Распределенная информационно- управляющая система поток-С

 

1.1.6 “Логика”

 

В источнике [15] описывается новая информационно-измерительная система “Логика” для коммерческого и технического учета энергоресурсов.

Назначение

• коммерческий и технический учет электрической энергии и мощности;
• учет тепловой энергии и массы теплоносителя (воды и пара);
• учет водопотребления и водоотведения;
• учет природного газа и других технически важных газов: воздуха, кислорода, аргона, азота, ацетилена, окиси углерода, двуокиси углерода, аммиака, водорода, гелия, хлора, метана, этилена, доменных и коксовых газов;
• учет стабильных и нестабильных газовых конденсатов и широких фракции легких углеводородов.

 

Преимущества, отличительные особенности

• ИИС ЛОГИКА компонуется на объекте из серийно-выпускаемых агрегатных средств;
• преобразования выходных сигналов датчиков физических величин в цифровую форму и вычислительные функции тех или иных подсистем или узлов учета (например, подсистемы учета электрической энергии или узла учета природного газа) выполняются специализированными вычислителями производства ЗАО НПФ ЛОГИКА;
• сбор и соответствующее представление информации обеспечивается единым программным комплексом СПСеть;
• температура окружающего воздуха - от минус 10 до 50 °С;
• ИИС ЛОГИКА отвечает современным стандартам и другим нормативным документам;
• при применении метода переменного перепада давления, вычисления расхода измеряемой среды ведутся по ГОСТ 8.563.1-97.

 

Функциональные  возможности

• все необходимые количественные данные, на основании которых возможно осуществление взаимных расчетов между поставщиками и потребителями того или иного ресурса или услуги, в ИИС ЛОГИКА формируются на уровне специализированных вычислителей: приборов типа СПЕ для учета электрической энергии, СПТ для учета тепловой энергии и теплоносителя, СПГ для учета технически важных газов и газоконденсатных смесей;
• глубина хранения получасовых архивов от 7 до 45 суток в зависимости от количества обслуживаемых каналов; суточных архивов от 35 до 185 суток; месячных архивов 6 месяцев;
• поддерживается обмен данными между каждым прибором типа СПЕ, СПТ, СПГ и локальным компьютером по стандарту RS232C или, с применением специальных адаптеров, по RS485;
• поддерживается обмен данными между каждым прибором СПЕ, СПТ, СПГ и удаленным компьютером по коммутируемым и некоммутируемым линиям связи, а также по радиоканалу. Модем подключается к приборам по стандарту RS232;.
• при подключении нескольких компьютеров к группе приборов, пользователям обеспечивается одинаковый уровень доступа к данным, если иное специально не оговорено.

 

Аппаратное обеспечение  ИИС ЛОГИКА показано на рисунке 1.4.

 

 

 

 

1.1.7 Выводы

 

В таблице 1.1 приведено краткое описание ряда эксплуатирующихся в настоящее время систем класса ИС и ИУС.

Примеры систем, представленные в  обзоре, отражают ряд характерных  тенденций в развитии систем коммерческого  учета. Отобранные примеры отражают отчетливую тенденцию перехода от чисто информационных систем (ИС) к информационно-управляющим системам (ИУС), так как только последние обеспечивают возможность реальной экономии средств.

Второй вывод, который следует  из обзора, заключается в том, что  до настоящего времени ведется как выбор каналов связи для сбора информации с объектов и передачи команд управления, так и аппаратного обеспечения нижнего уровня. 

Следует отметить одну важную особенность систем подобного рода. В силу значительного масштаба и  достаточно большой стоимости эти системы обладают значительной инерцией в смысле возможности изменения в однажды принятых концептуальных решениях. В силу этого с практической точки зрения представляет интерес анализ особенностей систем, используемых на практике.

 

 

 

Таблица 1.1 – Характеристика систем     

Название	Назначение	Верхний уровень системы	Нижний уровень системы	Коммуникация	Количество узлов
КРУГ 2000	ИУС для коммерческого  учета  тепловой энергии и газопотребления для крупных промышленных предприятий	ЛВС (сеть предприятия) с возможностью входа сторонних пользователей посредством браузера Internet	Цифровые интеллект. датчики и контроллеры с интерфейсами RS-232,RS-485,Ethernet	Витая пара  и локальные проводные  соединения	Проектная спецификация - до 30 000.
Синтал Телетерм	ИУС для  автоматического регулирования  тепловых режимов крупного сооружения (Дворец спорта в г. Волгограде), отапливаемого  электрокотлами	ПК  c ПО, обеспечивающем мониторинг состояния  объектов,  задание режимов регулирования, дистантное управление, обработку учетной информации	Цифровые регуляторы  ЭЦР-ХРОНО подкл. к контролл. ЭЦРТ-ТЕЛЕТЕРМ	Радиоканал на GSM модемах	В системе  используется  96 датчиков DS18S20 и  17 силовых шкафов управления  электро-котлами.
КАРАТ	Автоматизированная система контроля и коммерческого  учета  режимов теплоснабжения  городских объектов городской инфраструктуры (г.Калининград).	Ведущий и резервный диспетчерский  пульты, реализованные на ПК, об. по   ЛВС	Шкаф  управления На базе ADAM –5510 ADAM-501H ADAM-5050 ADAM3854	сети сотовой связи GSM на модемах Siemens TC35 Terminal	Проектная спецификация до 50 теплопунктов
Телескоп+	Автоматизированная ИУС для  коммерческого учета потребляемых энергоресурсов и воды и регулирования  тепловых режимов  объектов ЖКХ (г.Сургут)	АРМ ы диспетчеров, операторов и  пользователей системы	Контроллеры ПИК-УВП, ПИК2	Сбор информации осуществляется  по радиоканалу (УКВ), комм. тел. линия, оптоволокно	100 узлов
«Интек»	ИУС тепло- и водоучета, диспетчеризация  различных промышленных объектов.	центральный компьютер с ПО обеспечивающим мониторинг. Возможно управление  процессами	контроллеры SCADAPack или DirectLOGIC, приборы учета воды и тепла, оборудование SonyEriccson, Wavecom для  передачи по GSM каналу	каналы проводной связи, ADSL, GSM, GPRS	До 500 (по GSM каналу)
Логика	Информационно-измерительная система  коммерческого и технического учета  энергоресурсов	сбор и соответствующее представление информации обеспечивается единым программным комплексом СПСеть	серийно-выпускаемые спец. вычислители, преобразователи, счетчики ЗАО НПФ ЛОГИКА	Коммутируемые и некоммутируемые линии связи, радиоканал.	неизвестно

1.2 Обзор контроллеров  и встраиваемых компьютеров

Научно-библиографический  поиск проводился для обзора современных  контроллеров и встраиваемых компьютеров (включая примеры использования специализированных роботов), используемых для работы в составе информационно-управляющих системах. Поиск вёлся по следующим источникам: каталог «RTSoft Средства и системы автоматизации. Каталог продукции», журнал «Системная интеграция», труды конференции «Коммерческий учет энергоносителей», материалы сайтов www.English.Eastday.com, www.Tral.ru, www.mzta.ru, www.Prosoft.ru, www.nevabls.ru за период с 2002 по 2005 год.

 

1.2.1 Контроллер ThinkIO

 

В источнике [16] рассмотрен контроллер ThinkIO. ThinkIO— это комбинация стандартного компьютера (на базе процессора класса Intel® Pentium MMX 266 МГц) с модульными системами WAGO-IO/-SYSTEM 750 и 753.

WAGO-I/O-SYSTEM 750 и 753 — миниатюрные модульные системы ввода/вывода для распределенных систем управления, не зависящие от типа промышленных шин. Они позволяют создавать экономичные и компактные узлы ввода/ вывода на базе сочетающихся друг с другом специализированных модулей цифрового и аналогового ввода/ вывода.

Конфигурирование ThinklO может  осуществляться с помощью системы программирования PLC CoDeSys, удовлетворяющей требованиям стандарта IEC 61131-1.

В контроллере ThinklO имеются порты USB, 2xEthernet, RS232, DV1 и внешний сторожевой таймер, обеспечивая поддержку промышленных шин типа PROFUBUS-DP, CANopen или DeviceNet.

Внешний вид контроллера ThinkIO представлен на рисунке 1.5.

 

Технические характеристики

Подключение устройств

- Два канала цифрового ввода и вывода с опторазвязкой

Коммутационные модули (интерфейсы)

- 2x USB 1.1;

- 1x nopTRS232;

- 2x 10Base-T/lOOBase-TX Fast Ethernet;

- 1x DVI-I.

Системные устройства

- Внешний  сторожевой таймер;

- Кнопка пуска/останова;

- Кнопка сброса.

Системный процессор

- Geode 5C1200 (266 МГц)  и интегрированный микропроцессорный набор AMD;

- Кэш: 16 Кбайт  L1.

Память

- Загрузочный встроенный флэш-диск 32/128 Мбайт;

- SDRAM:  32/128 Мбайт;

- RAM:   128 Кбайт с аккумуляторным питанием;

- CompactFlash Type I/II.

Внешние шины

- PROFIBUS-DP Master/Slave; 
    - CANopen Master/Slave; 
    - DeviceNet Master/Slave.

Корпус 

- Размеры  160 x 70 x 95 мм

Операционная система

- Поддержка Windows CE;

- Поддержка Linux.

Программное обеспечение

- Среда программирования CoDeSys со средствами визуализации целевых систем;

- IEC 61131-З/lSaGraf;

- ОРС Driver;

- SOPH.I.A.;

- CFC 6 (вариант языка  FBD).

1.2.2 Роботы  для слежения за электрической  сетью

 

В источнике [17] говорится о том, что в Китае разработан работ для слежения за электрической сетью.

Ученые восточной провинции  Китай Шандонг объявили, что закончились десятидневные испытания робота, следившего за трансформаторной подстанцией напряжения 500000 Вольт.

Четырехколесный робот, разработанный Шандонгским научно-исследовательским  центром электрической энергии, - первый робот в стране, который был использован для ведения наблюдения поблизости от сильных магнитных полей трансформаторной подстанции, работающей под высоким напряжением.

В Китае до сих пор  трансформаторные подстанции обслуживались  только людьми, безопасность которых  не была гарантирована из-за сетей, постоянно находящихся под высоким напряжением, и часто тяжелых погодных условий.

Ученые из Шандонгского центра заявили, что во время проведения эксперимента робот мог как выполнять  функции рабочих самостоятельно, так и подчиняться командам рабочих. Он сразу же реагировал на перегревы, любое постороннее тело, попадавшее на провода и т.д.

После того, как технология будет отлажена, вероятно, будет  налажено массовое производство робота, заявила группа ученых.

 

1.2.3 Контроллер SCADAPack

 

В работе [18] рассмотрены контроллеры SCADAPack, поставляемые компанией «ПЛКСистемы», благодаря своим характеристикам и возможностям, успешно применяются в системах коммерческого учета самого различного назначения.

Контроллеры SCADAPack стали базовым средством автоматизации в сертифицированных системах «ЭКОТЭЛ» (ООО «Фирма РКК»), «ИНТЭК» (ООО «Реалтехносервис»), предназначенных для сбора данных и диспетчерского управления в коммунальном хозяйстве, химической, газовой и нефтяной промышленности, а так же на других объектах энергопотребления (энергоснабжения), требующих комплексной автоматизации при ведении многотарифного учета для оптимизации финансовых затрат по оплате полученных (оглушенных) энергоресурсов. Эти системы позволяют вести оперативный учет потребленных энергоносителей, осуществлять контроль параметров горячего и холодного водоснабжения, отопления.

Четыре серии контроллеров SCADAPack позволяют строить системы телемеханики и SCADA-системы, различные по своим  функциям и возможностям. К одному котроллеру SCADAPack может быть подключено до 40 дополнительных модулей, что позволяет обрабатывать свыше 1100 каналов ввода/вывода.

Коммутационные возможности  позволяют организовывать устойчивую связь с технологическими объектами  по любым каналам связи.

Помехозащищенное исполнение позволяет размещать контроллеры SCADAPack вблизи силового оборудования.

Контроллеры SCADAPAck сочетают свойства RTU, высокую производительность и возможность свободного программирования современных промышленных компьютеров, что отличает их от традиционных   контроллеров   телемеханики.

Контроллеры SCADAPack соответствуют  требованиям открытых систем, легко  интегрируются в существующие комплексы  АСУТП и взаимодействуют со средствами автоматизации других производителей.

Надежность, возможность дистанционной диагностики и программирования существенно снижают затраты при эксплуатации автоматизированной системы. Контроллеры SCADAPack рассчитаны на применение в долгосрочных проектах.

 

Технические характеристики

Подключение устройств

- до 40 дополнительных модулей;

- возможность  обрабатывать свыше 1100 каналов  ввода/вывода.

Коммутационные модули

- радиомодемы;

- модемы для выделенных  и коммутируемых телефонных линий;

- модули Ethernet;

- возможно подключение  различных типов радиостанций;

- работа через спутниковую  и сотовую связь;

- возможность программирования  на переключение на альтернативный  канал связи в случае необходимости.

Системный процессор

- 32-разрядный процессор 120 МГц

Память

- RAM:  8 Мбайт с аккумуляторным питанием;

- Flash:  4 Мбайт;

Поддерживаемые  протоколы

- Modbus RTU/ASC1I/TCP/UDP;

- DNP3;

- DF1;

- HART;

- На языке C/C++ возможно  написание собственных протоколов  для подключения интеллектуальных  устройств с нестандартными интерфейсами.

Рабочий температурный диапазон: 

- 40 .. +70 °C

Операционная система

  - нет

Программное обеспечение

- язык релейной логики;

- C/C++;

- IEC 61131-З/lSaGraf.

 

1.2.4 Одноплатный  компьютер NetCore

 

В источнике [19] рассмотрен вычислитель NetCore - одноплатный компьютер на базе процессора AMD Alchemy Au1000 - процессор класса «система на кристалле» (SOC) с набором инструкций MIPS32™, включающий усовершенствованное ядро центрального процессора, адаптированный контроллер памяти и комплект стандартных коммуникационных периферийных модулей.

Применение одноплатных компьютеров NetCore в таких областях, как автоматизация технологических процессов, сбор и обработка данных, управление оборудованием, испытательные системы, общественный транспорт, информационные системы и мобильная техника делают его экономически-эффективной встраиваемой платформой. Операционная система Linux 2.4 позволяет компьютеру реализовать перечисленные задачи.

Устройство позволяет  обрабатывать и накапливать потоки, поступающие по последовательным интерфейсам  и передавать их в локальную сеть. NetCore обладает мощными вычислительными ресурсами и ОС Linux это позволяет решать прикладные задачи с поступающими потоками (ведение баз данных и их первичная обработка). В частности в проекте "интеллектуальное здание" устройство используется для сбора информации с электро- и теплосчетчиков.