КТС подсистемы сбора данных

КТС УСД объекта канала содержит следующие компоненты:

- программируемый логический контроллер CPU-314;

- модуль SINAUT TIM 3V;

- интерфейсные модули IM 360 (для организации распределенной системы сбора данных);

- модули аналогового ввода;

- модули дискретного ввода;

- коммуникационный модуль CP 340 (для счетчиков электроэнергии);

- коммуникационный модуль CP 340 (для приема данных с радиомодема);

- радиомодем Maxon DM 70 (для приема данных с УО по радиоканалу);

- текстовый дисплей (для объектов с малым количеством сигналов).

КТС УСД на уровне РЦСОИ представляет собой шкаф УСД РЦСОИ, который состоит из следующих компонентов:

- программируемый логический контроллер CPU-314;

- модуль SINAUT TIM 3V;

- коммуникационный модуль CP 340;

- блок питания с резервированием.

КТС УСД на уровне ЦСОИ представляет собой шкаф УСД ЦСОИ, который состоит из следующих компонентов:

- программируемый логический контроллер CPU-314;

- модуль SINAUT TIM 3V;

- блок питания с резервированием;

- GPS – приемник.

Шкаф терминал контроля ТК 01. В качестве КТС УСД удаленных объектов предлагается использовать типовое решение компании «TNS-Intec»: шкаф терминал контроля ТК01, дополненный модулем аналогового ввода.

Шкаф терминал контроля ТК01 обеспечивает сбор и передачу данных с удаленных объектов на ближайший основной объект водоканала по радиоканалу. Основные технические параметры ТК01:

- режим работы ТК-01 – непрерывный круглосуточный;

- средняя наработка на отказ не менее 50000 часов;

- срок службы не менее 10 лет;

- напряжение питания шкафа – от 180 до 230 В;

- потребляемая мощность – 30 Вт;

- ТК-01 соответствует требованиям безопасности ГОСТ 12.2.007.0, и относиться по способу защиты человека от поражения электрическим током к классу 01;

- напряжение входных цепей – плюс 24 В;

- напряжение выходных цепей – плюс 24 В;

- частотный диапазон радиоканала – от 400 до 430 мГц;

- чувствительность радиоприемника - 0.5 мкВ/м;

- выходная мощность радиопередатчика - 1 или 5 Вт;

- вид модуляции передатчика – FFSK;

- скорость обмена информацией по радиоканалу – 1200 бит/с;

- мощность потребления радиоприемника – 2 Вт;

- габаритные размеры шкафа – 400х400х220 мм;

- рабочий температурный диапазон от минус 20 ⁰C до плюс 55 ⁰C;

- степень защиты по ГОСТ 14254 - IP 65.

Шкафы УСД. Для оборудования УСД предлагаются шкафы производства фирмы Hoffman-Schroff.

Оборудования УСД НС конструктивно располагаются в шкафах «PROLINE» размерами 1800х800х500. Оборудования УСД ПКИ, РЦСОИ, ЦСОИ и малых объектов водоканала конструктивно располагаются в шкафах «CONCEPTLINE». Размеры шкафов для ПКИ – 600х600х220.

В шкафу имеется внутреннее освещение и розетка 220 В. В поставку шкафа входит стандартный комплект заземления, позволяющий производить подключение к контуру защитного заземления (4 Ом) и контуру инструментального заземления (1 Ом). Подключение производится к существующим контурам помещения, где устанавливается шкаф. Необходимые принадлежности входят в поставляемый комплект.

Программируемый логический контроллер. В качестве ПЛК для шкафов УСД основных объектов водоканала выбран контроллер серии Simatic фирмы Siemens, модель CPU-314. Модель CPU-314 является центральным процессором без встроенных входов и выходов и предназначена для использования в программируемых контроллерных устройствах S7-300. CPU 314 - это центральный процессор для построения систем управления, в которых требуется скоростная обработка информации и поддержка систем локального ввода-вывода, включающих в свой состав до 32 модулей. Некоторые технические характеристики модели:

- микропроцессор со временем выполнения логической операции с битами 100нс;

- рабочая память: RAM емкостью 48Кбайт для выполнения программ;

- загружаемая память в виде микро карты памяти NVFlash-EEPROM емкостью до 8 Мбайт;

- необслуживаемое сохранение резервной копии данных;

- парольная защита;

- диагностический буфер;

- часы реального времени.

Интерфейсный модуль. Для организации распределенной системы ввода-вывода в шкафах УСД предлагается использовать интерфейсные модули IM 360 и IM 361.

Модули IM 360 и IM 361 позволяют подключать к одному базовому блоку контроллера до 3 стоек расширения:

- IM 360 устанавливается в базовый блок контроллера;

- по одному модулю IM 361 устанавливается в каждую стойку расширения;

- в каждую стойку расширения необходимо устанавливать блок питания равный 24 В;

- отсутствие ограничений на состав модулей в стойках расширения.

В каждой стойке может размещаться до 8 модулей ввода-вывода.

Коммуникационный модуль. Поддержку и организацию интерфейса RS-485 для обмена информацией со счетчиками производит коммуникационный модуль CP-340. Коммуникационный модуль CP-340 предназначен для организации последовательной связи через интерфейс RS-485. Настройка параметров коммуникационного модуля осуществляется с помощью инструментальных средств пакета STEP 7. Модуль выпускается в пластиковом корпусе. На его фронтальной панели расположены светодиоды “Send” (передача), “Receive” (прием) и “Error” (ошибка), а также разъем для подключения линии связи и питания. Модуль способен поддерживать ряд стандартных протоколов связи и обмениваться данными с различными типами станций:

- ASCII;

- интерфейсные сигналы;

- драйвер принтера;

- 3964(R).

Модули дискретного ввода. В качестве модулей дискретного ввода для ТС предлагается использовать модули SM 321 с 16 и 32 входами производства фирмы SIEMENS.

Контроль ТС производится опросом состояния групп контактов реле защит. Модули ввода дискретных сигналов предназначены для преобразования входных дискретных сигналов контроллера в его внутренние логические сигналы. К входам модулей могут подключаться контактные датчики или бесконтактные датчики BERO. Модули выпускаются в пластиковых корпусах. На их лицевых панелях расположены следующие элементы:

- зеленые светодиоды, индицирующие состояние входных цепей;

- красный светодиод индикации отказов и ошибок;

- разъем для установки фронтального соединителя, закрытый защитной крышкой;

- паз на защитной крышке для установки этикетки с маркировкой внешних цепей.

Модули аналогового ввода. В качестве модулей аналогового ввода для ТИ предлагается использовать модули SM 331 c 8 входами производства фирмы SIEMENS.

Модули аналогового ввода предназначены для контроля значений технологических параметров. К входам модулей могут подключаться датчики с токовым выходом 4-20мА. Модуль преобразует внешние входные аналоговые сигналы во внутренние цифровые сигналы контроллера. Настройка параметров модуля осуществляется с помощью инструментальных средств пакета STEP 7. Модуль выпускается в пластиковом корпусе. На лицевой панели расположены следующие элементы:

- красный светодиод индикации отказов и ошибок;

- разъем для установки фронтального соединителя, закрытый защитной крышкой;

- паз на защитной крышке для установки этикетки с маркировкой внешних цепей.

Блок питания с резервированием. Электропитание шкафа УСД производится при помощи блока питания PS-307. Блок питания PS 307 предназначен для формирования выходного постоянного напряжения 24 В, необходимого для питания центральных процессоров и модулей контроллера SIMATIC S7-300. Блоки питания PS 307 используют для своей работы входное напряжение, которое приблизительно равно 120/230 В. Блоки питания могут использоваться как для питания внутренних цепей контроллера, так и для питания его входных и выходных цепей. На лицевой панели модуля расположены: индикатор выходного напряжения равно 24В, переключатель выбора уровня входного напряжения, выключатель, терминал для подключения кабеля входного напряжения, кабеля выходного напряжения и защитного заземления.

Для обеспечения зашиты от сбоев по питанию и его пропаже предусмотрено резервирование электропитания по напряжению 24 В. Для этого применяется модуль UPS и аккумуляторная батарея.

Согласующее реле. В качестве согласующих реле ТС предлагается использовать соединительные реле с одним перекидным контактом на 230 В производства фирмы SIEMENS. На реле имеется индикации нагрузки (светодиод).

GPS-приемник. Для синхронизации времени предлагается использовать GPS-приемник, входящий в состав системы SINAUT ST7.

Комплект GPS-приемника включает в себя:

- модуль GPS-приемника;

- наружную GPS антенну;

- BNS адаптер для подключения антенного кабеля GPS к кабелю адаптера приемника сигналов точного времени.

Текстовый дисплей. В качестве строкового дисплея монтируемого в шкаф УСД небольших объектов водоканала предлагается использовать текстовый дисплей TD 17 производства фирмы Siemens. Ниже представлены некоторые характеристики строкового дисплея TD17:

а) текстовые дисплеи для отображения и хранения сообщений;

б) для использования непосредственно на установке или в диспетчерской;

в) жидкокристаллический экран с подсветкой и светодиодами:

1) 4-строчный, 20 символов на строке; высота символа 11 мм;

2) 8-строчный, 40 символов на строке; высота символа 6 мм;

г) 7 системных клавиш.

Текстовый дисплей TD17 на базе технологии OP7/OP17:

а) жидкокристаллический экран с подсветкой и светодиодами:

1) 4-строчный, 20 символов на строке; высота символа 11 мм;

2) 8-строчный, 40 символов на строке; высота символа 6 мм;

б) 7 системных клавиш;

в) металлически-усиленная пластиковая конструкция с мембранной передней частью;

г) передняя часть устойчива к различным маслам, грязи и стандартным моющим средствам;

д) глубина крепления 47 мм;

е) электронный плавкий предохранитель.

Функции сообщений текстовой панели TD 17:

- вставка до 8 значений процесса в сообщение;

- операционный и системный буфер сообщений;

- прокрутка в списке сообщений;

- определение приоритетов сообщений;

- дата и время в сообщениях [8, 9].