КТС УК
Комплекс технических средств управления и контроля (КТС УК) предназначен для построения систем автоматического управления с повышенными требованиями к надежности функционирования.
Область применения аппаратуры простирается от простейших задач автоматизации, для решения которых в прошлом использовались несложные алгоритмы управления на реле или контакторах, до задач комплексной автоматизации сложных технологических процессов с помощью средств компьютерной техники.
Программно-аппаратные средства КТС УК обеспечивают реализацию следующих функций:
- сбор, обработку и хранение информации о состоянии объектов управления (контактов реле и пускателей, электроприводов, сигналов и путевых объектов, разъединителей, шиберов и т. п.);
- передачу информации о состоянии объектов управления на автоматизированные рабочие места (АРМ) по локальной вычислительной сети (ЛВС);
- прием от АРМ и последующую реализацию команд по управлению объектами (установка, отмена и искусственная разделка маршрутов, перевод стрелок, включению/отключению освещения, эскалаторов, ветагрегатов и пр.);
- автоматическое управление по событиям или по времени (автовозврат охранных стрелок, двукратный перевод стрелок, накопление маршрутов по принципу очереди и по времени исполнения, автоматическое включение и выключение освещения и т. п.);
- обработку данных подсистемы телеизмерений;
- реализацию функций контролируемых пунктов систем телемеханики;
- прием и передачу данных в каналы ТУ/ТС/ТИ;
- сопряжение с системами вышестоящего уровня управления (диспетчерского контроля и управления, систем передачи данных и пр.).
Оборудование КТС УК имеет 100% резерв и состоит из двух параллельно и независимо функционирующих комплектов – «основного» и «резервного», объединенных локальной вычислительной сетью.
Один из комплектов является активным и осуществляет реализацию управляющих воздействий на объекты и передачу информации о состоянии контролируемых объектов на АРМ и/или в канал телесигнализации. Второй комплект является пассивным и находится в «горячем» резерве. Оба комплекта непрерывно обмениваются между собой информацией по ЛВС.
Аппаратные средства КТС УК можно разделить на следующие связанные между собой узлы:
- контроллер;
- устройства сопряжения с объектами;
- каналообразующие устройства;
- схема переключения комплектов;
- схема диагностики;
- схема ответственных команд;
- вторичные источники электропитания.
Обмен данными между устройствами КТС УК производится по двухпроводной линии интерфейса стандарта RS-485 с использованием помехоустойчивого кодирования.
Контроллер
Контроллер осуществляет весь объем вычислительного процесса, необходимый для реализации функций КТС УК.
Контроллер обеспечивает:
- обработку команд, поступающих от АРМ или других устройств верхнего уровня по локальной вычислительной сети или каналу ТУ/ТС/ТИ;
- выдачу управляющих воздействий на устройства сопряжения с объектами;
- опрос устройств сопряжения для получения информации о состоянии контролируемых объектов.
Устройства сопряжения с объектами
Устройства сопряжения с объектами (УСО) предназначены для реализации управляющих воздействий, выдаваемых контроллером на объекты управления, и формирования сигналов о состоянии контролируемых объектов для передачи в контроллер.
УСО делятся на контрольные, управляющие и измерительные:
- модуль контроля состояния объектов – устройство матричного ввода УМВ;
- модуль управления объектами – устройство дискретных окончаний УДО-48 и УДО-24;
- модуль измерения аналоговых величин – RIO-7017.
Подключение УСО к объектам производится через кросс-платы, обеспечивающие переход от жил кабеля к микроэлектронным элементам, установленным на съемной плате. Монтаж жил производится на винтовых клеммах, имеющих специальную насечку, которой обеспечивается надежное удержание и электрический контакт. Узел сопряжения кросс-плат со съемными платами выполнен в виде DIN-разъемов, исключающих неправильную установку с помощью специальных ключей.
Все устройства сопряжения предполагают одностороннее обслуживание за счет расположения винтовых клемм и коммутационных разъемов только с лицевой стороны.
Каждое УСО имеет уникальный 8-разрядный адрес, устанавливаемый микропереключателем на плате. Этот адрес позволяет организовать индивидуальный обмен информацией между контроллером и устройством сопряжения.
Количество УСО определяется в соответствии с проектом системы исходя из количества автоматизируемых объектов.
Технические характеристики
| Характеристика | Значение |
| Напряжение внутреннего питания от источника КТС УК | =4,85…5,1В |
| Гальваническая изоляция питания КТС УК и исполнительных объектов | 1000В |
| Скорость передачи данных по каналу RS-485 | 19,2КБод |
Каналообразующие устройства
Каналообразующие устройства применяются для обеспечения большей дальности управления распределенными объектами, а также для кодового управления.
К каналообразующим устройствам КТС УК относятся:
- модуль цифровой обработки сигналов МЦОС и блок согласования модемов БСМ;
- цифровая плата МИГ-2Р;
- согласующий усилитель СУ и блок коммутации БК.
Схема переключения комплектов
Устройства КТС УК имеют 100% резерв. Для переключения с одного комплекта на другой предусмотрена схема реле ГРУ, которая обеспечивает переход управления:
- автоматически при нарушениях работы активного комплекта на основе диагностической информации, которой обмениваются контроллеры КТС УК по локальной вычислительной сети;
- автоматически для обеспечения периодической проверки исправности пассивного комплекта КТС УК;
- дистанционно по команде с автоматизированного рабочего места оператора при систематических сбоях индикации или затруднениях в реализации команд управления;
- вручную обслуживающим персоналом с помощью кнопок переключения комплектов на панели управления КТС УК для ремонта или профилактического обслуживания.
Контактами реле ГРУ и его повторителей осуществляется подключение шин питания (полюсов) к соответствующим коммутационным элементам плат управления активного комплекта и отключение их на платах управления пассивного комплекта.
Выключенное состояние реле ГРУ и его повторителей – активен основной комплект КТС УК, включенное состояние – активен резервный комплект.
В процессе переключений благодаря информационному обмену между комплектами по локальной вычислительной сети и непрерывному контролю устройств пассивным комплектом исключаются нарушения в работе КТС УК и объектов управления.
Схема диагностики
Для непрерывной диагностики исправности устройств КТС УК предназначена схема аварийного реле, реализованная на принципах контроля непрерывной динамической работы ключевых элементов каждого комплекта.
Динамический режим реализуется путем формирования контроллером команд на импульсное попеременное включение выходов управляющих плат УДО-48Р. При нарушении импульсной работы аварийное реле выключается. Если при этом комплект КТС УК был активным, пассивный комплект берет управление на себя. Если комплект был пассивным, в дальнейшем на него исключается переключение управления.
Разомкнувшимися контактами аварийного реле выключается питающее напряжение УСО неисправного комплекта.
Для управления аварийным реле в КТС УК используется плата АОП-16 или АОП-24.
Схема ответственных команд|
К ответственным относятся команды управления особо ответственными объектами. При их реализации требуется исключить несанкционированные (ошибочные) управляющие воздействия со стороны оперативного персонала и защиту от воздействия помех внешних и возникающих при неисправности устройств КТС УК.
Выполнение ответственных команд обеспечивается следующими мероприятиями:
- одновременной работой устройств обоих комплектов КТС УК;
- формированием на автоматизированном рабочем месте оператора последовательности команд из подготовительной (адресной) и рабочей серий;
- использованием вспомогательной кнопки со счетчиком числа нажатий и программным контролем ее состояния при формировании рабочих команд;
- применением в схеме реле первого класса надежности и включением их контактов в соответствии с требованиями построения безопасных схем.
Для реализации перечисленных мероприятий в каждом комплекте КТС УК предусматривается схема ответственных приказов. Выходы схем управляют обмоткой реле ОП.
Вспомогательная кнопка ответственных приказов со счетчиком устанавливается на рабочем месте оператора.
Вторичные источники питания
Вторичные источники электропитания обеспечивают стабилизированное гальванически изолированное от внешнего источника питание микроэлектронных устройств КТС УК.
Для питания устройств каждого из комплектов применяется источник типа АСЕ-723С или АСЕ-890С.
Конструктивное исполнение КТС УК
Оборудование КТС УК размещается в электротехническом шкафу двустороннего обслуживания и пыле-, влагозащитного исполнения по классу IP54 размерами (ВхШхГ) 1600-2200х800х400мм в зависимости от требований проекта.
Особенность применяемого в КТС УК оборудования заключается в отсутствии вращающихся элементов (приводов жестких дисков, вентиляторов и т.п.) с целью исключения возможного возгорания в помещениях, где не предусмотрено постоянное присутствие обслуживающего персонала. Для этого применяются специальные промышленные материнские платы с теплоотводящими элементами и накопители на основе Flash-памяти.
Внутри шкафа КТС УК имеется несущая рама, на которую устанавливаются крепежные рейки (полки) для последующего размещения на них микроэлектронных устройств сопряжения с объектами, релейных схем, предохранителей и клеммных терминалов. Геометрия шкафа позволяет устанавливать на одной полке четыре кросс-платы увязки с устройствами управления типа ТУ-48М или ТУ-24, три кросс-платы увязки с устройствами контроля типа ТС-72 или две кросс-платы увязки с устройствами управления типа ТУ-48Д.
На лицевые дверцы шкафа вынесены органы управления и индикации состояния КТС УК:
- тумблеры включения/выключения питания комплектов;
- кнопки переключения комплектов из пассивного в активное состояние;
- красные лампы контроля питания комплектов;
- зеленые лампы индикации активного состояния комплектов;
- красные лампы контроля срабатывания автоматического выключателя комплектов.
Максимальная емкость шкафа составляет 480 объектов по управлению и 504 по контролю. В крупных проектах устанавливается требуемое количество шкафов КТС УК, поэтому емкость системы по количеству объектов управления и контроля не ограничена.
КТС УК имеет гибкую архитектуру, позволяющую беспрепятственно увеличивать количество объектов управления и контроля при изменении полигона управления.
Конструктивно допускается нижний или верхний ввод в шкаф кабелей увязки с исполнительными объектами.
Шкаф КТС УК размещают в отапливаемом помещении со значением температур в пределах от +15°С до +35°С, относительной влажностью воздуха от 40% до 80%.
Для эксплуатации КТС УК не требуется специальных строительных мероприятий, таких как кондиционирование, экранирование и т.п.
