Многофункциональный контроллер связи с объектом (МКСО)

Многофункциональный контроллер связи с объектом (МКСО) предназначен для работы в качестве устройств связи с объектом (УСО) в распределенных или локальных системах автоматизации (СА). Область применения МКСО – автоматизированные системы управления технологическими процессами объектов различного назначения, включая объекты с наличием взрывоопасных зон классов 0, 1 и 2 по ГОСТ IEC 60079-14-2013. МКСО представляет собой проектно-компонуемое изделие и имеет блочно-модульную конструкцию. Каждый блок содержит крейт и модули (ввода/вывода, сетевые, коммуникационные). Типы крейтов и модулей, а также их количество определяются проектом. В состав МКСО входят следующие блоки:    ♦ Блок коммуникационный (БК) - один блок в шкафу УСО;    ♦ Блок ввода/вывода (БВВ) - от одного до шестнадцати блоков в одном шкафу УСО, в зависимости от его габаритов;    ♦ Блок внутришкафного контроля (БВК) - один блок в шкафу УСО.

Структура МКСО

МКСО работает под управлением центрального процессорного устройства системы автоматизации (ЦПУ СА), в котором осуществляется алгоритмическая обработка входной информации и формирование выходной информации.

МКСО используется для:

• сбора данных от датчиков и первичных преобразователей СА, включая фильтрацию, линеаризацию и другую необходимую обработку входных сигналов;
• формирования массивов данных аналоговых, дискретных и цифровых входных сигналов с последующей передачей этих массивов в ЦПУ СА по информационной сети;
• приема управляющей информации от ЦПУ СА и формирования выходных аналоговых, дискретных и цифровых сигналов на исполнительные устройства СА.

МКСО поддерживает следующие конфигурации Сети УСО:
   - магистраль,
   - кольцо,
   - дублированная магистраль,
   - дублированное кольцо.

МКСО могут быть использованы как в распределенных, так и в локальных СА.

В распределенных СА расстояние между КЦ и удаленными УСО может достигать нескольких километров. В качестве линий связи Сети УСО в распределенных СА используется оптоволоконный кабель (одномодовый или многомодовый). Топология Сети УСО - дублированное кольцо. В качестве КЦ используются модули серии DCS-2000 исполнения М3. Связь МКСО с Сетью УСО осуществляется посредством блока БК. В данном случае связь с Сетью УСО, выполненной с использованием волоконно-оптической линии связи (ВОЛС), осуществляется посредством коммуникационных модулей МС-002. КЦ, имеющий в своем составе 4-х канальный сетевой модуль С-46А, опрашивает блоки БК, установленные в каждом шкафу УСО. Протокол передачи данных - EmiBus, скорость передачи данных - 921,6 Кбит/с.

Абонентами Сети УСО являются четырехканальные сетевые модули С-46А, установленные в КЦ, и сетевые модули ВС-002 и СI-002, установленные в БК каждого шкафа УСО. Коммуникационные модули МС-002 выполняют функции медиаконвертеров.

Для обеспечения сетевого резервирования в БК устанавливаются две или одна пара модулей BC-002, в зависимости от количества БВВ в шкафу УСО (к каждой паре модулей ВС-002 можно подключить до восьми БВВ плюс один БВК). Кроме того, в БК могут быть установлены сетевые модули СI-002 для обеспечения связи с внешними интеллектуальными устройствами по протоколу ModBus RTU.

Модуль С-46А в КЦ является ведущим устройством Сети УСО (EmiBus Master), сетевые модули БК являются ведомыми устройствами Сети УСО (EmiBus Slave). Сетевые модули имеют специальные DIP-переключатели для задания сетевого адреса устройства (от 0 до FFH). Таким образом, общее количество сетевых модулей в Сети УСО должно быть не более 256.

В локальных СА МКСО располагается в одном шкафу с ЦПУ. При этом в качестве линий связи Сети УСО используются экранированные витые пары (интерфейс RS-485). Сеть УСО реализована посредством интерфейса RS-485. Сетевой модуль С-46А в КЦ подключается экранированной витой парой непосредственно к клеммникам БК. При этом поддерживается топология Сети УСО - дублированная магистраль.

Ниже представлена структурная схема типового шкафа УСО на базе контроллеров серии МКСО.

Основным блоком в шкафу УСО является БК, обеспечивающий информационную связь с КЦ по Сети УСО, а также с блоками БВВ и БВК по Сети Ввода-Вывода по дублированным линиям связи. Питание блоков также задублировано и осуществляется от двух источников питания «+24 VDC» (в состав контроллера МКСО не входят), расположенных в шкафах УСО.

Преимущества контроллеров серии МКСО

При использовании МКСО в шкафах УСО за счет минимизации количества дополнительных устройств внутришкафной монтаж существенно упрощается. Это сокращает время на поиск и устранение возможных отказов и неисправностей в процессе эксплуатации.

Так как модули ввода/вывода серии МКСО являются малоканальными – аппаратная избыточность в контроллере минимальна. При конструировании шкафа УСО нет необходимости закладывать "резервные" сигналы и клеммники. Необходимо оставлять лишь резервные платоместа для модулей ввода/вывода в блоках БВВ. При последующих доработках шкафов УСО (при реконструкциях и модернизациях СА) достаточно подвести новые объектовые кабели к "резервному" блоку БВВ и установить в резервные платоместа БВВ модули ввода/вывода с необходимым функционалом, а также программно переконфигурировать УСО.

Количество объектовых сигналов, подводимых к шкафу УСО на базе контроллеров МКСО, выше, чем при использовании традиционных конструктивных и схемотехнических решений.

Разработаны электрические схемы и конструкции типовых шкафов УСО различных размеров (как односторонних, так и двухсторонних).

Все это существенно упрощает, ускоряет и удешевляет разработку и изготовление СА на базе контроллеров серии МКСО.