ПОСТРОЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ НА БАЗЕ КОНТРОЛЛЕРОВ ADAM

O.D. Klavdneva, M.A. Tarasov, A.V. Shcherbinina, S.Ya. Galushin Creation of distributed automatic control systems based on ADAM controllers

DOI: 10.24937/2542-2324-2021-1-S-I-209-210 УДК 004.31:681.52

О.Д. Клавднева, А.М. Тарасов, А.В. Щербинина, С.Я. Галушин

СПбГМТУ, Санкт-Петербург

ПОСТРОЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕННЫХ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ НА БАЗЕ КОНТРОЛЛЕРОВ ADAM

В статье рассмотрено создание распределенных управляющих автоматизированных систем на базе контроллеров ADAM серии 5000, 4000 и 6000 и их практическая реализация.

Ключевые слова: автоматизация, автоматизированная система, распределенная система, контроллер, модуль. Авторы заявляют об отсутствии возможных конфликтов интересов.

DOI: 10.24937/2542-2324-2020-1-S-I-209-210 UDC 004.31:681.52

O.D. Klavdneva, M.A. Tarasov, A.V. Shcherbinina, S.Ya. Galushin

St. Petersburg State Marine Technical University, St. Petersburg

CREATION OF DISTRIBUTED AUTOMATIC CONTROL SYSTEMS BASED ON ADAM CONTROLLERS

The article discusses the creation of distributed control automated systems based on controllers ADAM 5000, 4000, 6000 series and their practical implementation.

Key words: automated system, distributed system, controller, module.

Authors declare lack of the possible conflicts of interests.

Под автоматизированной системой управления (АСУ) понимается совокупность математических методов, технических средств, организационных комплексов и персонала, обеспечивающих рациональное управление сложным объектом или процессом в соответствии с заданной целью.

Одной из реализаций таких систем может быть АСУ на платформе контроллеров и измерительно-преобразовательных модулей ADAM фирмы Advantech. К достоинствам данной платформы можно отнести большое количество модулей ввода/вывода, как для аналоговых, так и для цифровых сигналов. Контролеры микропроцессорной платформы ADAM делят на два типа.

Серия 5000 - представляет собой крейт с максимальным числом устанавливаемых модулей равным восьми (до 64 аналоговых или до 512 цифровых вводов/выводов) [1]. Внешний вид контроллера

показан на рис. 1. Рис. 1. Контроллер ADAM-5000E

Для цитирования: Клавднева О.Д., Тарасов А.М., Щербинина А.В., Галушин С.Я. Построение распределенных автоматизированных управляющих систем на базе контроллеров ADAM. Труды Крыловского государственного научного центра. 2021; Специальный выпуск 1: 209-210.

For citations: Klavdneva O.D., Tarasov M.A., Shcherbinina A.V., Galushin S.Ya. Creation of distributed automatic control systems based on ADAM controllers. Transactions of the Krylov State Research Centre. 2021; Special Edition 1: 209-210 (in Russian).

Всего в измерительную сеть можно объединить до 255 контроллеров данного типа. В основе устройства лежит 16-разрядный процессор Intel 80186. Как правило, контролеры имеют три интерфейса. Ethernet, с пропускной способностью 100 МБ/с и максимальным сегментом 100 м для подключения к компьютерной сети. Приборный интерфейс RS-485 с пропускной способностью от 62,5 Кбит/с на 1200 м до 10 000 Кбит/с на 10 м. Последовательный интер-

ФГУП «Крыловский государственный научный центр»

209

О.Д. Клавднева, А.М. Тарасов, А.В. Щербинина, С.Я. Галушин

Построение распределенных автоматизированных управляющих систем на базе контроллеров ADAM

server

Контроллер ADAM-5000

Датчики

Регуляторы

Рис. 2. Схема АССОиОИ

фейс RS-232 - для настройки контроллера. Наиболее часто используемые модули ADAM-5017 - 8 канальный модуль аналогового ввода от датчика нормированного сигнала (0-5 В, 0-10 В, 0-20 мА). Частота опроса каждого канала 1 Гц. Вариант ADAM-5017Н позволяет увеличить скорость опроса до 1000 Гц на модуль. Для датчиков температуры - термопар и термометров сопротивления применяются контроллеры ADAM-5018 и ADAM-5013 соответственно. Для управления пропорционально регулирующей арматуры предусмотрены модули ADAM-5024 с выходным аналоговым сигналом в диапазоне 020 мА, 0-10 В. Для электромагнитных клапанов, работающих в режиме открыто/закрыто существует ADAM-5068 - 8 канальный модуль с мощными релейными выходам. Кроме того, в линейке цифровых модулей присутствуют модели шестнадцати канального дискретного ввода на 16 входов ADAM-5051, вывода ADAM-5055, а также универсальный программируемый (ввод/вывод) ADAM-5050.

В свою очередь контроллеры ADAM серии 5000 делятся на два класса. Первые - это работающие под управлением компьютера с установленным программным комплексом. Вторые - имеющие собственную операционную систему и среду для создания выполняемых в контроллере программ -KW MULTIPROG.

Серия 4000/6000 - представляет собой набор измерительно-преобразовательных модулей, с функционалом аналогичным устройствам серии 5000, но обладающим принципиальным отличием. Каждый модуль имеет свой микропроцессор и оперативную память, а также промышленный (серия 4000) или сетевой (серия 6000) интерфейсы для обмена информацией. В данном варианте каждый модуль представляет собой законченный информационно-измерительный узел. Преимущество данной реализации контролера является возможность размещать его рядом с датчиками, тем самым уменьшив количество кабелей в измерительном тракте с 16 до 2-4 в зависимости от типа интерфейса.

Таким образом, данная аппаратная платформа позволяет создавать распределенные информационно-управляющие автоматизированные системы с использованием микропроцессорных контроллеров с возможностью подключения их к компьютерной сети.

Практической реализацией подобного комплекса является автоматизированная системы сбора, обработки и отображения информации (АССОиОИ), созданная в научно-исследовательской лаборатории информационных компьютерных систем СПбГМТУ. Она управляет работой батареи водород-воздушных топливных элементов (БТЭ) [2]. Схема АССОиОИ представлена на рис. 2.

В качестве измеряемых параметров выступают значения напряжения на каждом топливном элементе, общие напряжение и ток батареи, а также параметры давления, расхода и температуры рабочих газов и системы термостатирования. Система рециркуляции рабочих газов управляется собственным микроконтроллером и работает в автоматическом режиме. В качестве регулируемых параметров выступают давление рабочих газов на входе в батарею и температура системы термостатирования топливных элементов. АССОиОИ работает под управлением программного комплекса Viewex, также разработанного в СПбГМТУ [3]. Данная автоматизированная система управления позволяет обрабатывать до 400 параметров БТЭ одновременно. Все измеряемые параметры заносятся в файл для дальнейшей обработки.

Список использованной литературы

1. Контроллеры и модули ADAM -5000 [Электронный ресурс] // URL: https://www.prosoft.ru/products/brands/ advantech/349924/1352/353895/261412.html (дата обращения 14.01.2021).

2. Галушин С.Я. Особенности управления электропитанием морских транспортных средств с энергетической установкой на базе топливных элементов // Электротехника, 2017. №12. C. 30-35.

3. Галушин С.Я., Ремизов В.В., Шаманов Д.Н., Касимовский С.Н. Разработка автоматизированной системы сбора и обработки информации с функцией управления для стенда водород-кислородного топливного элемента // Сборник трудов региональной научно-практической конференции с международным участием «Кораблестроительное образование и наука-2005». 25-28 октября 2005, Санкт-Петербург, СПбГМТУ. Том II.

Поступила / Received: 15.11.21 Принята в печать / Accepted: 08.12.21 © Коллектив авторов, 2021

210

Труды Крыловского государственного научного центра. Специальный выпуск 1, 2021