3.4 Технические характеристики контроллеров

Контроллеры Modicon TSX Quantum позволяют создавать:

- относительно простые системы с одним контроллером и локальным вводом-выводом, в которых устройства ввода-вывода сигналов технологических параметров размещаются в одном конструктиве с процессором;

- системы с одним контроллером и с устройствами ввода-вывода, удаленные от процессора на расстояние до 5 километров;

- системы с несколькими контроллерами, объединенные различными сетями передачи данных, такими как Ethernet TCP/IP, ModbusPlus, Modbus, Profibus и другими.

Разработка программ для контроллеров (программирование контроллеров) осуществляется с помощью пакета CONCEPT.

Пакет CONCEPT содержит следующие пять языков программирования, соответствующих международному стандарту IEC 1131:

- графические языки:

а) FBD - язык функциональных блоковых диаграмм;

б) LD - язык лестничных диаграмм;

в) SFC - язык последовательных функциональных схем;

- текстовые языки:

а) IL - список инструкции (язык типа "ассемблер");

б) ST - структурированный текст, язык, близкий к Pascal.

Кроме того, CONCEPT содержит один не стандартный язык LL986 типа LD.

Контроллер Modicon TSX Quantum (контроллер) является проектно-компонуемым изделием и комплектуется из следующих компонентов (рисунок 3.10):

- шасси (рисунок 3.11);

- модулей электропитания (PS);

- модулей центрального процессорного устройства (CPU или ЦПУ);

- модулей ввода/вывода дискретных и аналоговых сигналов от датчиков параметров технологического процесса;

- модулей связи;

- специальных модулей.

Шасси предназначены для установки модулей и соединения их с шиной процессора. Шасси содержит внешнюю шину процессора и места, называемые «слотами» для установки модулей.

Модули питания выполняют две функции: служат источником питания шасси системы и защищают ее от помех и скачков напряжения. Блоки питания имеют защиту от перегрузки по току и напряжению.

Блоки питания преобразуют поступающее напряжение в стабилизированное постоянное напряжение +5 В для работы ЦПУ, локальных модулей ввода-вывода и других модулей, устанавливаемых на шасси. Эти блоки не обеспечивают запитку полевых датчиков и приводов от точек ввода-вывода.

Рисунок 3.10 – Типовая структура ПЛК ЦПУ

Quantum являются однослотовым программируемыми устройствами со встроенной системной памятью, памятью прикладных программ и портами связи.В ЦПУ используется технология флеш-памяти для системной памяти ЦПУ и хранения набора команд.ЦПУ обеспечивает хранение прикладных программ в ОЗУ с резервным батарейным питанием.

Рисунок 3.11 - Вид шасси

Все ЦПУ поддерживают сетевые протоколы Modbus и ModbasPlus. В некоторых моделях ЦПУ используется математический сопроцессор.

Контроллеры поддерживают широкий спектр модулей дискретного ввода-вывода, обеспечивающих взаимодействие с разнообразными полевыми устройствами. Все модули соответствуют международным электротехническим стандартам IEC, гарантирующим надежность в жестких условиях эксплуатации. Все модули ввода-вывода полностью конфигурируются при помощи программного обеспечения Concept и Modsoft.

Quantum позволяет определить заранее состояние, в которое устанавливаются дискретные выходы, если по каким-то причинам прекращается обслуживание модулей:

- отключение;

- переход в заранее заданное безопасное состояние;

- фиксация последнего значения.

Краткие технические характеристики модулей приведены в таблицах 3.7 и 3.8.

Таблица 3.7 - Модули дискретного ввода

Таблица 3.8 - Модули дискретного вывода

Опция горячего резерва обеспечивает высокую надежность ЦПУ Quantum, которая требуется для особо ответственных систем. Центральной позицией в системе является резервный контроллер - вторая система Quantum, имеющая конфигурацию, идентичную основной системе управления, а также специальные модули горячего резерва, установленные на шасси обеих систем. В резервном контроллере используется высокоскоростная волоконно-оптическая линия связи для постоянного контроля текущего состояния системы основного контроллера. В случае непредвиденного отказа основного контроллера система управления автоматически переключается на резервный. Выполнение критических процессов в сети удаленного ввода-вывода не прерывается из-за неисправности аппаратной части контроллера. В результате обеспечивается более высокая производительность и сокращение простоев.

В начале каждого сканирования основного контроллера текущий регистр и таблица состояния ввода-вывода передаются на резервный контроллер по надежной и высокоскоростной волоконно-оптической линии связи. При переключении на резерв резервный контроллер принимает правление системой с обновленным состоянием входов-выводов и регистров, при этом выполняется плавный контролируемый переход с минимальным влиянием на технологический процесс, после переключения резервный контроллер становится основным, а при возврате отключенного контроллера в исправное состояние он возвращается в режим резерва.

4. ПОВЫШЕНИЕ НАДЕЖНОСТИ РЕЗЕРВУАРНОГО ПАРКА ЛПДС «ЧЕРКАССЫ»

4.1 Постановка задачи

Объектом исследования является резервуарный парк, предназначенный для приема, хранения и перекачки светлых нефтепродуктов.

В целях обеспечения максимального уровня безопасности емкости для нефтепродуктов оснащены системой защиты от переполнения. Такая система включает в себя датчики контроля уровня, а также сигнализаторами уровня, срабатывающими в момент наполнения емкости резервуара на 90%. Эти системы просты и удобны в эксплуатации, и позволяют минимизировать уровень пожарной опасности. Следовательно такие системы должны обеспечивать высокий уровень надёжности.

Высокий уровень надёжности системы позволит избегать аварийных ситуаций и повысит экономическую эффективность объёкта.

В рассматриваемом резервуарном парке стоит уровнемер поплавковый РУПТ-А. Для увеличения надёжности предлагаю заменить этот датчик на более современный радарный уровнемер RTG 3940 REX.

Сравним датчики и системы защиты от переполнения по показателям надёжности.