Распределенные системы автоматизации

С ростом количества датчиков, увеличением площади территории, на которой расположена СА и усложнением алгоритмов управления становится более эффективным применение распределенных систем управления (РСУ, DCS - Distributed Control System).

Распределенная система управления - множество территориально разнесенных СПФ и средств в-в, объединенных информационными сетями. Структура РСУ подобна структуре самого объекта автоматизации, а функции сбора, обработки данных, управления и вычисления оказываются распределенными среди множества СПФ. Каждое СПФ работает со своей группой средств в-в и обслуживает определенную часть объекта управления. Часто технологическое оборудование выпускается с уже встроенными СПФ. Тенденция децентрализации управления и приближения СПФ к объектам управления является общей для всех СА и отчасти навеяна успехами объектно-ориентированного программирования (ОбОП).

РСУ - система, состоящая из множества независимых устройств ПА, разнесенных в пространстве, информационно взаимодействующих для выполнения общей задачи.

Максимальные преимущества РСУ достигаются, когда СПФ работают автономно, а обмен информацией между ними сведен до минимума.

Характеристики РСУ, отличающие ее от сосредоточенных систем:

· большее быстродействие благодаря распределению задач между параллельно работающими СПФ;

· повышенная надежность (отказ одного СПФ не влияет на работоспособность других);

· большая устойчивость к сбоям;

· более простое наращивание или реконфигурирование системы;

· упрощенная процедура модернизации;

· большая простота проектирования, настройки, диагностики и обслуживания благодаря соответствию архитектуры системы архитектуре объекта управления, а также относительной простоте каждого из средств системы;

· улучшенная помехоустойчивость и точность благодаря уменьшению длины линий передачи аналоговых сигналов от датчиков к устройствам ввода;

· меньший объем кабельной продукции, пониженные требования к кабелю и более низкая его стоимость;

· меньшие расходы на монтаж и обслуживание кабельного хозяйства.

РСУ смягчает также требования к ОС РВ, поскольку задачи распределены между параллельно работающими СПФ, на каждом из которых установлена отдельная ОС.

В РСУ для связи с удаленными модулями в-в широко используется интерфейс RS-485, обеспечивающий помехоустойчивую связь на расстоянии до 1.2 км без повторителя. К СОМ – порту (с RS-232) и USB-порту компьютера проводники такой связи подключаются через соответствующие автоматические преобразователи интерфейсов. При необходимости число портов ПК увеличивают используя разветвители интерфейсов USB (USB- хабы).

Внешние устройства, не имеющие гальванически изолированного порта, обычно подключают к компьютеру через изолирующие преобразователи интерфейсов, защищающие компьютер от случайного попадания высокого напряжения в случае аварии или небрежного обращения. Примером может служить оптический изолятор OI-232-1000 [НИЛ АП] с напряжением изоляции 1000В.

Все более широкое распространение приобретают оптоволоконные линии связи и соответствующие преобразователи интерфейсов

 

Простейший пример локальной (1-компьютерной) РСУ показан на рис.10.1:

 

Рис.10.1.простейший пример 1-компьютерной РСУ

Пример архитектуры распределенной системы сбора данных и управления с общей шиной показан на рис.10.2

Рис.10.2. Пример архитектуры распределенной системы сбора данных и управления с общей шиной на модулях RealLab! [НИЛ АП]

Локальные РСУ

Для эффективности РСУ необходимы строгие методы их описания, обеспечение совместимости и взаимозаменяемости всех устройств, входящих в систему. Для этих целей утвержден международный стандарт МЭК 61499. Он определяет 3 уровня иерархии моделей при разработке распределенных систем:

· системы;

· физические устройства;

· функциональные блоки (ФБ).

Все модели представляются в виде ФБ, описывающих процесс передачи и обработки информации в системе. Их особенность - учитывают не только традиционное инициирование выполнения алгоритма с помощью тактирования или временного расписания, но и обеспечивают событийное управление (по признаку наступления некоторых событий). Событийное управление является более общим, а тактирование можно рассматривать как его частный случай периодического появления одного и того же события (сигнала тактирования).

Валидация (термин ИСО 9001) - подтверждение соответствия системы требованиям ее назначения. Выполняется с участием потребителя.

Верификация - доказательство достоверности характеристик системы.

ФБ могут быть использованы для поддержания всего жизненного цикла системы, включая проектирование, изготовление, функционирование, валидацию и обслуживание.

Модель распределенной СА в соответствии с МЭК 61499 может быть представлена как набор физических устройств (например, СПФ), взаимодействующих между собой через одну или нескольких промышленных сетей (рис.10.1). Сети могут иметь иерархическую структуру.

Функции, СА моделируются с помощью программного приложения, которое может располагаться в одном устройстве

Пример типичной РСУ с общей шиной приведен на рис.10.2.

⇐ Предыдущая17181920212223242526Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. A.32.4. Дисплей системы автоведения
2. A.7.7. Модуль 5: Манометры и световые индикаторы тормозной системы
3. X. СИНДРОМЫ ПОРАЖЕНИЯ СИСТЕМЫ ОРГАНОВ
4. АВТОМАТИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО СЕРВИСА В СХ
5. Автоматизированные системы управления вагонным парком на сети железных дорог.
6. Алгоритм управления разомкнутой системы первого типа имеет вид
7. Анализ деятельности холдинга «Российские космические системы»
8. Анализ достоинств и недостатков системы управления сайтом CMS
9. Анализ линейной системы автоматического регулирования
10. Анализ логистической системы компании «ИКЕА ДОМ»
11. Анализ объекта автоматизации
12. Анализ системы управления персоналом