Крейт, ПЛК, сетевой адаптер. Просто о сложном.
В современной автоматизированной системе управления (АСУ) обработка сигналов происходит на нескольких уровнях. Тысячи сигналов от датчиков и исполнительных устройств собираются, передаются, обрабатываются и преобразуются в управляющие воздействия. Для понимания структуры системы важно разобраться в ее иерархии и терминологии.
Нижний уровень: сбор и обработка сигналов
Нижний уровень АСУ — это место, где собираются физические сигналы от датчиков и измерительных приборов. Каждый сигнал поступает на соответствующий модуль ввода-вывода (I/O), где преобразуется в цифровой код и передается на головное устройство. Модули ввода-вывода объединяются в группы, называемые крейтами или корзинами.
Крейт и головное устройство
Крейт — это группа модулей ввода-вывода, управляемая головным устройством. Головное устройство выполняет функции локального контроллера, обрабатывая сигналы и принимая решения на месте. В зависимости от задач, головные устройства делятся на два основных типа: программируемые логические контроллеры (ПЛК) и сетевые адаптеры.ственно, по-разному. Мы рассмотрим две большие категории головных устройств, которые до сих пор иногда путают между собой.
Программируемые логические контроллеры (ПЛК)
ПЛК — это автономные устройства, способные выполнять локальные задачи без постоянного взаимодействия с вышестоящими системами. Они работают на основе заранее написанной программы, которая определяет логику обработки сигналов и принятия решений.
Программирование ПЛК: Для создания программ используются специализированные среды разработки. Некоторые производители предоставляют проприетарное ПО, что может ограничивать гибкость системы. В последнее время популярность набирают универсальные среды, такие как CodeSys, или языки высокого уровня, например, C++.
Преимущества: Автономность, высокая скорость обработки данных, возможность локального принятия решений.
Недостатки: Зависимость от программного обеспечения производителя, сложность модификации программы в случае использования проприетарных решений.
Пример из линейки КРЕВИС:
GN-9373: ПЛК с поддержкой Codesys, Modbus TCP/RTU, OPC UA и WebVisu. Подходит для сложных задач, таких как управление производственными линиями или интеграция с SCADA-системами.
GL-9975: ПЛК с Codesys, Modbus TCP, OPC UA и WebVisu. Используется для автоматизации HVAC-систем и управления технологическими процессами.
Сетевые адаптеры
Сетевые адаптеры выполняют роль посредников между модулями ввода-вывода и вышестоящими системами. Они собирают данные от модулей, преобразуют их в стандартизированный формат и передают на ПЛК или SCADA-систему.
Функции сетевых адаптеров: Сбор данных, преобразование сигналов, передача информации по заданному протоколу (например, Modbus, Profibus, Ethernet/IP).
Преимущества: Гибкость, возможность интеграции с различными системами управления, простота масштабирования.
Недостатки: Отсутствие автономности — все решения принимаются контроллером (ПЛК).
Пример из линейки Crevis:
GN-9289:Адаптер Modbus TCP/UDP, Ethernet/IP.Обеспечивает интеграцию устройств в сети Ethernet.
GN-9287: Адаптер Profinet IO. Используется для высокоскоростного обмена данными в системах промышленной автоматизации.
Модули ввода/вывода
Компания КРЕВИС предлагает широкий спектр модулей, которые могут быть интегрированы в автоматизированные системы управления. Вот несколько примеров применения:
- Управление конвейерной линией: Модули GT-1238 собирают данные от датчиков.
- Контроль температуры в печи: Модуль GT-3118 подключается к термопарам.
ПЛК GN-9373 обрабатывает сигналы и управляет двигателями конвейера.
Сетевой адаптер GN-9289 передает данные в SCADA-систему для мониторинга.
ПЛК GL-9975 регулирует мощность нагревательных элементов.
Данные передаются через адаптер GN-9287 в систему управления.
Автоматизированные системы управления строятся на основе четкой иерархии, где каждый уровень выполняет свои задачи. Нижний уровень отвечает за сбор и первичную обработку сигналов, крейты объединяют модули ввода-вывода, а головные устройства (ПЛК или сетевые адаптеры) обеспечивают локальное управление или передачу данных на вышестоящие системы. Понимание этой структуры позволяет эффективно проектировать и эксплуатировать АСУ, обеспечивая надежность и гибкость системы.