Нижний уровень
Уровень оборудования (входов/выходов- Input/Output-level). Это уровень датчиков, измерительных устройств, контролирующих управляемые параметры, а также исполнительных устройств, воздействующих на эти параметры процесса, для приведение их в соответствие с заданием. На этом уровне осуществляется согласование сигналов датчиков с входами устройства управления, а вырабатываемых команд с исполнительными устройствами.
Средний уровень
Уровень управления оборудованием-Control level. Это уровень контроллеров (ПЛК-PLC, Programable Logic Controller). ПЛК получает информацию с контрольно-измерительного оборудования и датчиков о состоянии технологического процесса и выдает команды управления, в соответствии с запрограммированным алгоритмом управления, на исполнительные механизмы.
Верхний уровень
Уровень промышленного сервера, сетевого оборудования, уровень операторских и диспетчерских станций. На этом уровне идет контроль хода производства: обеспечивается связь с нижними уровнями, откуда осуществляется сбор данных, визуализация и диспетчеризация (мониторинг) хода технологического процесса. Это уровень HMI, SCADA. На этом уровне задействован человек, т.е. оператор (диспетчер).
Модульные ПЛК
Контроллер CilkPAC
Контроллер CilkPAC (Programmable Automation Controller) предназначен для построения систем телемеханики и автоматизированных систем управления, которые могут использоваться в экстремальных условиях эксплуатации. Модульная схема контроллера позволяет потребителю наиболее полно использовать контроллер для конкретной задачи, не переплачивая за неиспользуемые функции. В CilkPAC сочетается высокая производительность промышленных компьютеров и функциональность удаленных терминальных устройств.
Контроллер Российский. Разработан ООО "НГП Информ". Производство оборудования производится на российских предприятиях контрактной сборки из комплектующих не попадающих под санкции. Программное обеспечение контроллера на базе открытого кода. Обеспечивается гарантия производства. Установлено более 500 шкафов на базе данного контроллера в РФ и ближнем зарубежье.
Одновременно ведется адаптация под альтернативные микропроцессорные компоненты, обеспечивающие полную взаимозаменяемость.
Высокая производительность
CilkPAC оснащен высокопроизводительным процессором и сопроцессорами, используемыми для обработки сигналов ввода/вывода. Большой объем памяти позволяет размещать сложные программы, накапливать большое количество данных и передавать их в периоды сеансов связи, освобождая коммуникационный канал в остальное время.
Вычислительная мощность CilkPAC значительно выше, чем у традиционных устройств телемеханики, что позволяет применять контроллеры в задачах, требующих обработки сложных алгоритмов в масштабе реального времени, быстроты сбора данных и работы с сетевыми протоколами.
Расширенный диапазон температур
Контроллеры CilkPAC, поставляемые к ним коммуникационные модули, модули ввода/вывода рассчитаны на стабильную работу в диапазоне температур от -40°С до +60°С и относительной влажности до 95%. Это делает возможным их использование в экстремальных полевых условиях крайнего Севера и в неотапливаемых помещениях. Верхняя граница температурного диапазона и малое внутреннее тепловыделение позволяют использовать контроллеры в условиях «горячих» цехов и жаркого климата.
Коммуникационные возможности
Коммуникационные возможности позволяют использовать CilkPAC в системах телемеханики на удаленных объектах в труднодоступных районах.
Контроллеры имеют три последовательных порта RS-232/RS-485, которые могут работать на скоростях от 300 до 115 200 бит/с. Модемные модули контроллеров обеспечивают качественную и надежную связь по радиоканалу, обеспечивая режим работы и необходимые задержки практически для всех подключаемых типов радиостанций. Возможно построение систем на CilkPAC с использованием спутниковой и сотовой связи GSM и GPRS. Контроллеры могут быть подключены к сети Ethernet.
Контроллер имеет 2 USB порта. Интерфейс USB Host для подключения внешних накопителей и интерфейс USB Device для реализации функций эмулирования интерфейса RS-232/RS-485.
Широкий диапазон обрабатываемых сигналов
CilkPAC и дополнительные модули ввода/вывода позволяют обрабатывать дискретные сигналы постоянного и переменного тока в широком диапазоне значений, аналоговые сигналы промышленного диапазона 0…20 мА со встроенной защитой от превышения тока более 22 мА с автоматическим восстановлением рабочего состояния, счетные входы до 2,5 кГц, сигналы термопар и термосопротивлений различных видов.
Дискретные сигналы обладают встроенной защитой от перенапряжения с автоматическим восстановлением рабочего состояния при возвращении напряжения в норму.
Для обеспечения безопасности входные и выходные цепи оборудованы гальванической развязкой, имеют групповую или индивидуальную развязку от логической части и от цепей питания.
Масштабируемость
CilkPAC имеет встроенные каналы ввода/вывода, что позволяет в отдельных задачах не использовать дополнительные модули или уменьшить их количество — это выгодно отражается на общей стоимости системы. Встроенные каналы гибко подбираются на этапе заказа контроллера и позволяют оснастить процессорный модуль до 24 DI, до 16 AI, до 16 DO, до 8 AO. Быстрая установка или замена модуля без разъединения группы устройств благодаря соединителю HBUS.
К одному контроллеру CilkPAC, с учетом внутренних плат расширения и внешних модулей, может быть подключено: дискретных входов – 928, дискретных выходов – 128, аналоговых входов – 128, аналоговых выходов – 64.
Размер адресного пространства пользователя с доступом по протоколам передачи данных – 125 килоадресов.
Удаленный доступ и программирование
Диагностику, программирование и отладку CilkPAC можно проводить в режиме удаленного доступа по интерфейсам RS-232/485, Ethernet или радиосети, что позволяет размещать контроллеры на необслуживаемых объектах и не требует непосредственного присутствия на них квалифицированного специалиста. Это способствует сокращению издержек на эксплуатацию систем телемеханики.
Широкий набор инструментов для программирования
CilkPAC имеет широкий выбор средств программирования.
Возможность выбора системы программирования способствует легкому освоению контроллера, более полному использованию его возможностей и, как следствие, быстрому внедрению системы автоматизации.
В список программного обеспечения входят:
▢ Бесплатная среда разработки программ пользователя Beremiz на языках программирования стандарта IEC 61131-3
▢ Компиляторы с языков высокого уровня, например C++
▢ Возможность разработки собственного ПО под операционную систему Linux, используемую в контроллере
Использование промышленных протоколов
В контроллере CilkPAC реализована поддержка наиболее распространенных промышленных протоколов обмена данными, как IEC 60870-104, Modbus RTU, Modbus TCP, Modbus RTU over UDP/TCP и ELAM. При использовании контроллера в ретранслируемых радиосетях на основе аналоговых радиостанций используется протокол RTM-64/RTMVar.
Использование промышленных протоколов
Используются наиболее распространенные промышленные протоколы передачи данных: Modbus TCP, Modbus RTU/ASCII, Modbus RTU с расширением ELAM, RTMVar. Новый промышленный протокол DNP-3 обеспечивает легкую и быструю интеграцию контроллеров CilkPAC в современные автоматизированные системы с большим количеством оборудования различных производителей. В протоколе реализовано
множество новых функциональных возможностей, таких как: передача незапрашиваемых сообщений, присвоение приоритета данным, легкость конфигурирования без использования пакетов программирования.
CilkPAC дополнительно поддерживает протоколы IEC 60870-5-101, 104, которые позволяют использовать их в энергетике.
Радиосвязь
В CilkPAC имеются модули радиосвязи в нелицензируемых диапазонах частот 433, 446 МГц. Данная встроенная функция позволяет объединить в единую сеть КИП и другие объекты на площадке без провода. Дальность связи зависит от рельефа местности, радиообстановки, характеристик применяемых антенн и т.д., и может варьироваться от нескольких десятков метров до 1,5 километров в условиях прямой видимости.
Также в CilkPAC имеется модуль радиомодема, к которому можно подключать носимые и мобильные радиостанции различных производителей диапазонов VHF/UHF.
Применяемые методы модуляции FFSK, GMSK, 4FSK позволяют изменять качество и скорость передачи по радиоканалу от 2400 до 9600 бит/c.
Функции ретранслятора
CilkPAC может работать в режиме приема и передачи, а также в режиме ретранслятора на прием и передачу данных одновременно без временных задержек. Это позволяет эффективно использовать контроллер на территориально распределенных и протяженных объектах, таких как нефтепромыслы, трубопроводы, железнодорожные и автомобильные магистрали, линии электропередач.
Низкое энергопотребление
Максимальная потребляемая мощность контроллера, укомплектованного всеми платами расширения, - не более 15 Вт. Вследствие малого энергопотребления и тепловыделения CilkPAC не требуют внешнего охлаждения и наличия конвекционных зазоров.
Сохранение данных при сбоях питания и отсутствии связи
Энергонезависимая flash память позволяет в течение долгого периода времени накапливать данные и имеет возможность снять накопленные данные при недоступности объекта автоматизации сразу после сбоя питания, отсутствия связи, например, в силу удаленности или погодных условий.
Сторожевой таймер
Аппаратный сторожевой таймер производит перезапуск CilkPAC в случае зависания программы. Эта функция особенно полезна при эксплуатации контроллеров в необслуживаемых условиях.
Варианты монтажа
CilkPAC и все модули могут быть смонтированы на DIN-рейку.
CilkPAC оснащен высокопроизводительным процессором и сопроцессорами, используемыми для обработки сигналов ввода/вывода. Большой объем памяти позволяет размещать сложные программы, накапливать большое количество данных и передавать их в периоды сеансов связи, освобождая коммуникационный канал в остальное время.
Вычислительная мощность CilkPAC значительно выше, чем у традиционных устройств телемеханики, что позволяет применять контроллеры в задачах, требующих обработки сложных алгоритмов в масштабе реального времени, быстроты сбора данных и работы с сетевыми протоколами.
Расширенный диапазон температур
Контроллеры CilkPAC, поставляемые к ним коммуникационные модули, модули ввода/вывода рассчитаны на стабильную работу в диапазоне температур от -40°С до +60°С и относительной влажности до 95%. Это делает возможным их использование в экстремальных полевых условиях крайнего Севера и в неотапливаемых помещениях. Верхняя граница температурного диапазона и малое внутреннее тепловыделение позволяют использовать контроллеры в условиях «горячих» цехов и жаркого климата.
Коммуникационные возможности
Коммуникационные возможности позволяют использовать CilkPAC в системах телемеханики на удаленных объектах в труднодоступных районах.
Контроллеры имеют три последовательных порта RS-232/RS-485, которые могут работать на скоростях от 300 до 115 200 бит/с. Модемные модули контроллеров обеспечивают качественную и надежную связь по радиоканалу, обеспечивая режим работы и необходимые задержки практически для всех подключаемых типов радиостанций. Возможно построение систем на CilkPAC с использованием спутниковой и сотовой связи GSM и GPRS. Контроллеры могут быть подключены к сети Ethernet.
Контроллер имеет 2 USB порта. Интерфейс USB Host для подключения внешних накопителей и интерфейс USB Device для реализации функций эмулирования интерфейса RS-232/RS-485.
Широкий диапазон обрабатываемых сигналов
CilkPAC и дополнительные модули ввода/вывода позволяют обрабатывать дискретные сигналы постоянного и переменного тока в широком диапазоне значений, аналоговые сигналы промышленного диапазона 0…20 мА со встроенной защитой от превышения тока более 22 мА с автоматическим восстановлением рабочего состояния, счетные входы до 2,5 кГц, сигналы термопар и термосопротивлений различных видов.
Дискретные сигналы обладают встроенной защитой от перенапряжения с автоматическим восстановлением рабочего состояния при возвращении напряжения в норму.
Для обеспечения безопасности входные и выходные цепи оборудованы гальванической развязкой, имеют групповую или индивидуальную развязку от логической части и от цепей питания.
Масштабируемость
CilkPAC имеет встроенные каналы ввода/вывода, что позволяет в отдельных задачах не использовать дополнительные модули или уменьшить их количество — это выгодно отражается на общей стоимости системы. Встроенные каналы гибко подбираются на этапе заказа контроллера и позволяют оснастить процессорный модуль до 24 DI, до 16 AI, до 16 DO, до 8 AO. Быстрая установка или замена модуля без разъединения группы устройств благодаря соединителю HBUS.
К одному контроллеру CilkPAC, с учетом внутренних плат расширения и внешних модулей, может быть подключено: дискретных входов – 928, дискретных выходов – 128, аналоговых входов – 128, аналоговых выходов – 64.
Размер адресного пространства пользователя с доступом по протоколам передачи данных – 125 килоадресов.
Удаленный доступ и программирование
Диагностику, программирование и отладку CilkPAC можно проводить в режиме удаленного доступа по интерфейсам RS-232/485, Ethernet или радиосети, что позволяет размещать контроллеры на необслуживаемых объектах и не требует непосредственного присутствия на них квалифицированного специалиста. Это способствует сокращению издержек на эксплуатацию систем телемеханики.
Широкий набор инструментов для программирования
CilkPAC имеет широкий выбор средств программирования.
Возможность выбора системы программирования способствует легкому освоению контроллера, более полному использованию его возможностей и, как следствие, быстрому внедрению системы автоматизации.
В список программного обеспечения входят:
▢ Бесплатная среда разработки программ пользователя Beremiz на языках программирования стандарта IEC 61131-3
▢ Компиляторы с языков высокого уровня, например C++
▢ Возможность разработки собственного ПО под операционную систему Linux, используемую в контроллере
Использование промышленных протоколов
В контроллере CilkPAC реализована поддержка наиболее распространенных промышленных протоколов обмена данными, как IEC 60870-104, Modbus RTU, Modbus TCP, Modbus RTU over UDP/TCP и ELAM. При использовании контроллера в ретранслируемых радиосетях на основе аналоговых радиостанций используется протокол RTM-64/RTMVar.
Использование промышленных протоколов
Используются наиболее распространенные промышленные протоколы передачи данных: Modbus TCP, Modbus RTU/ASCII, Modbus RTU с расширением ELAM, RTMVar. Новый промышленный протокол DNP-3 обеспечивает легкую и быструю интеграцию контроллеров CilkPAC в современные автоматизированные системы с большим количеством оборудования различных производителей. В протоколе реализовано
множество новых функциональных возможностей, таких как: передача незапрашиваемых сообщений, присвоение приоритета данным, легкость конфигурирования без использования пакетов программирования.
CilkPAC дополнительно поддерживает протоколы IEC 60870-5-101, 104, которые позволяют использовать их в энергетике.
Радиосвязь
В CilkPAC имеются модули радиосвязи в нелицензируемых диапазонах частот 433, 446 МГц. Данная встроенная функция позволяет объединить в единую сеть КИП и другие объекты на площадке без провода. Дальность связи зависит от рельефа местности, радиообстановки, характеристик применяемых антенн и т.д., и может варьироваться от нескольких десятков метров до 1,5 километров в условиях прямой видимости.
Также в CilkPAC имеется модуль радиомодема, к которому можно подключать носимые и мобильные радиостанции различных производителей диапазонов VHF/UHF.
Применяемые методы модуляции FFSK, GMSK, 4FSK позволяют изменять качество и скорость передачи по радиоканалу от 2400 до 9600 бит/c.
Функции ретранслятора
CilkPAC может работать в режиме приема и передачи, а также в режиме ретранслятора на прием и передачу данных одновременно без временных задержек. Это позволяет эффективно использовать контроллер на территориально распределенных и протяженных объектах, таких как нефтепромыслы, трубопроводы, железнодорожные и автомобильные магистрали, линии электропередач.
Низкое энергопотребление
Максимальная потребляемая мощность контроллера, укомплектованного всеми платами расширения, - не более 15 Вт. Вследствие малого энергопотребления и тепловыделения CilkPAC не требуют внешнего охлаждения и наличия конвекционных зазоров.
Сохранение данных при сбоях питания и отсутствии связи
Энергонезависимая flash память позволяет в течение долгого периода времени накапливать данные и имеет возможность снять накопленные данные при недоступности объекта автоматизации сразу после сбоя питания, отсутствия связи, например, в силу удаленности или погодных условий.
Сторожевой таймер
Аппаратный сторожевой таймер производит перезапуск CilkPAC в случае зависания программы. Эта функция особенно полезна при эксплуатации контроллеров в необслуживаемых условиях.
Варианты монтажа
CilkPAC и все модули могут быть смонтированы на DIN-рейку.
Особенности
Контроллер
Процессор
Cortex-A8, частота процессора 800 МГц
Память
Flash память программ 1 Гб, ОЗУ 512 Мб
Часы реального времени
Энергонезависимые часы реального времени
Энергонезависимость
Flash память на 8 Мб, для ведения архивов и сохранения настроек пользователя. 64 Кб ОЗУ с батарейным питанием для сохраняемых (retain) переменных
Адресное пространство
Размер адресного пространства пользователя 125 килоадресов
Время рабочего цикла
До 10 мс
Дополнительно
Габариты (ШxВxГ)
161x90x65 мм
Условия эксплуатации
Температура - от -40°C до +60°С, влажность до 95%
Входное питание
9-30 В DC
Класс защиты
IP20
Ввод/вывод
Аналоговые входы
До 16, разрешение 12-бит, 0-20 мА, погрешность измерения 0,2%
Аналоговые выходы
До 16, разрешение 12-бит, 0-20 мА, погрешность измерения 1%
Дискретные входы
2 встроенных, гальванически изолированных
Дискретные выходы
До 16, тип выхода - открытый коллектор
Счетные входы
До 24, максимальная частота по низкочастотным входам 2,5 кГц
Шасси расширения на 2 платы CilkPAC M
Шасси расширения предназначена для установки до 2 плат расширения таких как: CilkPAC DI-AC-8, CilkPAC AI-DC-4, CilkPAC DO-DC-4, CilkPAC AO-DC-2. Шасси расширения может работать как отдельное устройство, так и в составе контроллера CilkPAC.
Шасси
Напр. питания пост. тока
9-30 В
Ток потребления
До 2 мА
Габаритные размеры
71x90x65 мм
Класс защиты
IP20
Условия эксплуатации
Температура - от -40°С до +60°С, влажность до 95%
Шасси расширения предназначена для установки до 4 плат расширения таких как: CilkPAC DI-AC-8, CilkPAC AI-DC-4, CilkPAC DO-DC-4, CilkPAC AO-DC-2. Шасси расширения может работать как отдельное устройство, так и в составе контроллера CilkPAC.
Шасси расширения на 4 платы CilkPAC M4
Шасси
Напр. питания пост. тока
9-30 В
Ток потребления
До 2 мА
Габаритные размеры
108x90x65 мм
Класс защиты
IP20
Условия эксплуатации
Температура - от -40°С до +60°С, влажность до 95%
Кол-во мест для установки
плат расширения на 8 каналов
плат расширения на 8 каналов
4
Кол-во последовательных
интерфейсов RS-485
интерфейсов RS-485
1
Скорость передачи данных по последовательному интерфейсу
9600-115200 бит/с
