В предыдущем номере журнала "Факел", мы представили обзорную статью о деятельности ГК «АКСИТЕХ» с указанием основных продуктов и услуг в сфере автоматизации технологических процессов.
Принимая во внимание, что основой для построения любой автоматизированной системы распределенных объектов служит контроллер, то описанию разработанных ГК «АКСИТЕХ» контроллеров будет посвящена эта статья.
Контроллером (англ. controller — регулятор, управляющее устройство)в системах автоматизации называют устройство, выполняющее управление физическими процессами по записанному в него алгоритму, с использованием информации, получаемой от датчиков и выводимой в исполнительные устройства.Посредством исполняемых контроллером функций снижается нагрузка на центральный процессор системы, освобождая от большого количества функций ввода/вывода и повышая общую производительность.
Первые контроллеры появились в конце 60-х годов прошлого столетия и программировались аппаратно, что позволяло использовать определенный контроллер исключительно под определенные процессы без возможности перенастройки. В 70-х годах появились контроллеры, алгоритмы работы которых могли быть изменены несколько проще – с помощью схемы соединений реле. Такие контроллеры получили название программируемых логических контроллеров (ПЛК).
Несмотря на широкое распространение ПЛК, в некоторых областях промышленности они являются избыточными, поэтому наряду с ПЛК, как универсальным контроллером, все чаще применяются узкоспециализированные решения.
Одно из таких направлений, где узкоспециализированные контроллеры востребованы – является телеметрический сбор данных и удаленный мониторинг объектов.Такие устройства получили название «контроллер телеметрии», которое полностью отражает решаемые ими задачи. Такие контроллеры, как правило обладают ограниченным количеством измерительных и сигнальных каналов данных, что обусловлено типизацией объектов мониторинга.
Одна из сфер широкого применения контроллеров телеметрии – удаленный мониторинг и управление опасными объектами, в том числе на сетях газоснабжения.
Несмотря на довольно большое количество существовавших уже на тот момент решений по оснащению объектов газораспределения, с 2008 года в ГК «АКСИТЕХ» началась разработка и внедрение собственных контроллеров-телеметрии (КТ), которые могли бы отвечать новым требованиям, предъявляемым к созданию и функционированию унифицированных систем телеметрии, телемеханики и учета теплоэнергоносителей на удаленных газоопасных объектах.
Одно из таких направлений, где узкоспециализированные контроллеры востребованы – является телеметрический сбор данных и удаленный мониторинг объектов.Такие устройства получили название «контроллер телеметрии», которое полностью отражает решаемые ими задачи. Такие контроллеры, как правило обладают ограниченным количеством измерительных и сигнальных каналов данных, что обусловлено типизацией объектов мониторинга.
Одна из сфер широкого применения контроллеров телеметрии – удаленный мониторинг и управление опасными объектами, в том числе на сетях газоснабжения.
Несмотря на довольно большое количество существовавших уже на тот момент решений по оснащению объектов газораспределения, с 2008 года в ГК «АКСИТЕХ» началась разработка и внедрение собственных контроллеров-телеметрии (КТ), которые могли бы отвечать новым требованиям, предъявляемым к созданию и функционированию унифицированных систем телеметрии, телемеханики и учета теплоэнергоносителей на удаленных газоопасных объектах.
Первым поколением контроллеров телеметрии стала серия «АКСИ» со встроенным модемом беспроводной связи. КТ позволяют осуществлять мониторинг технологических параметров на удаленных объектах и обмениваться данными с ЭВМ верхнего уровня в каналах связи GSM 900/1800 в режиме пе- редачи данных GPRSи CSD.
«АКСИ-1» (рис. № 1) – моноблочный(одноплатный) контроллер, содержит структуру аналогового и цифрового ввода/ вывода с программно-ориентированными исполнениями. Выполняет функции преобразователя и предназначен для построения информационно-управляющих систем. «АКСИ-1» может работать в составе АСУ ТП совместно с ЭВМ верхнего уровня и является универсальным техническим средством, позволяющим в кратчайшие сроки создавать технические комплексы для различных областей применения.Алгоритм работы контроллеров в совокупности с мощными отладочными средствами определяет легкость ввода в эксплуатацию и дальнейшее обслуживание созданных на базе «АКСИ-1» технических комплексов.
Область применения «АКСИ-1» – объекты автоматизации с внешним сетевым питанием.
Технические характеристики контроллера «АКСИ-1»:
- одновременное измерение шести токовых сигналов с датчиков, имеющих стандартный токовый выход 4…20 мА, по двухпроводной и трехпроводной схемам подключения;
- ввод и обработку шести дискретных сигналов (концевые выключатели, сигнализаторы, состояние электросилового и охранного оборудования и т.п.);
- либо ввод и обработку шести частотно-импульсных сигналов (подключаемых к дискретным входам контроллера);
- подключение внешних устройств по интерфейсу RS-232 в формате стандартных протоколов обмена, в том числе подключение вычислителей и корректоров расхода газа (ЕК-270, ВКГ, СПГ, ГиперФлоу, СуперФлоу и пр.);
- обмен информацией с ЭВМ верхнего уровня (т.н. диспетчерский пункт) при помощи беспроводного модема в режиме передачи данных GPRS/CSDпо каналам беспроводной связи стандарта GSM 900/1800.
Условия применения:
Контроллер соответствует климатическому исполнению УХЛ и категории размещения 2 по ГОСТ 15150 при рабочем значении температуры окружающей среды от минус 40 до +50°С. Степень защиты оболочки контроллера IP20 по ГОСТ 14254. Устанавливается вне взрывоопасных зон помещений согласно требованиям главы 7.3 ПУЭ (седьмое издание) и других нормативно-технических документов.
«АКСИ-1МР» (рис. № 2) – контроллер «АКСИ-1» с расширенным функционалом, который достигается за счет подключения модуля расширения. Позволяет дополнительно обеспечить одновременное измерение еще шести токовых сигналов, ввод и обработку девяти дискретных сигналов, одного канала ввода термопреобразователяPt100, вывод двух двустабильных дискретных (релейных) сигналов (управление исполнительными механизмами).
Стоит отметить важную деталь – большинство объектов газораспределения не имееют внешнего энергоснабжения, а приборы учета расхода газа, оснащенные электронными вычислителями, имеют собственное встроенное питания – т.е. автономны!
Учитывая пожелания клиентов, силами конструкторского бюро ГК «АКСИТЕХ» была проведена модернизация контроллера «АКСИ-1», с целью обеспечения возможности работы контроллера от автономных источников питания.
«АКСИ-2» (рис. № 3) – моноблочный (одноплатный контроллер),обладающий всеми характеристиками контроллера «АКСИ-1» с основным отличительным признаком–наличием автономного режима работы, в котором контроллер потребляет минимальное количество энергии, регистрируя при этом аварийные сигналы, атакже периодически осуществляя обмен данными с верхним уровнем.
Несмотря на то, что «АКСИ-2» стал первым поколением из автономных контроллеров, разработанных в ГК «АКСИТЕХ», он имел ряд ограничений, которые не позволяли быть ему полноценным автономным контроллером: регистрация только дискретных сигналов, односторонний режим связи и т.п.
Чтобы устранить вышеуказанные недостатки и повысить эффективность использования автономных средств телеметрии, была начата разработка совершенно нового контроллера телеметрии, с применением новых принципов контроля и управления оборудованием и, как следствие, новой технологии производства. Таким образом, на смену «АКСИ-2» пришел контроллер второго поколения – «КАМ200».
Кроме модульной структуры и новых режимов работы важным преимуществом данной серии контроллеров является их тип взрывозащиты класса искробезопасная цепь, что позволяет размещать данное оборудование непосредственно во взрывоопасной зоне, без применения взрывозащищенных оболочек.
«КАМ-200» – модульный программируемый контроллер, предназначенный для построения универсальных информационно-управляющих комплексов и автоматизированных систем с возможностью передачи данных по проводным и беспроводным каналам связи.
Основной областью применения «КАМ200» является автоматизация промышленных объектов, не имеющих сетевого питания.Сверхнизкое энергопотребление обеспечивает продолжительную работу контроллера от многоразового модуля автономного питания (аккумуляторная электрическая батарея) до 3-х лет без подзарядки с общим сроком эксплуатации не менее 10 лет.
Особенности линейки контроллера «КАМ-200»:
- Гибкая конфигурация количества и характеристик измеряемых параметров: к «ведущему» модулю шины (обеспечивает взаимодействие компонентов системы) могут быть установлены до 16 «ведомых» модулей.
- Простота и удобство монтажа и обслуживания. Размещение модулей – произвольное, за исключением модулей питания и процессорных модулей, которые устанавливаются на фиксированные места.
- Наращивание возможностей систем при модернизации.
- Интеграция в существующие сети АСУ ТП.
- Взрывозащищенное исполнение для установки непосредственно во взрывоопасных зонах 1 и 2 (с воздухом категории IIB по ГОСТ Р 51330.11). Модули контроллера оснащены искробезопасными электрическими цепями каналов связи, обеспечивающими ограничение напряжения и тока, а также разделение искробезопасных и искроопасных цепей.
- Реализация передачи данных с применением различных каналов связи, как беспроводных: встроенныйGSM (GPRS/ CSD/SMS), применение внешнего оборудования для поддержки 3G/4G/LTE, WiFi, ZiegBee, спутниковых каналов связи; так и проводных: встроенные порты RS 232/485, внешние линии связи xDSL, Ethernet и др.
- Диагностические функции, встроенные в операционную систему контроллера. Диагностический буфер сохраняет 1000 последних сообщений об отказах и неисправностях и т.п.
Модульная конструкция «КАМ200» состоит из:
- Модуль процессорный «КАМ200-1х». В зависимости от сложности решаемой задачи может быть использовано одно из семи, существующих на сегодняшний день, исполнений. Они отличаются производительностью, объемом памяти, наличием/отсутствием и количеством встроенных каналов ввода-вывода, количеством и видом встроенных коммуникационных интерфейсов. Любой процессорный модуль является «ведущим» и все специализированные модули подключаются к нему по единой аппаратной шине.
- Линейка модулей ввода/вывода «КАМ200-5х, -6х, -7х».
Назначение данных модулей – это прием и обработка данных от периферийных устройств (датчиков температуры, давления, датчиков перепада давления, датчиков загазованности и др.) и передача информации по шине на процессорный модуль. Для управления исполнительными механизмами разработаны модули дискретных выходов.
Каждый их таких модулей выполняется в двух исполнениях. Одно из исполнений – сигнальное, предназначено только для регистрации и передачи сигналов с периферийного оборудования на процессорный модуль. Второе исполнение – функциональное, способно в автоматическом режиме производит собственную интеллектуальную диагностику поступающих сигналов и вести журнал архивов с последующей выгрузкой в процессорный модуль по заданным временным параметрам.
- Линейка модулей питания «КАМ200-0х».
Модули питания предназначаются для обеспечения искробезопасного питания контроллера «КАМ200»: процессорного и специализированных.Благодаря модулям питания, обеспечивается автономная работа контроллера без подключения к внешней сети питания (24/220/380В).
Стоит отметить, что именно реализация новой технологии управления питанием контроллера и наличие автономных источников питания высокой емкости в совместном применении в одном устройстве и позволило достигнуть поистине выдающихся характеристик изделия.
Кроме этого для объектов, где не требуется взрывозащищенное исполнение оборудования, готовится к производству серия контроллеров КАМ100, которая основана на принципах работы и технологии серии КАМ200, но является упрощенным вариантом для общепромышленных решений.
Учитывая, что в рамках статьи невозможно представить описание и характеристики каждого из модулей, предлагаем Вам ознакомиться с этой информацией на сайте ГК «АКСИТЕХ» или обратиться по указанной ниже контактной информации.
Толщинов Ю.В. – главный конструктор ООО «АКСИТЕХ»,
Тарасова Э.Г. – руководитель направления «Системы
телеметрии» коммерческого сектора ООО «АКСИТЕХ».
Наш адрес:
Офис: 117246, г. Москва, Научный проезд, д. 19
Тел/факс: (495) 669-05-34
Почтовый адрес: 117246, г. Москва, а/я 7
Электронная почта: info@axitech.ru
