Ввод и вывод аналоговых сигналов в АСУ ТП. Лекция 11 презентация

СХЕМА ВВОДА АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ В ПЛК

АЦП поразрядного уравновешивания (последовательного приближения)

АЦП последовательного счета

АЦП ДВОЙНОГО ИНТЕГРИРОВАНИЯ

ВРЕМЕННЫЕ ДИАГРАММЫ АЦП ДВОЙНОГО ИНТЕГРИРОВАНИЯ

ФИЛЬТРАЦИЯ ПОМЕХ В АЦП ДВОЙНОГО ИНТЕГРИРОВАНИЯ

СРАВНЕНИЕ АЦП ПОРАЗРЯДНОГО УРАВНОВЕШИВАНИЯ И ДВОЙНОГО ИНТЕГРИРОВАНИЯ
АЦП поразрядного уравновешивания:
Более высокое быстродействие
Чувствителен к высокочастотным помехам
При отклонении электрических параметров в схеме ЦАП от номинала возникает существенная погрешность.
Пример: К 572 ПВ 1А (число разрядов n=12, tпр= 130 мкс)
АЦП двойного интегрирования:
Более низкое быстродействие
Сглаживает высокочастотные помехи
Мало чувствителен к отклонению электрических параметров (R, C) от номинала.
Пример: К 572 ПВ 2 (n=13
Время преобразования 100 мс)

Параллельные АЦП

СТРУКТУРНАЯ СХЕМА ПОДСИСТЕМЫ ВЫВОДА АНАЛОГОВЫХ СИГНАЛОВ

СХЕМА ЦАП С ВЕСОВОЙ РЕЗИСТОРНОЙ МАТРИЦЕЙ

СХЕМА ЦАП ТИПА R – 2R

Пример модуля ввода аналоговых сигналов фирмы SIEMENS
Модуль SM 331. (существуют различные модификации)
Для подключения датчиков с унифицированными сигналами напряжения и силы тока, термопар, датчиков сопротивления и термометров сопротивления.
Разрешающая способность от 9 до 15 бит + знак (с различными временами преобразования), конфигурируется.
АЦП двойного интегрирования.
Выбор вида аналогового сигнала производится аппаратно (выбирается соответствующая схема подключения).
Выбор предела измерения выполняется программным путем
Время преобразования до 100 мс (зависит от разрядности)
Погрешность преобразования до 1 %
Потребляемая мощность 1 Вт
Цена около 600 евро.

Модуль быстрого аналогового ввода-вывода SM 335
4 скоростных аналоговых входа (базовое время преобразования на 4 канала не превышает 1 мс).
• 4 скоростных аналоговых выхода (время преобразования на канал не превышает 0.8 мс).
АЦП последовательного приближения
Разрешение 14 бит.
Погрешность АЦП преобразования не более 0.25 %
ВЫХОД ЦАП 0 – 10 В (ИЛИ +/- 10 В)
Время одного преобразования 0.8 мс
Погрешность преобразования не выше 0.5 %
Цена около 800 евро

Модуль ввода аналоговых сигналов ОВЕН МВА8
ВОСЕМЬ УНИВЕРСАЛЬНЫХ ВХОДОВ для подключения широкого спектра датчиков температуры, давления, влажности, расхода, уровня и других физических величин
Время опроса 1-го канала 300 мс
Потребляемая мощность 6 Вт
Цена 4200 рублей

АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЕРХНЕГО УРОВНЯ АСУ ТП
Исполнение – desktop или rack-mounted
- Процессор: Intel Pentium 4, 3.4 ГГц;
- Память: DDR2 SDRAM до 4 ГБ;
- Материнская плата: ChipSet Intel 945G;
- Жесткий диск: SATA-RAID 1/2 x 120 ГБ;
- Степень защиты: IP 31;
- Температура эксплуатации: 5 – 45 C;
- Влажность: 5 – 95 % (без образования конденсата);
- Операционная система: Windows XP Professional/2003 Server.

РАБОЧАЯ СТАНЦИЯ WIR-610FM
Основные характеристики:
4U Промышленный компьютер
Системная плата формата ATX
Процессор Core2Duo/ PentiumD/ Pentium4/ CeleronD
до 7-и слотов расширения
Слоты PCI, PCI-E
DVD (DVD-RW)
До 5-и жестких дисков ATA, S-ATA или SCSI
Сетевой интерфейс: 10/100Mbps (100/1000Mbps) up to DUAL-port
Скоростной интерфейс обмена данными: USB 2.0

Промышленный панельный компьютер APC-3284/APC-3285
Процессор Intel Atom N270 1.6 GHz, Защита IP65

Безвентиляторный компьютер AEC-6920
Основные характеристики:
Безвентиляторная архитектура
Процессор Intel Core 2 Duo / Core Duo
Слоты расширения 1 PCI-E/ 1 PCI
Широкий диапазон DC или AC входного напряжения
Ethernet/ 4 COM/ 4 USB/ Audio/ Parallel/ CFD
Противоударное виброустойчивое исполнение

Компьютеры с 4 и более сетевыми портами

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЕРХНЕГО УРОВНЯ АСУ ТП
Операционная система. Чаще всего семейства Windows (Windows NT 4.0, Windows 2000/XP, Windows 2003 Server).
2. SCADA – система (WinCC, Intouch, Trace Mode, GENESIS 32, Citect, iFIX, Master SCADA). Основные функции:
Отображение технологической информации в удобной для человека графической форме (как правило, в виде интерактивных мнемосхем) – Process Visualization;
Отображение аварийных сигнализаций технологического процесса – Alarm Visualization;
Архивирование технологических данных (сбор истории процесса) – Historical Archiving;
Предоставление оператору возможности манипулировать (управлять) объектами управления – Operator Control;
Контроль доступа и протоколирование действий оператора – Access Control and Operator’s Actions Archiving;
Автоматизированное составление отчетов за произвольный интервал времени (посменные отчеты, еженедельные, ежемесячные и т.д.) – Automated Reporting.
3. Прикладные программы (оптимизация режима, адаптация регуляторов и т.п.)

ОСНОВНЫЕ СПОСОБЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ ОПЕРАТОРСКИХ СТАНЦИЙ К КОНТРОЛЛЕРАМ

СХЕМЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПРОГРАММНЫХ МОДУЛЕЙ

ПРИМЕР ОТОБРАЖЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ НА ЭКРАНЕ МОНИТОРА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ SCADA

Визуализация управления стендом сушки и нагрева вакуум-камеры ЭСПЦ

ПРИМЕР СОСТОЯНИЯ ПАНЕЛИ СООБЩЕНИЙ И АВАРИЙНЫХ СИГНАЛИЗАЦИЙ В SCADA