Модули распределенного ввода-вывода ioGridex

В 2010 году российская компания «Модульные Системы Торнадо» начала внедрение ПТК «Tornado-N» собственной разработки на основе индустриального интернета и «виртуальных котроллеров».

Основной технической идеей нового ПТК является единая одноранговая сеть для всех элементов системы. Ввод-вывод в ПТК осуществляется с помощью модулей MIRage-N, взаимодействующих с управляющими компьютерами по дублированной сети FastEthernet. По сути, традиционные контроллеры трансформируются в «виртуальные»: их функции выполняют управляющие программы, исполняемые на одном из процессорных устройств в сети и взаимодействующие с технологическим объектом управления через устройства ввода-вывода MIRage-N.

Опыт внедрений на объектах теплоэнергетики подтвердил высокие технические показатели ПТК «Tornado-N» и возможность решения, на его базе, всех задач автоматизации технологических объектов класса крупных энергоблоков.

ПТК «Tornado-N» фактически не имеет ограничений на топологию, структуру и масштаб АСУТП, как по объему ввода-вывода, так и по вычислениям. За счет архитектуры и особых технических решений, эксплуатационные характеристики ПТК всегда гарантированно соответствуют проектным показателям по быстродействию, топологии, безопасности, надежности и устойчивости. Решения на базеПТК «Tornado-N» снижают затраты на проектирование и внедрение АСУТП и минимизируют стоимость владения.

Модули серии ioGridex являются адаптированными для общепромышленного применения версиями модулей серии MIRage-N. В настоящее время не для всех модулей серии MIRage-N есть аналоги в линейке модулей ioGridex. Но по отдельному запросу может быть выполнена адаптация любого модуля серии MIRage-N к требованиям серии модулей ioGridex.

ioGridex — это современные измерительные приборы, выступающие в роли устройств сопряжения с объектом (УСО) в которых взаимодействие с системой осуществляется через дублированную сеть Ethernet. Модули ioGridex обеспечивают взаимодействие между автоматизируемым объектом и управляющими программами. Сигналы полевого уровня от датчиков и приводов исполнительных механизмов подключаются непосредственно к устройствам ioGridex без дополнительных согласований и сопряжений, проходят первичную и специальную обработку и преобразуются в стандартный цифровой вид для передачи в формате Modbus TCP по двум независимым интерфейсам Fast Ethernet 100BASE-T (100 Мбит/с, витая пара).

Используя модули ioGridex, можно разрабатывать самые разнообразные системы автоматизации технологических процессов. Модули ioGridex можно применять, в том числе, для создания масштабных АСУТП крупных и сложных критически важных инфраструктурных и промышленных объектов с характерными временами протекания технологических процессов 50–100 мс и отдельными контурами управления от 10 мс, а также для локальных контуров управления с циклами от нескольких сотен микросекунд.

Устройства ioGridex классифицируются по типам обрабатываемых сигналов полевого уровня.

Поскольку все устройства ioGridex подключаются к общей информационной магистрали на базе локальной сети Ethernet, они могут опрашиваться любым активным процессорным устройством, подключенным к этой сети. В разработках компании «Модульные Системы Торнадо» используются промышленные компьютеры IPC Gridex собственной разработки и производства.

Модули ioGridex — это элементы универсального конструктора, позволяющего создавать решения для автоматизации любого масштаба: от локальных установок до крупных промышленных объектов.

Преимущества

Экономическая эффективность. Использование в качестве информационной магистрали стандартной сети передачи данных FastEthernet (100 Мбит/с) позволяет применять широкий спектр средств обработки данных, вплоть до ПК общего назначения, что значительно снижает стоимость верхнего уровня АСУТП и эксплуатационные расходы, дает гибкость в выборе оборудования для проекта. Модули ввода-вывода могут располагаться максимально близко к объекту автоматизации, что существенно снижает затраты на кабельные связи.

Надёжность. Использование двух независимых информационных магистралей гарантирует сохранение работоспособности АСУТП при отказе одного из каналов связи, упрощает поиск и устранение неисправностей. Обеспечивается устойчивость системы к любому единичному отказу.

Расширяемость и высокая готовность. Структура системы позволяет заменять отказавшие элементы, не затрагивая остальных частей. В функционирующую систему можно устанавливать дополнительные модули ioGridex, причём эта процедура не требует модификации действующей части системы. Информационная магистраль может состоять из нескольких сегментов, использующих различные среды передачи данных: витую пару, оптоволокно или радиосвязь.

Удобство в эксплуатации. Конструкция модулей позволяет заменять неисправные элементы без демонтажа полевых кабелей. В большинстве случаев не требуется демонтировать сам модуль. Для подключения полевых цепей используются пружинные клеммы WAGO, не требующие периодического обслуживания.

Совместимость. Реализация стандартного протокола обмена данными Modbus TCP обеспечивает совместимость модулей ioGridex с приложениями верхнего уровня разных производителей.

Быстродействие. Фиксированный цикл опроса всех устройств в системе осуществляется за время чуть большее времени ожидания ответа от одного устройства и не превышает нескольких миллисекунд. Возможность одновременного опроса необходимого количества устройств избавляет от последовательного опроса с пассивным ожиданием ответа от каждого опрашиваемого устройства.