CC BY-NC
10
E.V. Kvaskov, S.Ya. Galushin
Hierarchical systems for collecting information on controllers of the OWEN PLC 154 series
DOI: 10.24937/2542-2324-2021-1-S-I-207-208 УДК 004.384
Е.В. Квасков, С.Я. Галушин
СПбГМТУ, Санкт-Петербург
ИЕРАРХИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ СБОРА ИНФОРМАЦИИ НА КОНТРОЛЛЕРАХ СЕРИИ ОВЕН ПЛК 154
В статье рассмотрены основы иерархии систем сбора/обмена информацией на базе контроллера серии ОВЕН ПЛК 154. Ключевые слова: программируемый логический контроллер, автоматика, протокол, интерфейс, датчик. Авторы заявляют об отсутствии возможных конфликтов интересов.
DOI: 10.24937/2542-2324-2020-1-S-I-207-208 UDC 004.384
E.V. Kvaskov, S.Ya. Galushin
St. Petersburg State Marine Technical University, St. Petersburg
HIERARCHICAL SYSTEMS FOR COLLECTING INFORMATION ON CONTROLLERS OF THE OWEN PLC 154 SERIES
The article discusses the basics of the hierarchy of systems for collecting / exchanging information based on the OWEN PLC 154 series controller.
Key words: supervisory control and data acquisition, SoftLogic-systems, protocol, interface, sensor. Authors declare lack of the possible conflicts of interests.
В настоящее время существуют отечественные измерительные платформы на микроконтроллерах, которые позволяю создавать эффективные системы сбора данных для энергетических установок. Одним из таких направлений является серия микроконтроллеров ОВЕН сотой серии. Наиболее популярным из представителей которых является ПЛК 154 (программируемый логический контроллер), который представляет собой микропроцессорное специализированное устройство, предназначенное для сбора, преобразования, обработки, хранения информации и выработки команд управления, используемое для автоматизации технологических процессов. В основе контролера лежит 32-разрядный процессор ARM9200 МГц, ОЗУ 8 Мб и 4 МБ флэш-памяти для хранения программ. В состав стандартного контроллера входит следующие входы: 4 дискретных, 4 аналоговых и аналогичное количество выходов. Аналоговые входы универсальные и позволяют подключать датчики с унифицированными выходами (0-20 мА, 0-10 В),
а также термопары и термометры сопротивления. Тип входа программируется при настройке контроллера. ПЛК 154 поддерживает стандартные интерфейсы: RS-232, RS-485 и Ethernet 100BaseT. В качестве основного протокола используется ModBus (ModBus ASCII, ModBus RTU, ModBus TCP).
Для расширения количества входных и выходных сигналов используются аналоговые восьмипо-ртовые модули расширения ОВЕН МВх8 с частотой опроса каждого входа 30 Гц и высокоскоростные модули МВ110 с частотой опроса 200 Гц на канал. Точность измерения входного сигнала: для термопар - не более 0,5%, для остальных сигналов не более 0,25%.
В качестве систем программирования используется продукт CODESYS версий 2 и 3, причем с набором библиотек, написанных под устройства ОВЕН.
Функциональная схема контроллера ПЛК 154 приведена на рис. 1.
Для цитирования: Квасков Е.В., Галушин С.Я. Иерархические системы сбора информации на контроллерах серии ОВЕН ПЛК 154. Труды Крыловского государственного научного центра. 2021; Специальный выпуск 1: 207-208. For citations: Kvaskov E.V., Galushin S.Ya. Hierarchical systems for collecting information on controllers of the OWEN PLC 154 series. Transactions of the Krylov State Research Centre. 2021; Special Edition 1: 207-208 (in Russian).
ФГУП «Крыловский государственный научный центр»
207
Е.В. Квасков, С.Я. Галушин
Иерархические системы сбора информации на контроллерах серии ОВЕН ПЛК 154
Аналоговые входы AI1-4
=>
Дискретные входы DI1-4
CPU 32-разрядный ARM9 200 МГц
RAM 8 Мбайт
ROM 4 Мбайт Flash
время цикла 1 мс
Интерфейсы
100 BaseT RS-485 RS-232
Аналоговые выходы АО 1-4
Дискретные выходы DO 1-4
<С
=>
Рис. 1. Функциональная схема ОВЕН ПЛК-154
С
Верхний уровень HMI, SCADA
С
ж
J
Средний уровень ПЛК
С
ж
3
Нижний уровень датчики, регуляторы
3
Рис. 2. Уровни систем сбора/обмена информации
Таким образом, используя ПЛК-154 и модули расширения, можно реализовать иерархическую систему сбора данных, представленную на рис. 2.
Нижний уровень. Уровень оборудования (входов/выходов - Input/Output-level). Это уровень датчиков, измерительных устройств, контролирующих управляемые параметры, а также исполнительных устройств, воздействующих на эти параметры процесса, для приведение их в соответствие с заданием. На этом уровне осуществляется согласование сигналов датчиков с входами устройства управления, а вырабатываемых команд с исполнительными устройствами.
Средний уровень. Уровень управления оборудованием-Control level. Это уровень контроллеров (ПЛК-PLC, Programable Logic Controller). ПЛК получает информацию с контрольно-измерительного оборудования и датчиков о состоянии технологического процесса и выдает команды управления, в соответствии с запрограммированным алгоритмом управления, на исполнительные механизмы.
Верхний уровень. Уровень промышленного сервера, сетевого оборудования, уровень оператор-
ских и диспетчерских станций. На этом уровне идет контроль хода производства: обеспечивается связь с нижними уровнями, откуда осуществляется сбор данных, визуализация диспетчеризация (мониторинг) хода технологического процесса.
Это уровень HMI, SCADA. На этом уровне задействован человек, т.е. оператор (диспетчер). Он осуществляет локальный контроль технологического оборудования через так называемый человеко-машинный интерфейс (HMI - Human Machine Interface). К нему относятся: мониторы, графические панели, которые устанавливаются локально на пультах управления и шкафах автоматики.
Для осуществления контроля за распределенной системой машин, механизмов и агрегатов применяется SCADA система (Supervisory Control And Data Acqusition - диспетчерское управление и сбор данных). Эта система представляет собой программное обеспечение, которое настраивается и устанавливается на диспетчерских компьютерах. Она обеспечивает сбор, архивацию, визуализацию, важнейших данных от ПЛК. При получении данных система самостоятельно сравнивает их с заданными значениями управляемых параметров (уставками) и при отклонении от задания уведомляет оператора с помощью тревог (Alarms), позволяя ему предпринять необходимые действия. При этом система записывает все происходящее, включая действия оператора, обеспечивая контроль действий оператора в случае аварии или другой нештатной ситуации.
Таким образом, в настоящее время существует возможность создавать для энергетических установок сложные иерархические системы сбора данных на отечественной элементной базе.
Список использованной литературы
1. Конфигурирование области ввода/вывода ОВЕН ПЛК100 /ПЛК150/ПЛК154. Руководство пользователя Рег № ukr_27 [Электронный ресурс] // Харьков, 2016. Дата обращения 16.01.2021.
2. Программируемые логические контроллеры и аппаратура управления: лабораторный практикум. Часть 3. Овен ПЛК 150 и модули МВА8 и МВУ8. Благовещенск, 2010. С. 6-23.
3. ПЛК150 руководство по эксплуатации. Контроллер программируемый логический. С. 7-23.
4. Сайт производителя ОВЕН https://owen.ru/.
Поступила / Received: 15.11.21 Принята в печать / Accepted: 08.12.21 © Квасков Е.В., Галушин С.Я., 2021
208
Труды Крыловского государственного научного центра. Специальный выпуск 1, 2021
