Часть 2. Современная промышленная автоматика. Общие характеристики распределенных систем.
Характеристики асу. Распределенность
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]