рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Структура распределенной системы управления.

Структура распределенной системы управления. - раздел Транспорт, Автоматизация технологических процессов   В Течение Многих Лет Системы Управления Строились По Централи...

 

В течение многих лет системы управления строились по централизованному типу, в котором имелось одно мощное управляющее вычислительное устройство со связью с объектами и огромное количество кабелей, с помощью которых подключались датчики и исполнительные устройства. Такая структура диктовалась большой ценой на компьютерные устройства. В результате снижения этой цены и повышения стоимости кабельной продукции возникла необходимость изменить структуру систем цифрового управления. Так появились первые цифровые промышленные сети.

Информационный обмен в промышленных сетях строится по одному из трех принципов. Первый принцип ведущий–ведомый, в котором ведущее устройство последовательно опрашивает ведомые, а они в свою очередь выполняют переданные им команды. Второй принцип клиент–сервер заключается в том, что узел клиент запрашивает данные, а узел сервер их пересылает. Третий принцип поиск заключается в том, что некоторый узел должен постоянно получать информацию от другого узла без дополнительного запроса. При этом в первом варианте данные посылаются циклически с определенным интервалом времени, а во втором случае они пересылаются только при их изменении.

 
 

Современные открытые, распределенные системы управления строятся через промышленные сети по уровневому типу. Архитектура такой системы показана на рис.26.

 

Рис.26. Уровневая архитектура распределенной микропроцессорной системы

управления

В этой сети выделяются следующие уровни:

управления производством;

управления технологическим процессом;

автоматизации технологических машин и устройств;

опроса датчиков и управления исполнительными устройствами.

На уровне управления производством с помощью системы Internet развернута глобальная информационная сеть, через которую администрация предприятия получает и передает информацию отраслевого типа, кроме того, она получает и обрабатывает международные финансово–экономические и конъюнктурные данные.

На уровне управления технологическим процессом в системе управления развернута информационная сеть, с помощью которой объединяются локальные серверы и рабочие станции для обмена информации по принципу клиент–сервер. Задача этой части сети состоит в обеспечении визуализации основных параметров производства, построения отчетов и архивации данных. На этом же уровне производится обмен информации между компьютерами, концентраторами и серверами. Обычно на этом уровне обмен информации происходит по высокоскоростному протоколу Ethernet. На этом же уровне могут быть установлены автоматизированные рабочие места АРМы для специалистов.

Связь этого уровня с нижестоящими уровнями часто производится через концентраторы. Концентратором считается контроллер типа РСУ с высокой вычислительной мощностью, способный обрабатывать десятки тысяч переменных. В SCADA–системах концентраторы применяются для организации обмена данными между контроллерами промышленной сети.

Сети, обеспечивающие обмен информации между контроллерами, датчиками и исполнительными устройствами, называются промышленными сетями. Они работают по принципу ведущий–ведомый и составляют уровень управления технологическим процессом. В состав промышленных сетей могут входить контроллеры с локальным и распределенным вводом/выводом.

Под локальным способом ввода/вывода понимают такой способ ввода/вывода сигналов, при котором модули, обеспечивающие этот процесс, размещаются в одном устройстве с центральным процессором. Эти модули через систему слотов связаны с процессором по системной шине типа ISA или PCI. Слот – это стандартный разъем, предназначенный для стыковки модулей с системной шиной и расположенный на слотовом шасси. Так как количество

слотов в устройстве всегда ограничено, то в конструкции этих контроллеров предусматриваются технические средства, предусматривающие возможность расширения числа пристыкованных модулей. Один из вариантов структуры локального контроллера со слотовой связью показан на рис 27,а.

Под распределенным способом ввода/вывода понимают такой ввод/вывод информации, при котором модули ввода/вывода приближены к периферийным устройствам (датчикам и исполнительным механизмам), а управляющие контроллеры находятся на более высоком уровне и на значительном удалении от периферийных устройств. При этом типе промышленной сети ведущий контроллер всегда связан с несколькими ведомыми модулями. Ведущий контроллер называется мастером, а ведомые модули – слейвами. Связь типа мастер–слейв осуществляется по двухпроводной линии связи на длину 1200 -1500 метров по физическому протоколу RS-485. Если длина этой линии превышает указанный диапазон, то в нее включают повторители интерфейса (усилители сигнала). Структура сети такого типа показана на рис.27,б.

Для обмена информацией между контроллерами, расположенными на большом расстоянии друг от друга (десятки километров), используют сети удаленного доступа.

 

 

 
 

 

Рис.27. Типы распределенных сетей управления

 

Системы удаленного ввода/вывода (доступа) строятся из контроллеров или модулей соединенных по принципу ведущий–ведомый. При этом ведущий модуль располагается на верхнем уровне сети или в каркасе управляющего контроллера. Ведомый контроллер (или модуль) располагается на удаленном расстоянии и связывается с ведущим контроллером по специальной линии связи. Для того чтобы энергия информационного сигнала не затухала в канале связи, его модулируют (накладывают на несущий сигнал, который обладает значительно большей энергией), а затем его вновь отделяют от несущего сигнала (демодулируют) в ведомом контроллере. Этот процесс происходит в специальных устройствах, которые называются модемами (модуляторы–демодуляторы). По такой схеме ведущий модуль может поддерживать несколько ведомых модулей. Информация в контроллерах удаленного ввода/вывода формируется по принципам асинхронного обмена через порты интерфейса RS-485. Схема сети удаленного ввода/вывода показана на рис.27,в.

На самом нижнем уровне микропроцессорной системы управления к модулям нижнего уровня подключаются датчики и исполнительные устройства (внешние устройства). Такое подключение может осуществляться двояко: через параллельные или последовательные порты этих модулей. Параллельные порты модулей нижнего уровня обеспечивают непосредственное подключение аналоговых или дискретных внешних устройств. При этом каждый из таких устройств требует, как минимум, пары проводов для подключения. При большом количестве внешних устройств увеличивается не только расход монтажного провода, но и возрастает сложность компоновки и монтажа этих устройств.

Устранение этого недостатка стало возможным при использовании в структуре промышленной сети полевых шин. Полевая шина – это разновидность промышленной сети нижнего уровня, которая позволяет использовать дву- жильный монтажный кабель специального профиля для подключения через последовательный порт принимающего модуля до 62 внешних устройств. При этом питание, опрос и выдача команд для этих устройств производится по одному и тому же кабелю. Внедрение полевых шин стало возможным только тогда, когда внешние устройства стали интеллектуальными, т.е. в структуру этих устройств были введены микропроцессоры, позволяющие преобразовывать аналоговые сигналы в цифровые. Это позволило по полевой шине передавать цифровую информацию в последовательном коде. Полевые шины строятся на основе специального протокола – AS интерфейса.

Полевая шина на основе AS–интерфейса может иметь только одно ведущее устройство (мастер) и до 62 ведомых устройств (слейвов). При опросе датчиков или исполнительных устройств ведущий модуль циклически опрашивает каждый из них, при этом на весь опрос затрачивается около 5-10 мс. Вариант организации полевой шины показан на рис.26.

 

 

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Автоматизация технологических процессов

Государственное образовательное учреждение.. высшего профессионального образования Пермский государственный технический университет..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Структура распределенной системы управления.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

ЗАДАЧИ АВТОМАТИЗАЦИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
  Автоматизация технологических процессов предполагает решение следующих задач по управлению технологическими процессами: 1. Автоматическую сигнализацию о состоянии объекта у

ТРЕБОВАНИЯ К СИСТМАМ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПОЦЕССОВ ГОРНЫХ РАБОТ
Системы автоматизациитехнологических процессов в горнодобывающей промышленности должны довлетврять следующим требованиям. 1. Режим работы системы автоматического управления должен соответс

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ АВТОМАТИКИ
  4.1. Элементы процесса управления   Автоматизация любого процесса всегда связана с управлением этим процессом с помощью воздействия определенных средств на

ЭЛЕМЕПНТЫ ТЕОРИИ РАБОТЫ ДИСКРЕТНЫХ АВОМАТОВ
Большинство систем автоматического управления в своем составе имеют элементы, которые работают в режиме «включено-выключено» по сигналам поступающим от соответствующих датчиков. Такие систем

Структура микропроцессорных систем
  Несмотря на разное конструктивное исполнение, все микропроцессорные системы автоматического управления имеют общую внутреннюю структуру (рис. 14). Основой любой микропроцес

Структура микропроцессора
  Микропроцессор (рис. 15) состоит из следующих структурных блоков: ─ внутренней шины; ─ регистров общего назначения; ─ арифметико-логичес

Принцип работы микропроцессора при обработке команд
  Перед началом работы микропроцессора в его программный счетчик автоматически заносится адрес первой команды программы управления работой микропроцессорной системы. Этот адрес

Принцип работы микропроцессора при обработке цифровых сигналов
  Обработка цифровых сигналов производится в арифметико-логическом устройстве микропроцессора. Это устройство может обрабатывать одновременно два цифровых сигнала. Для этой цел

Параллельные порты микропроцессорных систем
  Программируемый параллельный интерфейс (ППИ) (адаптер параллельной связи) служит для связи микропроцессора с дискретными или аналоговыми объектами, в качестве которых могут быть дат

Программируемый таймер
Программируемый таймер (ПТ) в микропроцессорных системах применяется для управления объектами в функции времени. Как правило, в микропроцессорных системах эти устройства применяются для обработки и

Последовательные порты микропроцессорных систем
  Обмен информацией в параллельном коде через параллельные порты (интерфейсы) может быть успешно осуществлен только внутри микропроцессорной системы. Обмен информацией между микропроц

Программируемые контроллеры
  Микропроцессоры являются не только основой персональных ЭВМ, но и на их основе стали развиваться специальные управляющие устройства, которые получили название контроллеров. Контролл

Программное обеспечение распределенной системы управления
  Успешному внедрению промышленных логических контроллеров (ПЛК) способствовало появление программного обеспечения, получившего совместно с ПЛК название SCADA-система. Для этих систем

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ПЕРЕДВИЖКИ РИЗАБОЙНОЙ КРПИ
  Передвижная призабойная крепь (рис. 40.) служит для временного поддержания призабойного пространства лавы на период выемки полосы полезного ископаемого. В процессе выемки полезного

Автоматизации работы проходческих комбайнов
9.1.1. Требования к системам автоматизации проходческих комбайнов Системы автоматического управления работой проходческих комбайнов должны обеспечивать: 1. Автоматическое поддержа

Автоматизации проходческих работ буровзрывным способом
  Процесс проведения горных выработок буровзрывным способом состоит из нескольких операций таких как: · обуривание забоя в соответствии с паспортом бурения шпуров; ·

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА КОНВЕЙЕРНОГО ТРАСПОРТА
    В соответствии с технологией транспортировки полезного ископаемого конвейерным транспортом по шахтным выработкам шахтные конвейеры делятся на: · Стационарны

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПОДЗЕМНОГО РЕЛЬСОВОГО ТАНСПОРТА
  Транспортировка грузов по подземным шахтным выработкам может выполняться не только конвейерами, но и рельсовым транспортом с электровозной тягой. При этом системы автоматизации долж

В НЕФТЯНОЙ И ГАЗОВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Автоматизация производственных процессов в нефтяной и газовой промышленности призвана обеспечить рост производительности труда, сокращение оперативного персонала при обслуживании технологического о

Автоматизация процесса бурения нефтяных или газовых скважин
  Бурение скважин является трудоемким и капиталоемким, но необходимым процессом, без выполнения которого невозможна разведка и вскрытие нефтяных и газовых месторождений. Эффективность

Регулирование параметров при бурении нефтяных или газовых скважин
  Основной задачей системы автоматизации при бурении скважин является автоматическое регулирование независимых параметров, к которым относятся частота вращения долота, оптимальная осе

Микропроцессорная система управления процессом бурения нефтяных или газовых скважин
  Использование микропроцессорных систем для управления процессом бурения позволило не только успешно решить проблему эффективного регулирования технологического процесса бурения сква

Автоматизация процесса добычи и первичной подготовки нефти
  После вскрытия бурением скважин нефтеносных горизонтов и их обустройства оборудованием, необходимым для добычи нефти, начинается сам процесс добычи этой нефти. Добыча нефти

Автоматизация группового замера дебита скважин
  Автоматизированный замер дебита куста нефтяных скважин осуществляется на групповой измерительной установке «Спутник» (рис. 83), которая имеет несколько модификаций. К кусту

Автоматизация технологического процесса первичной сепарации нефти
  Технология первичной сепарации нефти (рис. 89) складывается из процесса ее подогрева до заданной температуры в печи 1 с последующим разделением ее на три фракции: нефть, газ

Автоматизация работы дожимной насосной станции
  Дожимная насосная станция (рис. 92) после первичной сепарации нефти обеспечивает ее переток к установкам дальнейшего технологического цикла и поддержание там необходимого давления.

Автоматизация работы газоперекачивающей станции
    В технологическом процессе работы газоперекачивающей станции используются турбокомпрессорные установки с приводом от газотурбинного двигателя. Технологическая схема

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги