В корзине: 0 товаров

 

Компьютер мечты

26 марта 2018

АСУ ТП на базе аппаратно - программного комплекса ЭЛЬБРУС

 

 

Сегодня на рынок промышленной автоматизации предлагается...

Промышленный компьютер ПК-3

Промышленный компьютер на базе микропроцессора «Эльбрус-1С+» ПК-3 является облегченной версией защищенного промышленного компьютера. Оба изделия имеют в своем составе одну и ту же печатную плату, но отличаются исполнением и, как следствие, составом внешних интерфейсов. На рис. 2. изображен прототип изделия. ПК-3 выполняется в легком алюминиевом корпусе, не имеет в своем составе вентиляторов и предназначен для применения в расширенном температурном диапазоне. Облегченный корпус не подразумевает воздействие влажных сред и уличную установку, однако, наличие стандартных разъемов на корпусе позволяет легко интегрировать вычислительную машину в систему АСУТП. Изделие подойдет для применения в качестве бесшумных АРМ оператора, для организации вычислений в составе стоек и шкафов и т.д. Характеристики ПК-3 представлены в табл. 4.

Рисунок 2. Внешний вид промышленного компьютера ПК-3

Таблица 4. Технические характеристики ПК-3

Микропроцессор

Эльбрус-1С+

 Количество микропроцессоров

 1

 Оперативная память

 До 8 Гбайт DDR3 ECC (2 канала, паяная)

 Flash-накопитель

 8 – 16 Гбайт (паяный) + mSATA

 Звук

 AC97

 Ethernet

 3х10/100/1000 Мбит/с IEEE-1588

 RS-232

 2 канала

 RS-485/RS-422

 2 канала с гальванической изоляцией

 USB 2.0

 6 каналов

 Видео

 2хHDMI

 Дополнительные интерфейсы

 SATA, PCI-104, 2-канальный LVDS

 Индикация

 4 светодиода

 Внешние каналы GPIO

 8 шт. TTL с защитой

 Сторожевой таймер

 Да

 Напряжение питания

 12В DC

 Потребляемая мощность, не более

 30 Вт

 Охлаждение

 Без вентиляторов

 Рабочий диапазон температур

 -40 … +50

 Степень защиты

 IP-20

 Стойкость к синусоидальной вибрации

 5-500 Гц, 1g

 Опытные образцы

 Начало 2018 года

 

Программируемый логический контроллер ПЛК-«Эльбрус»

Разрабатываемый ПЛК имеет модульную структуру с жестким монтажным каркасом и объединительной платой, реализующей системный интерфейс, и предназначен для работы в режиме дублирования процессорных модулей. Процессорные модули разрабатываются на базе отечественного микропроцессора «Эльбрус-1С+» и будут работать под управлением ОСРВ «Эльбрус». Поддержка программирования контроллеров на языках стандарта IEC61131-3 будет выполнена на базе САПР Beremiz, а также SCADA-системы MasterSCADA-4D. 3D-модель ПЛК изображена на рис. 3.

Рисунок 3. Программируемый логический контроллер ПЛК-«Эльбрус»

Режим дублирования процессорных модулей позволяет организовать независимый опрос модулей УСО каждым из процессоров. Полная поддержка режима обеспечивается с помощью САПР Beremiz.

Системный интерфейс и реализующая его объединительная панель поддерживают режим горячей замены модулей УСО и процессорных модулей. Концепцией предполагается возможность каскадного подключения до четырех дополнительных корзин с модулями без применения в них дополнительных процессорных модулей. Подключение осуществляется через специальный коммуникационный модуль.

Системный интерфейс, в зависимости от варианта заказа, реализуется последовательной системной шиной со скоростью передачи данных до 16 Мбит/с, а также, опционально, быстрой системной шиной, включающей в себя интерфейсы USB и PCI-E x1. Быстрая шина при этом не поддерживается режимом дублирования процессоров и может быть использована только в однопроцессорных конфигурациях.

Модуль процессора на базе «Эльбрус-1С+» имеет следующие характеристики:

- микропроцессор – 1891ВМ11Я;

- количество микропроцессоров – 1;

- емкость оперативной памяти – не менее 1 Гбайт;

- flash-накопитель – емкостью не менее 8 Гбайт, выполненный по технологии - поверхностного монтажа;

- интерфейс Ethernet – не менее трех каналов 10/100/1000 Мбит/с;

- интерфейс RS-232 – не менее одного канала;

- интерфейс RS-485 – не менее двух каналов с гальванической изоляцией, прочность изоляции не менее 500 В в течение 1 минуты;

- интерфейс USB 2.0 – не менее одного канала;

- интерфейс HDMI – не менее одного канала;

- аудио – линейный вход/выход;

- разъем для съемного диска cFAST (возможно);

- аппаратный ключ для управления прикладным ПО (запуск/остановка);

- внешние дискретные входы с возможностью формирования прерываний – не менее двух с гальванической изоляцией, прочность изоляции не менее 500 В в течение 1 минуты;

- визуальная индикация – светодиоды красного, желтого и зеленого цвета свечения, управляемые программно, всего 4 шт.;

- возможность совместной работы двух процессорных модулей в режиме резервирования;

- потребляемая мощность – не более 40 Вт.

ПЛК оснащается необходимым набором модулей УСО (дискретного и аналогового ввода/вывода). Все модули УСО имеют в своем составе микроконтроллер. В разработке применяются только отечественные микроконтроллеры Миландр, не уступающие по характеристикам зарубежным аналогам. Все модули УСО выполняются с поддержкой функции горячей замены и автоопределения на шине.

Рассмотрим характеристики модулей УСО:

1. Модуль дискретного вывода:

- тип выходных сигналов – твердотельное реле;

- количество каналов дискретного вывода – 32;

- значение коммутируемого напряжения – 5…60 В;

- максимальное значение коммутируемого тока – не более 300 мА;

- гальваническая изоляция выходов – не хуже 500 В в течение 1 минуты.

2. Модуль аналогового вывода:

- количество каналов аналогового вывода – 8;

- диапазоны вывода напряжения от 0 до 5 В и от 0 до 10 В, диапазоны вывода тока от 0 до 20 мА и от 4 до 20 мА;

- разрядность ЦАП – 12 бит;

- время цифро-аналогового преобразования – не более 2 мс;

- пределы допускаемой основной приведённой погрешности преобразования цифрового кода в напряжение и ток – ±0,1;

- пределы допускаемой дополнительной температурной приведённой погрешности преобразования цифрового кода в напряжение и ток при изменении температуры на 10 0С – ±0,05;

- напряжение электропитания выходных аналоговых драйверов – внешнее, от 12 до 30 В;

- групповая гальваническая развязка выходов – не хуже 1500 В в течение 1 минуты.

3. Модуль дискретного ввода:

- тип входных сигналов – двухуровневое напряжение постоянного тока с номинальным значением 24 В;

- количество каналов дискретного ввода – 32;

- групповая гальваническая изоляция входов – не хуже 500 В в течение 1 минуты;

- возможность самодиагностики исправности входных цепей модуля.

4. Модуль аналогового ввода:

- количество каналов аналогового ввода – 16;

- диапазоны ввода напряжения от 0 до 5 В и от 0 до 10 В, диапазоны ввода тока от 0 до 20 мА и от 4 до 20 мА, диапазон ввода от 4 до 20 мА формируется программно;

- разрядность АЦП – 12;

- пределы допускаемой основной приведённой погрешности ввода и преобразования в цифровой код – ±0,1;

- пределы допускаемой дополнительной температурной приведённой погрешности ввода и преобразования в цифровой код при изменении температуры на 10 0С – ±0,05;

- групповая гальваническая развязка – не хуже 1500 В в течение 1 минуты.

 

Программное обеспечение

ПЛК, а также промышленные контроллеры могут быть запрограммированы средствами САПР Beremiz на технологических языках стандарта IEC-61131-3, а также средствами отечественного программного пакета MasterSCADA 4D. Эти два программных пакета образуют собой необходимый набор инструментальных средств для проектирования и отладки современных автоматизированных систем управления технологическими процессами, включая проектирование пользовательских интерфейсов, архивов и др. Разработка специальных компонент прикладного и системного программного обеспечения позволяет полностью реализовать заложенные на аппаратном уровне возможности по организации отказоустойчивости за счет применения мажоритарных схем, что существенно расширяет сферу применения изделий в области промышленной автоматизации и позволяет использовать на объектах с требованиями непрерывной многолетней работы системы, таких как нефтехимическая промышленность.

 

Заключение

Разрабатываемый в ПАО «ИНЭУМ им. И.С. Брука» комплекс технических и программных средств на базе отечественных микропроцессоров «Эльбрус», а также на базе микроконтроллеров «Миландр» представляет собой функционально полный набор микропроцессорных средств автоматизации, который может быть применен в различных областях промышленности, таких как атомная энергетика, транспорт, нефтехимическая промышленность и др. Разработкой занимается коллектив, имеющий многолетний опыт в создании таких систем, однако впервые за последние 30 лет подобный программно-технический комплекс для АСУТП создается со столь высокой степенью применения отечественных электронно-компонентной базы и программного обеспечения.

Комментарии для сайта Cackle