Назначение
Системы управления распределённые HOLLiAS MACS (далее - системы HOLLiAS MACS) представляют собой измерительно-вычислительные и управляющие комплексы, предназначенные для измерений и измерительных преобразований выходных аналоговых сигналов измерительных преобразователей в виде силы и напряжения постоянного тока, выходных сигналов от термопар и термопреобразователей сопротивления, а также приёма и обработки дискретных и цифровых сигналов; регулирования на основе измерений параметров технологического процесса, выдачи сигналов сигнализации, формирования управляющих аналоговых и дискретных сигналов; отображения и хранения информации на операторских станциях и станции сбора и хранения данных.
Описание
Принцип действия систем HOLLiAS MACS заключается в непрерывном измерении входных аналоговых сигналов, поступающих от различных измерительных преобразователей, и их преобразовании в цифровые сигналы, на основе которых осуществляется индикация и сигнализация, формирование выходных управляющих сигналов.
Системы HOLLiAS MACS реализуют следующие основные функции:
- измерение и измерительное преобразование входных аналоговых сигналов, поступающих от следующих измерительных преобразователей (ИП): ИП с выходными аналоговыми сигналами силы постоянного тока в диапазоне от 4 до 20 мА, термопар с номинальными статическими характеристиками преобразования по ГОСТ Р 8.585-2001 и термопреобразователей сопротивления с номинальными статическими характеристиками преобразования по ГОСТ 6651-2009;
- формирование выходных управляющих аналоговых сигналов в диапазоне от 4 до 20 мА;
- прием и обработку входных дискретных и цифровых сигналов, формирование выходных управляющих дискретных сигналов;
- отображение, регистрацию и хранение измерительной и системной информации;
- сигнализацию при отказе ИП и при выходе измеряемых параметров за установленные пределы;
- передачу измерительной информации на удаленно расположенные устройства, в том числе по сети Ethernet.
Состав системы HOLLiAS MACS, в зависимости от реализуемых функций:
- станции управления полем, представляющие собой узлы системы, включающие в себя контроллеры, модули аналогового ввода/вывода, модули дискретного ввода/вывода, модули SOE, модули импульсного ввода, коммуникационные модули, модули шины ввода/вывода, блоки питания и панели распределения питания, монтажные платы для установки контроллеров, терминальные базы для установки модулей ввода/вывода, кабельные линии связи и другие компоненты;
- сети управления, по которым осуществляется передача данных: корпоративная сеть управления MNET (предназначена для связи с системами управления корпоративного / заводского уровня, и для предоставления информации через Интернет с контролем безопасности), системная сеть SNET (обеспечивает взаимосвязь между узлами системы, имеет различные варианты архитектуры и топологии сети, скорости передачи данных), сеть управления технологическими процессами CNET (обеспечивает связь между контроллерами и модулями ввода/вывода);
- операторские станции - компьютеры, предоставляющие человеко-машинные интерфейсы (ЧМИ) для контроля и управления рабочих режимов. Могут быть использованы также в качестве станций связи, на которых установлено программное обеспечение связи (например, Modbus, OPC), используемое для обмена данными со сторонними системами и устройствами;
- инженерные станции - компьютеры для конфигурирования системы, используемые также для загрузки скомпилированного проекта в операторскую станцию, станцию сбора и хранения данных и станцию управления полем;
- станции сбора и хранения данных - компьютеры, обеспечивающие сбор данных, архивирование и хранение данных.
Измерительные каналы (далее - ИК) систем HOLLiAS MACS строятся на базе контроллеров K-CU01 и следующих 8-канальных модулей аналогового ввода/вывода:
- K-AI01 — модули, реализующие аналого-цифровое преобразование входных сигналов силы постоянного тока в диапазоне от 4 до 20 мА;
- K-AIH01 — модули, реализующие аналого-цифровое преобразование входных сигналов силы постоянного тока в диапазоне от 4 до 20 мА, с поддержкой протокола HART;
- K-RTD01 — модули, реализующие аналого-цифровое преобразование сигналов от термопреобразователей сопротивления по ГОСТ 6651-2009;
- K-TC01 — модули, реализующие аналого-цифровое преобразование сигналов от термопар по ГОСТ Р 8.585-2001, а также входных сигналов напряжения постоянного тока;
- K-AO01 — модули, реализующие цифро-аналоговое преобразование в выходные сигналы силы постоянного тока в диапазоне от 4 до 20 мА;
- K-AOH01 — модули, реализующие цифро-аналоговое преобразование в выходные сигналы силы постоянного тока в диапазоне от 4 до 20 мА, с поддержкой протокола HART.
Станции управления полем конструктивно могут быть смонтированы в напольных электротехнических шкафах одностороннего или двустороннего обслуживания, настенного монтажа и т.п., в зависимости от заказа.
Контроллеры (по два в резервированной конфигурации) устанавливаются на монтажную плату контроллера, на которую также устанавливаются модули K-BUS (по два в резервированной конфигурации) шины ввода/вывода. Модули аналогового ввода/вывода (по два в резервированной конфигурации) устанавливаются на терминальные базы, монтируемые на DIN35 рейках.
В зависимости от типа используемого в конфигурации модуля K-BUS, различается общее количество поддерживаемых контроллером блоков ввода/вывода, представляющих собой терминальную базу с установленным на ней модулем ввода/вывода:
- модуль K-BUS03 реализует топологию подключения типа «шина». Поддерживается до 30 блоков ввода/вывода;
- модуль K-BUS02 реализует топологию подключения типа «звезда». Поддерживается до 60 блоков ввода/вывода. Также, имеется возможность подключения расширенного интерфейса с поддержкой до 40 дополнительных блоков ввода/вывода.
Архитектура системы HOLLiAS MACS представлена на рисунке 1.
Внешний вид системы управления распределённой HOLLiAS MACS в части станции управления полем (размещение в 2-х стороннем электротехническом шкафу) представлен на рисунке 2.
Всб-сервер Интернет --- "
Управляющий
персонал
Шя
Информационная
система
I
Корпоративная сеть управления (MNET)
- ' ■
гр-Т
Hi
Протокол PA протокол Протокол
(Intelligent Pressure MODBUS Transmitter Instrument
Станция сбора и хранения
Платы распределения питания
Терминальная база релейного дискретного ввода
Терминальная база релейного дискретного вывода
ния
Программное обеспечение
Программное обеспечение (далее - ПО) систем HOLLiAS MACS имеет распределенную структуру, использующую принцип многодоменного управления, обеспечивающего удобство создания, расширения и реконструкции систем. Разработанное и поставляемое, как единый программный пакет, ПО состоит из следующих основных программных компонентов, обеспечивающих выполнение различных функций:
- компонент Управления конфигурированием, устанавливаемый на инженерной станции и состоящий из следующих основных частей:
Project Center (Проектный центр) - компонент, используемый для развертывания системы и управления конфигурированием системы в целом,
Graph Edit (Графический редактор) - инструмент создания и редактирования графических дисплеев человеко-машинных интерфейсов,
AutoThink - инструмент конфигурирования станций управления полем (контроллеров) системы,
Simulation - инструмент имитационного моделирования функционирования станций системы в режиме реального времени;
- компонент Operator Online (Оператор в режиме реального времени), устанавливаемый на операторской станции и обеспечивающий возможность оперативного контроля и управления;
- программное обеспечение станции сбора и хранения данных.
В процессе установки производится выбор компонентов ПО для установки на оборудовании, в зависимости от его назначения (операторская станция, инженерная станция, станция сбора и хранения данных). Компоненты «Version tool» и «View authorization information» устанавливаются вне зависимости от выбора компонентов ПО, обеспечивая контроль версий программного пакета и компонентов ПО, а также управление лицензиями и правами доступа пользователей ПО.
Установленные и встроенные программные компоненты ПО, в совокупности, реализуют следующие основные функции:
- конфигурирование системы в целом и ее составных частей, включая разработку человеко-машинного интерфейса, настройку прав доступа пользователей, управление лицензиями и авторизацией;
- конфигурирование с использованием различных языков программирования, редактирование, имитационное моделирование и наладку в режиме реального времени алгоритмов контроллеров и станций системы;
- сбор и обработку входных данных и формирование выходных данных в соответствии с пользовательскими алгоритмами;
- отображение на мониторах станций оперативной информации о функционировании системы, включая аварийную сигнализацию и системные и диагностические события, предоставление детального и обзорного отображения данных процесса на детальных дисплеях и мнемосхемах, формирование трендов, автоматическое исполнение запланированных задач, формирование и управление рапортами, информационными статистиками, журналами и печатными формами;
- возможность частичного и полного резервирования аппаратных средств системы;
- связь узлов системы верхнего и нижнего уровня по сети Ethernet с использованием закрытого промышленного протокола компании HollySys;
- возможность связи с полевыми устройствами по протоколам Profibus-DP или HART;
- связь со сторонними системами по протоколам OPC и Modbus.
В ПО систем HOLLiAS MACS защита от непреднамеренных и преднамеренных несанкционированных изменений ПО (в том числе, его метрологически значимой части и измеренных данных) осуществляется:
- автоматическим контролем целостности всех компонентов ПО;
- автоматическим контролем доступа к компонентам ПО и внесению изменений в конфигурацию системы, согласно правам доступа пользователя;
- автоматическим ведением журнала событий и журнала сигнализаций;
- ограничением доступа к носителям и устройствам записи информации.
Степень защиты ПО систем HOLLiAS MACS от непреднамеренных и преднамеренных несанкционированных изменений соответствует уровню защиты «средний» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Метрологические характеристики (далее - МХ) систем HOLLiAS MACS нормированы с учетом влияния на них ПО.
Идентификационные данные программного пакета HOLLiAS MACS приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО HOLLiAS MACS
Идентификационные данные (признаки) | Значение |
Идентификационное наименование ПО | HOLLiAS MACS |
Номер версии (идентификационный номер) ПО | не ниже 6.5.2 |
Цифровой идентификатор ПО | По номеру версии и идентификационному наименованию ПО |
Другие идентификационные данные, если имеются | Номер версии и идентификационное наименование программного пакета отображаются в левом верхнем углу видеокадра компонента ПО «Version tool». На видеокадре «Version tool» также отображаются версии, время и даты модификации всех компонентов ПО |
Таблица 2 - | МХ модулей аналогового ввода-вывода систем HOLLiAS M | IACS |
Тип модуля | Диапазоны преобразований аналоговых сигналов / разрядность цифровых сигналов | Пределы допускаемой приведенной погрешности при работе при температуре от 10 до 45 °С, % от диапазона преобразований | Пределы допускаемой приведенной погрешности при работе при температуре от минус 20 до плюс 10 °С и от 45 до 60 °С, % от диапазона преобразований |
На входе | На выходе |
K-AI01 | от 4 до 20 мА | 24 бит | ±0,10 % | ±0,25 % |
K-AIH01 | от 4 до 20 мА | 24 бит | ±0,10 % | ±0,25 % |
K-AOOl 2) | 12 бит | от 4 до 20 мА | ±0,20 % | ±0,35 % |
K-AOHOl 2) | 12 бит | от 4 до 20 мА | ±0,20 % | ±0,35 % |
K-RTD01 | Сигналы от термопреобразователей сопротивления: |
Pt10, Pt100 (а=0,00385 °C-1): от минус 200 до плюс 850 °С | 16 бит | ±0,10 % | ±0,25 % |
Cu50, Cu100 (а=0,00428 °C-1): от минус 50 до плюс 150 °С | 16 бит | ±0,20 % | ±0,40 % |
K-TC01 | Сигналы от термопар1): |
K: от минус 215 до плюс 1372 °С | 16 бит | ±0,10 % (без учёта погрешности канала компенсации температуры холодного спая) | ±0,20 % (без учёта погрешности канала компенсации температуры холодного спая) |
J: от минус 150 до плюс 1200 °С |
E: от минус 220 до плюс 1000 °С |
S: от 0 до 1768 °С |
Сигналы напряжения постоянного тока: |
от минус 100 мВ до плюс 100 мВ | 16 бит | ±0,10 % | ±0,20 % |
Примечания: 1) пределы допускаемой абсолютной погрешности канала компенсации температуры холодного спая составляет ±0,5 °С в диапазоне от минус 20 до плюс 60 °С; 2) для модулей K-AO01 и K-AOH01 максимальная выходная нагрузка 800 Ом |
Основные технические характеристики систем HOLLiAS MACS приведены в таблице 3.
Питание от сети переменного тока: - напряжение - частота | от 176 до 264 В от 47 до 63 Гц |
Рабочая область значений: - температуры окружающего воздуха - относительной влажности окружающего воздуха | от минус 20 до плюс 60 °С от 5 до 95 %, без конденсации |
Условия хранения: - температура окружающего воздуха - относительная влажность окружающего воздуха | от минус 40 до плюс 70 °С от 5 до 95 %, без конденсации |
Знак утверждения типа
наносится типографским методом на титульный лист руководства по эксплуатации.
Комплектность
В комплект поставки систем HOLLiAS MACS входят:
1) система управления распределённая HOLLiAS MACS - комплектация по заказу;
2) руководство по эксплуатации;
3) руководство оператора.
Поверка
осуществляется в соответствии с МИ 2539-99 «ГСИ. Измерительные каналы контроллеров, измерительно-вычислительных, управляющих, программно-технических комплексов. Методика поверки». Знак поверки наносится на свидетельство о поверке в виде наклейки.
Перечень основных средств поверки:
1) калибратор-измеритель ИКСУ-260 (Госреестр 35062-07): воспроизведение и измерение сигналов силы постоянного тока в диапазоне от 0 до 25 мА, пределы допускаемой основной погрешности ± (10-4Твоспр/изм + 1 мкА); воспроизведение сигналов напряжения постоянного тока в диапазоне от минус 10 до плюс 100 мВ, пределы допускаемой основной погрешности ± (7-10-5-|ивоспр| + 3 мкВ);
2) магазин электрического сопротивления ПрофКип Р4834-М1 (Госреестр № 52064-12): воспроизведение сигналов электрического сопротивления в диапазоне от 0,01 до 111111,10 Ом, класс точности 0,02/(2,5 10-7) по ГОСТ 23737-79.
Сведения о методах измерений
Метод измерений приведён в документе «Системы управления распределенные HOLLiAS MACS. Руководство по эксплуатации аппаратных средств».
Нормативные документы, устанавливающие требования к системам управления распределённым HOLLiAS MACS
ГОСТ Р 52931-2008 «Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия»;
ГОСТ Р 51841-2001 «Программируемые контроллеры. Общие технические требования и методы испытаний».