Emerson 1C31179G01 модуль дистанционного ввода-вывода

Emerson 1C31179G01 Remote I/O module

Преимущества и характеристики:

Точное управление: После 50-летнего развития система Ovation сформировала зрелую технологию проектирования управления. Как ее член, модуль 1C31179G01 может обеспечить более тесное, точное и прогнозируемое управление. В сочетании с передовой программой управления и оптимизации процессов он может автоматически балансировать процесс для достижения наилучших результатов.

Стойкая и эффективная связь: Система Ovation характеризуется многосетевой структурой, которая может интегрировать несколько блоков DCS и общие системы на территории завода через центральный коммутатор, достигая комплексных применений, таких как отображение данных и блокирующие операции. Сетевой обмен данными стабилен, скорость работы высокая, а эффективность передачи данных велика.

Высокая совместимость: Контроллер Ovation, к которому относится этот модуль, может обрабатывать различные приложения и совместим с программным обеспечением сторонних производителей, используемым для передачи данных, управления, программирования на языке C пользователя и моделирования. Это удобно для совместной работы с оборудованием и программным обеспечением разных производителей, что способствует расширению и обновлению системы.

Поддержка многозадачности: Он может поддерживать многозадачность и планирование задач с приоритетами, способен обрабатывать несколько задач одновременно и назначать приоритеты. Это позволяет системе рационально распределять ресурсы при сложных рабочих условиях, обеспечивая приоритетное выполнение важных задач и повышая общую эффективность работы и реактивность системы.

Бесшумный переключатель: Контроллер может переключаться абсолютно без помех. Когда система проходит техническое обслуживание, обновление или переключение при неисправности и другие операции, это не помешает работающим задачам управления, обеспечивая непрерывность и стабильность производственного процесса и уменьшая производственные колебания и потери, вызванные переключением.

Соответствие стандартам открытых систем: Полностью соответствует стандарту открытых систем POSIX 1003.1B, может быть беспрепятственно интегрирован с другими системами, соответствующими этому стандарту, облегчая интеграцию в различные архитектуры промышленных систем автоматического управления. Следование единым стандартным спецификациям повышает совместимость между системами.

Совместимость с общими сигналами: Поддерживает токовые сигналы 4мА - 20мА, которые можно удобно подключить к различным датчикам, передатчикам и другим устройствам, соответствующим этому стандарту сигнала. Он может точно собирать сигналы с устройств на месте и передавать их в систему управления, а также выводить инструкции системы управления в виде этого сигнала на исполнительное устройство.

Легкость в установке и обслуживании: С размерами примерно 12,1см×5,1см×14,0см и весом около 0,3 кг он компактный и легкий, что удобно для установки в промышленных условиях с ограниченным пространством. Это также способствует транспортировке и манипуляциям, а также удобно для последующего обслуживания и замены.

Приспособленность к промышленной среде: Диапазон рабочих температур обычно соответствует общим требованиям промышленных условий. Он может стабильно работать при определенных условиях высокой и низкой температуры и имеет определенную устойчивость к помехам. Он может надежно передавать данные в сложных промышленных электромагнитных условиях, чтобы обеспечить стабильную работу системы.

Создание гибких систем: Как удаленный модуль ввода/вывода он может помочь создать более гибкую сеть системы управления. Он может обеспечить централизованный мониторинг удаленного оборудования, позволяя операторам проводить реальное время мониторинг и управление отдаленными устройствами из контрольной комнаты. Это уменьшает сложность на-site wiring и снижает стоимость установки, что особенно подходит для больших промышленных производственных площадок или сценариев, где оборудование относительно рассеяно.

Рабочий принцип

Принцип доступа и сбора сигналов

Адаптация входного сигнала

Поддерживает входной токовый сигнал промышленного стандарта 4 - 20мА (также совместим с другими аналоговыми сигналами), который обычно генерируется датчиками на месте (например, датчиками давления, температурными датчиками и т.д.) и представляет физическую величину, измеряемую (например, температуру, давление, расход и т.д.).

Модуль принимает сигналы через внутреннюю цепь с высоким входным сопротивлением (обычно на уровне мегом), уменьшая нагрузочное воздействие на выход датчика и обеспечивая точность сбора сигналов.

Усиление и преобразование сигнала

Входной аналоговый токовый сигнал сначала проходит через цепь усиления сигнала (например, фильтрацию, усиление и обработку от помех), чтобы устранить шумовые помехи и стабилизировать сигнал.

Усиленный сигнал преобразуется в цифровой сигнал (например, 16-битные двоичные данные) аналого-цифровым преобразователем (ADC), облегчая последующую цифровую обработку и передачу.

Механизм передачи данных и связи

Архитектура удаленной сети связи

Модуль, как удаленный узел системы Ovation, подключен к центральному контроллеру (или главному блоку управления) через избыточную сеть (например, Ethernet или специальный шлюз управления), образуя архитектуру распределенной системы управления (DCS).

Он использует несколько сетевых протоколов (например, протоколы связи, соответствующие промышленным стандартам), поддерживает передачу данных в реальном времени и двустороннюю связь, и обеспечивает надежный обмен данными между удаленным оборудованием и главной системой управления.

Процесс передачи данных

Вверх по потоку: Модуль упаковывает преобразованный цифровой сигнал в кадры данных и отправляет их в центральный контроллер по сети для реального времени мониторинга, логических операций или выполнения стратегий управления системой.

Вниз по потоку: Принимает управляющие инструкции (например, цифровые сигналы), отправленные центральным контроллером, обрабатывает их внутри и преобразует в аналоговые сигналы (например, 4 - 20мА), затем выводит их на исполнительное устройство (например, клапаны, двигатели), чтобы управлять оборудованием на месте.

Логика управления и обработка функций

Встроенная предварительная обработка

Модуль имеет базовые функции предварительной обработки данных (например, линейзация, преобразование диапазона и диагностика неисправностей), которые могут провести предварительную обработку собранных исходных данных и уменьшить вычислительную нагрузку на центральный контроллер.

Поддерживает параллельную обработку нескольких задач, способен одновременно обрабатывать задачи сбора сигналов и передачи данных нескольких каналов и распределять ресурсы по приоритетам, чтобы обеспечить реальность важных сигналов.

Сотрудничество с системой Ovation

Открытая архитектура управления, интегрированная в систему Ovation, работает в тесном сотрудничестве с контроллером, человек-машина интерфейсом (HMI), программой оптимизации и т.д. в системе:

Центральный контроллер получает данные на месте через модули и выполняет сложные алгоритмы управления (например, PID-управление и передовое управление процессом).

После получения инструкций от контроллера модуль выводит соответствующие управляющие сигналы, чтобы достичь замкнутого цикла процесса "мониторинг - управление - обратная связь".

Конструкция надежности и обработка неисправностей

Электрическая защита и изоляция

Он интегрирует внутренние цепи защиты от перегрузки напряжения и тока, чтобы предотвратить повреждение модуля, вызванное неисправностями оборудования на месте (например, коротким замыканием и заземлением).

Применяются технологии изоляции каналов (например, фотоэлектрическая изоляция или трансформаторная изоляция), чтобы обеспечить электрическую изоляцию (обычно до 1500Вrms) между каждым сигнальным каналом и землей, уменьшая воздействие электромагнитных помех (EMI) и помех общей моды.

Диагностика неисправностей и самообслуживание

Современная функция диагностики используется для реального времени мониторинга состояния модуля (например, неисправность питания, неисправность канала, прерывание связи) и отчета о информации о неисправности системе, облегчая быстрый поиск проблемы обслуживающим персоналом.

Он поддерживает дизайн с горячей заменой, позволяя заменять модули без прерывания работы системы, обеспечивая непрерывность промышленного производства.

Рабочий процесс в типичных сценариях применения

Возьмем в качестве примера температурный контроль химических реакционных сосудов:

Сбор сигналов: Температурный датчик преобразует температуру реакционного сосуда в токовый сигнал 4 - 20мА и вводит его в модуль 1C31179G01.

Аналого-цифровое преобразование: Модуль преобразует токовый сигнал в цифровую величину, которая предварительно обрабатывается и затем передается в контроллер Ovation по сети.

Управляющая операция: Контроллер вычисляет управляющую величину (например, степень открытия клапана обогрева) на основе отклонения между установленной температурой и фактической температурой.

Вывод инструкций: Контроллер отправляет управляющие инструкции в модуль по сети. Модуль преобразует цифровой сигнал в токовый сигнал 4 - 20мА, чтобы управлять клапаном.

Замкнутая обратная связь: Модуль постоянно собирает температурные сигналы, чтобы образовать замкнутый цикл управления, обеспечивая стабильность температуры реакционного сосуда в установленном диапазоне.

Резюме

Рабочий принцип модуля 1C31179G01 по сути представляет собой цифровой мост для промышленных сигналов. Адаптируясь к промышленным стандартам сигналов, полагаясь на распределенные сетевые связи и интегрируя логику управления системы Ovation, он достигает беспрепятственного соединения между удаленным оборудованием и центральной системой управления. Его основные преимущества заключаются в надежности, реальности и совместимости с открытыми системами. Он подходит для требований автоматического управления сложных промышленных сценариев, таких как нефтяная, химическая и энергетическая промышленности.