Энергоатомиздат, 1992. – 544 с.
19.Эпштейн И.И. Автоматизированный электропривод переменного тока. – М.: Энергоиздат, 1982. – 192 с.
20.Перельмутер В.М., Сидоренко В.А. Системы управления тиристорными электроприводами постоянного тока. – М.: Энерго-
атомиздат, 1988. – 303 с.
21.Казанцев В.П. Методологические аспекты синтеза регуляторов класса «Вход-Выход» цифровых систем управления // Информационные управляющие системы: сб. науч. тр. / Перм. гос.
тех. ун-т. – Пермь, 2006 – С. 285–296.
22.Борцов Ю.А., Поляхов Н.Д., Путов В.В. Электромеханические системы с адаптивным и модальным управлением. – Л.: Энергоатомиздат, 1984. – 216 с.
272
23.Электротехнический справочник: в 3 т. Т. 3: в 2 кн. Кн. 2. Использование электрической энергии / под общ. ред. И.Н. Орлова [и др.]. – 7-е изд. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 616 с.
24.Сосонкин В.Л. Программное управление технологическим оборудованием. – М.: Машиностроение, 1991. – 512 с.
25.Коровин Б.Г., Прокофьев Г.И., Рассудов Л.Н. Системы программного управления промышленными установками и робототехническими комплексами / ЭАИ. – Л., 1990. – 20 с.
26.Парр Э. Программируемые контроллеры: руководство для инженера. – М.: БИНОМ: Лаборатория знаний, 2007. – 516 с.
27.Петров И.В. Программируемые контроллеры. Стандартные языки и приемы прикладного проектирования / под ред. проф. В.П. Дьяконова. – М.: СОЛОН-Пресс, 2004. – 256 c.
28.Модуль вывода управляющий восьмиканальный МВУ8. Паспорт и руководство по эксплуатации / НПФ «ОВЕН». – М., 2008. – 64 с.
29.Синтез электромеханических приводов с цифровым управлением / В.Л. Вейц, П.Ф. Вербовой, О.Л. Вольберг, А.М. Съянов; АН Украины. Ин-т электродинамики. – Киев: Наук. думка, 1991. – 232 с.
30.Олссон Г., Пиани Дж. Цифровые системы автоматизации
иуправления. – СПб.: Невский Диалект, 2003. – 557 с.
31.Плескач Н.В. Интеллектуальные средства для исполнительных механизмов ОАО «ЗЭиМ» // Промышленные АСУ и кон-
троллеры. – 2005. – № 11. – С. 16–27.
273
Учебное издание
КАЗАНЦЕВ Владимир Петрович
СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМИ МЕХАНИЗМАМИ
Учебное пособие
Корректор Е.Б. Денисова
Подписано в печать 24.06.15. Формат 60 90/16. Усл. печ. л. 17,25. Тираж 30 экз. Заказ № 118/2015.
Издательство Пермского национального исследовательского
политехнического университета.
Адрес: 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, к. 113.
Тел. (342) 219-80-33.