Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

В настоящее время стала очень актуальна проблема разработки, проектирования и создания «умных» зданий. Умные здания помогают более эффективнее и экономичнее использовать энергетические ресурсы (газ, электроэнергия), воду. Интеллектуальные здания делают нашу жизнь комфортнее, безопаснее, потому что сейчас иметь умный дом - это престижно.

Автоматика «умного» дома выполняет множество разнообразных функций, таких как управление освещением, отоплением, водоснабжением, вентиляцией и климатом, управление системой безопасности и сигнализации, управление системой визуализированного и удаленного управления. В последнее время становятся популярными, так называемые, «Мультирумы» - системы распределения видео- и аудиосигнала по помещению, которые управляются с одно дистанционного пульта. Это только часть функций, которые может выполнять «умный» дом, функциональность его ограничивается только фантазией разработчиков и финансовыми возможностями заказчика, в общем, «умный» дом - дорогое удовольствие и далеко не каждый может позволить себе жить в таком доме.

В дипломном проекте разрабатывается учебно-демонстрационный стенд «Система автоматического управления инженерными системами помещения», который демонстрирует часть функциональности «умного» дома, а именно: управление освещением, защитой бытовых электробытовых приборов, системой безопасности, а также осуществляет мониторинг параметров окружающей среды (освещенность, температура, влажность).

Стенд дает возможность управления либо непосредственно с панели управления, либо с виртуальной консоли программы визуализации.

По условию задания, учебно-демонстрационный стенд проектируется на основе промышленного контроллера на основе модуля CPU BECKHOFF BC9120.

При проектировании стенда решались следующие задачи:

Техническая - проектирование структурной и принципиальной электрической схемы стенда, разработка конструкции и компоновки стенда, подбор необходимой элементной базы, расчет потребления электрической энергии, расчет надежности и разработка управляющей программы для контроллера, а также отладка и тестировании работы программы.

Экономическая - расчет стоимости стенда, составление временного плана-графика работ.

Основой данного стенда является контроллер, который представляет собой ЭВМ специализированную под задачи управления промышленными объектами. Блочно модульная конструкция позволят создавать систему управления для конкретного объекта с минимальными затратами. Данная конструкция позволяет иметь в своем составе необходимые резервы аппаратных и программных средств, что в дальнейшем позволит при необходимости произвести модернизацию стенда. Также такая конструкция с помощью дополнительных модулей расширения позволяет создать распределенную систему с расстоянием между контроллерами или устройствами сопряжения до 100м и общей протяженностью до 2км, что немаловажно как для разработки большого интеллектуального здания, так и вообще любой распределенной автоматической системы. Контроллер состоит из: центрального процессора, который является основой всего устройства, для программирования CPU используется специализированное программное обеспечение BECKHOFF TwinCAT; для связи котроллера с управляемыми объектами в его состав входят входные и выходные модули. Входные модулю служат для принятия сигналов от управляемого объекта, в дипломном проекте применяется два вида входных модулей - аналоговые и дискретные. Аналоговые служат для принятия сигналов в виде ток 4-20мА, 0-20мА или напряжения 0-10В от аналоговых датчиков и ввода их в контроллер с 16-ти битным разрешением, в программе аналоговый сигнал - двоичное слово заданной длины. Дискретные модули получают сигналы с оборудования (датчики, кнопки и т.д.) в виде напряжения 24U DC - «1» или «0» - OV или 12U DC - «1» или «0» - OV. Сигналы входного модуля для рабочей программы являются отдельными битами имеющими определённый адрес. Выходные модули дискретных сигналов предназначены для выдачи на исполнительные устройства соответствующих напряжений для их работы согласно рабочей программы.

В данном диплом проекте использовались 3 вида выходных модулей. Дискретные выходные модули служат для выдачи напряжения 24 DC на ток 30мА на канал. Релейные выходы служат для подключения служат для непосредственного подключения устройств с большим потреблением энергии, так как могут коммутировать напряжение ~230В с током 16А. Выходные модули диммеры предназначены для плавного регулирования мощности подаваемой на устройство, преобразует 12-ти битную программную переменную в мощность выдаваемую на выходе. Сигналы для выходных модулей в программе адресуются аналогично сигналам с входных модулей (более подробное описание модуля CPU, входных/выходных модулей, и блоков питания см. в разделе 3. Выбор элементарной базы системы управления).

1. Технико-экономическое обоснование темы

Учебно-демонстрационный стенд «Система автоматического управления инженерными системами помещения» создается по нескольким причинам. Во-первых, в связи появлением на российском рынке новых промышленных контроллеров, а, следовательно, и новых программных продуктов для их программирования возникла потребность в обучении квалифицированных специалистов для работы с новыми контроллерами и новыми программами. Во-вторых, в связи с возрастающей актуальностью «умных» домов и интеллектуальных зданий.

Разработка учебно-демонстрационного стенда преследует несколько целей:

· Повысить уровень и качество образования;

· Научить студентов работать с промышленными контроллерами BECKHOFF, а также с программным обеспечением для их программирования TwinCAT;

· Помочь освоить языки программирования стандарта МЭК 61131-3;

· Продемонстрировать возможности контроллеров и работу автоматики в действии;

· Привлечь и заинтересовать студентов в процессе обучения.

Тщательный подбор элементарной база и выбор блочно-модульного контроллера в качестве основы стенда позволит создать его с необходимым программно-аппаратным запасом и за минимальные финансовые вложения.

2. Выбор элементной базы системы управления

2.1 Выбор входных модулей

На стенде будут находиться следующие органы управления:

· трехпозиционный переключатель с фиксацией положения, предназначен для выбора ламп, регулируемых по мощности;

· кнопка без фиксации «Ярче»;

· кнопка без фиксации «Темнее»;

· двухпозиционный переключатель с фиксацией положения, предназначен для включения\отключения лампы 1;

· двухпозиционный переключатель с фиксацией положения, предназначен для включения\отключения лампы 2;

· двухпозиционный переключатель с фиксацией положения, предназначен для включения\отключения индикации отсутствия напряжения на «розетка 1»;

· двухпозиционный переключатель с фиксацией положения, предназначен для включения\отключения индикации отсутствия напряжения на «розетка 2»;

· двухпозиционный переключатель с фиксацией положения, предназначен для выбора режима работы стенда;

· двухпозиционный переключатель с фиксацией положения, предназначен для эмуляции срабатывания «датчика протечки воды».

Исходя из задания на проект, на стенде должны быть следующие датчики:

дискретные - датчики движения (2 штуки), герконы на имитациях двери и окна;

аналоговые - датчики освещенности, температуры, влажности

(Подробнее датчики описаны в разделе 3.4 Выбор датчиков)

Для подключения датчиков потребуется еще 4 дискретных и 3 аналоговых входных каналов.

Таким образом, общее количество входных дискретных каналов 14 и 3 аналоговых.

Фирма BECKHOFF производит 2-, 4-, 8-, 16- и 32-канальные дискретные входные модули, для стенда применим 2 8-ми канальных дискретных модуля KL1408, так как они обеспечат всю необходимую функциональность и оптимальны по стоимости и доступности на российском рынке, среди остальных аналогичных модулей этой же фирмы. Дополнительно остается 2 дискретных входных канала для возможной будущей модернизации стенда.

Описание и характеристики модуля KL1408

Рисунок 3.1.1 - Общий вид, схема подключения и подключение модуля KL1408

KL1408 8-канальный модуль ввода дискретных сигналов 24 В постоянного тока

Модуль ввода KL1408 (положительной полярности) регистрирует двоичные управляющие сигналы уровня обработки и передает их в электрически изолированной форме на устройство автоматизации более высокого уровня. Состояние восьми контактов модуля отображается при помощи светодиодов. Монтируемые в шкафах управления эти модули особенно удобны для использования в условиях ограниченного пространства. Контакты питания обеспечивают сквозной контур. Опорное напряжение для всех входов модулей KL1408 составляет 0 В.

Технические характеристики KL1408

Число входов: 8

Номинальное напряжение: 24 В постоянного тока (-15 % /+20 %)

Сигнальное напряжение «0»: -3... 5 В (IEC 61131-2, тип 1)

Сигнальное напряжение«1»: 11…30 В (IEC 61131-2, тип 1)

Сигнальный ток «0»: 0…1,5 мА

Сигнальный ток «1»: 2,0…2,5 мА

Входной фильтр: 3,0 мс

Входной ток: 3 мА ( IEC 61131-2, тип 1)

Потребление тока шины: K-bus 5 мА

Электрическая изоляция: 500 В rms (K-bus /напряжение сети)

Ширина бита в образе процесса: 8 входов

Конфигурирование: Не выполняется

Вес: 55 г

Температура при эксплуатации/хранении: 0°C ... +55°C/-25°C ... +85°C

Относительная влажность: 95 %, без конденсации

Класс защиты / позиции при монтаже: IP 20 / разные

Блочное соединение: Со всеми модулями KSxxxx Bus Terminals

Для ввода аналоговых сигналов, фирма BECKHOFF производит 1-, 2-, 4-, 8-канальные аналоговые входные модули, для стенда по той же причине применим 4-х канальный модуль аналогового ввода KL3454, 1 вход которого оставим в резерве.

Описание и характеристики модуля KL3454



Рисунок 3.1.2 - Общий вид, схема подключения и подключение модуля KL3454

Аналоговый модуль ввода-вывода KL3454 обрабатывает сигналы в диапазоне от 4 до 20 мА. Аналоговые токовые сигналы дискретизируются с разрешением 12 бит и передаются в электрически изолированной форме к автоматическим устройствам более высокого уровня. В модуле KL3454 четыре входа имеют двухпроводной вид и общий земляной потенциал. Для обеспечения возможности подключения двухпроводных датчиков без использования вспомогательного напряжения на контакт питания модуля подается напряжение 24В. Использование технологии однопроводной связи обеспечивает подключение многоканальной системы датчиков при минимальном необходимом пространстве. Контакты питания модуля KL3454 являются проходными. Земляной потенциал для всех входов соответствует 0В контакта питания. Информация о состояние модуля передается на контроллер по шине K-bus. Светодиодные индикаторы «run» сигнализируют о процессе обмена данными с шинным соединителем, индикаторы «error» -- о перегрузке или обрыве линии.

Технические данные KL3454

Кол-во вводов: 4

Питание: через K-bus

Сигнал : 4…20 мA

Внутреннее сопротивление: < 85 Ом

Разрешение: 12 бит

Время преобразования: ~ 2 мс

Погрешность измерений: < ±0.3 % (от предельного значения шкалы )

Допустимое импульсное напряжение: 30 В постоянного тока

Электрическая изоляция : 500 В rms (K-bus/напряжение сигнала)

Потребление тока шины K-bus: 85 мA

Битовая ширина в образе процесса: ввод: 4 x 16 бит данных (4 x 8 бит управления/статуса, по выбору)

Конфигурирование: не выполняется

Вес 75 г

Температура при эксплуатации/хранении: 0…+55 °C/-25…+85 °C

Относительная влажность: 95 %, без конденсации

Вибрационная/ударная стойкость: соответствует требованиям EN 60068-2-6/EN 60068-2-27/29

Электромагнитная совместимость: соответствует требованиям EN 61000-6-2/EN 61000-6-4

Класс защиты/позиции при монтаже: IP 20

Блочное соединение: со всеми модулями KSxxxx Bus Terminals

Общий ток потребляемый 2 модулями KL1408 при всех логических единицах составляет и 16х0,25мА = 40мА, общий потребляемый ток 1 модулем KL3454 при максимальных входных сигналах составляет 4х20мА =80мА, итого в общем 120мА.

Потребление тока от шины K-bus 2 модулей KL1408составит 2х5мА=10мА, а 1 модуля KL3454 равно 85мА, следовательно всего потребление тока от шины K-bus составит 95мА

В адресном пространстве контроллера (для области периферии) дискретные входы занимают адреса с IX0.0-IX1.7 (IX1.3 и IX1.7 входы - резервные дискретные входы), аналоговые - IW2.0-IW2.2 (IW2.3 - резервный аналоговый вход)

(Подробней адресация будет рассмотрена в разделе 5.3.Описание языка программирования)

3.2 Выбор выходных модулей

Согласно заданию на проект, учебно-демонстрационный стенда должен выводить следующую индикацию:

· индикация срабатывания геркона “окна”;

· индикация срабатывания геркона “двери”;

· индикация включения запорного “электроклапана”

· индикация срабатывания “датчика протечки воды”;

· индикация режима работы стенда “норма\охрана”;

· индикация “тревоги”;

· управлять включением/выключением ламп 1 и 2 ~220В (освещение “комнаты 2-го этажа”), а так же управлять включением/выключением розеток 1 и 2 ~220В;

· осуществлять плавное регулирование мощности ламп 3 и 4 (освещение “комнаты 1-го этажа”) ~220В;

Фирма BECKHOFF производит несколько видов дискретных входных модулей, но так как необходимо выводить индикацию 6 объектов и для индикации в стенде будут использоваться лампы 24В Ш22 XB5AVB3-4, ток потребляемый которыми составит 0,02мАх6 = 0,12А, исходя из этого, выберем 8-канальный модуль дискретных выходных сигналов KL2408 24В постоянного тока.

Описание и характеристики модуля KL2408

Модуль KL2408 (положительное переключение) обеспечивает электрически изолированную передачу управляющих сигналов с устройств автоматизации на исполнительные устройства на уровне процесса. Модуль KL2408 защищен от смены полярности напряжения. Ток нагрузки проходит через выходы, защищенные от перегрузки и короткого замыкания. Модуль имеет восемь каналов с индикаторами, показывающими состояние сигналов. Эти компактные модули хорошо приспособлены для использования в шкафах управления.

Рисунок 3.2.1 - Общий вид, схема подключения и подключение модуля KL2408

Технология соединения особенно удобна для несимметричных входов. Все компоненты используют ту же опорную точку, что и KL2408. Контакты питания имеют контур сквозного пропускания. В модели KL2408 для вывода сигналов используется контакт питания 24 В.

Технические характеристики KL2408

Количество выходов: 8

Номинальное напряжение: 24 В пост.тока (-15 %/+20 %)

Тип нагрузки: омическая, индуктивная, ламповая

Максимальный выходной ток (на канал): 0,5 A (защита от КЗ), общий ток 3A

Потребляемый тока от шины K-bus: типично 18 mA

Потребление тока от напряжения нагрузки: типично 60 mA

Защита от смены полярности: есть

Электрическая изоляция: 500 В rms (K-bus/напряжение сети)

Ширина бита в образе процесса: 8 выводов

Конфигурирование: Не используется

Вес: около 70 г.

Температура при эксплуатации/хранении 0 …+55 °C/-25… +85 °C

Относительная влажность: 95 %, без конденсации

Стойкость к вибрации/сотрясению: соответствует EN 60068-2-6/EN 60068-2-27/29

Стойкость к ЭМ импульсам / ЭС: соответствует EN 61000-6-2 (EN 50082)/EN 61000-6-4 (EN 50081)

Класс защиты/позиции при монтаже: IP 20

Для управления включением/выключением ламп ~220В и для управления включением/выключением розеток (на стенде выполнена симуляция розеток лампами ~220В) необходимо использовать релейные выходные модули. Фирма BECKHOFF производит 2 типа таких модулей - KL2604 и KL2614. Модуль KL2614 допускает как ручное включение/выключение каждого реле, так и автоматическое, а модуль KL2404 - только автоматическое. В стенде будем использовать более простой и дешевый 4-канальный релейный выходной модуль KM2604

Описание и характеристики модуля KL2604

Модуль KM2604 имеет 4 сменных силовых реле. Благодаря высокой коммутационной способности - 16А, 230В переменного тока - модуль позволяет напрямую подключать устройства с большим потреблением энергии. Расположенные сверху реле легко заменяемы.

Технические характеристики KM2604

Количество выходов: 4 переключаемых контакта



Рисунок 3.2.2 - Общий вид KM2604

Номинальное переключающее напряжение: 250 В и 30 переменного тока

Номинальный ток коммутации: 16 A

Минимальная нагрузка коммутации: 5 мА (10 В постояного тока)

Электрическая изоляция: 1.5 кВrms (K-bus/напряжение в сети); номинальный выброс напряжения 2.5 кВ, категория перенапряжения III

Потребление тока через K-bus: 15 мА

Потребление тока при постоянном напряжении 24 В: 50 мА на каждое активное реле

Ширина битов в образе процесса: 4 выхода

Количество механических коммутационных циклов (мин): 5 x 106

Количество электрических коммутационных циклов (мин):1 x 106 (1 A переменного тока/250 В постоянного тока)

Габариты (ШхВхГ): 99 x 100 x 62 мм

Конфигурирование: без установки адреса, без конфигурирования

Вес: около250 г

Температура эксплуатации/хранения: 0…+55°C/-25…+85°C

Относительная влажность: 95 %, без конденсации

Устойчивость к вибрации/ударам: согласно нормам EN 60068-2-6/EN 60068-2-27/29

ЭМС защищенность/излучение: согласно нормам EN 61000-6-2/EN 61000-6-4

Класс защиты/расположение при монтаже: IP 20/любое

Дополнительные принадлежности:

ZB2601 реле, 230 В переменного тока, 16 A, катушка 24 В, запасная часть для KM2604

Для плавного изменения мощности ламп ~220В используем 2 выходных модуля диммирования KL2751

Описание и характеристики модуля KL2751

Рисунок 3.2.3 - Общий вид, схема подключения и контактная схема модуля KL2751

Модуль диммирования KL2751 разработан для непосредственного подключения различных осветительных приборов. Модуль предназначен для управления и контроля типовыми нагрузками: лампами накаливания, индуктивными и электронными балластами. Тип нагрузки определяется автоматически. По получаемым с верхнего уровня автоматизации данным по желаемой степени освещенности модуль KL2751 вычисляет соответствующий угол регулировки фазы. Выход модуля имеет защиту от КЗ и перегрузки. Модуль KL2751 может управляться посредством других шин.

Технические характеристики KL2751

Напряжение сети: 230 В AC

Номинальная мощность: 300 ВА (Вт)

Номинальный ток: максимально 1.35 A

Тип нагрузки: омическая, индуктивная или емкостная, автоматическое определение

Тип управления: Импульсно-фазовое регулирование

Разрешение: 1 %

Электрическая изоляция: 500 Вэфф (K-Bus/напряжение шины), 3.750 В AC (1 мин.)

Ток утечки: < 1 мА (состояние выкл.)

Потребление тока через шину K-Bus: 65 мА

Размер образа: Выход: 1 x 16-бит-данных (1 x 8-бит-контроль/статус опционально)

Вес: примерно 60 г

Температура эксплуатации/хранения: 0…+55 °C/-25…+85 °C

Относительная влажность: 95 %, без конденсации

Устойчивость к вибрациям / ударам : соответствует EN 60068-2-6/ EN 60068-2-27/29

ЭМС устойчивость/излучение: соответствует EN 61000-6-2/EN 61000-6-4

Класс защиты/расположение при монтаже: IP 20произвольное

Штекерное соединение: у всех модулей KSxxxx

Общий ток потребляемый от напряжения нагрузки 1 модулем KL2408 составляет 120мА, 1 модулем KL2604 на каждое активное реле составляет 50мА, то есть всего 4х50мА = 200мА. Всего потребляемый ток от напряжения нагрузки всеми выходными модулями составляет 320мА.

Потребление тока через шину K-Bus 1 модулем KL2408 составляет 18мА, модулем KL2604 15мА, 2 модулями KL2751 2х0,65мА = 130мА. Всего потребление тока через шину K-Bus составляет 163мА

В адресном пространстве контроллера (для области периферии) дискретные выходы занимают адреса с QX3.0-QIX3.7 (QX1.3 и QX1.7 входы - резервные дискретные входы), релейные выходы - QX 4.0- QX4.3, выходы диммирования - QW5.4 и QW6.4 (Подробней адресация будет рассмотрена в разделе 5.3.Описание языка программирования)

3.3 Выбор процессора

Выбор модуля CPU будем производить исходя из технического задания и выбранных входных и выходных модулей, и, учитывая то, что конфигурирование контроллера будет осуществляется при помощи компьютера через протокол Ethernet. Так же необходимо учесть, что блок CPU должен иметь запас по максимальному уровню входного тока потребляемого всеми модулями от шины K-Bus, который для выбранных модулей составляет 163мА+95мА=258мА, то есть модуль CPU должен иметь максимально допустимый уровень входного тока не менее чем 258мА. Должен быть достаточный объем памяти для хранения программы. Всем вышеперечисленным критериям удовлетворяет модуль CPU BC9120

Шинный контроллер Bus Terminal Controller BC9120 представляет собой интерфейсный модуль Bus Coupler со встроенной функцией программируемого логического контроллера (ПЛК) и имеет интерфейс промышленной шины для подключения по сети Ethernet. Благодаря расширению K-bus контроллеры серии «Economy plus» допускают подключение до 255 модулей ввода/вывода к каждому устройству.

Рисунок 3.3.1 - Общий вид модуля CPU BC9120

Контроллеры серии ВC имеют больший объем памяти и дополнительные интерфейсы для интеграции с периферийными устройствами. Модель BC9120 оснащена дополнительным портом RJ 45. Оба Ethernet-порта функционируют как 2-канальные коммутаторы. Таким образом, для станций ввода/вывода вместо классической топологии «звезда» можно использовать линейную топологию. Во многих случаях это способствует значительному сокращению монтажных работ и снижению затрат на кабели. Максимальное расстояние между контроллерами/устройствами сопряжения составляет 100 м. В схеме каскадного включения возможно использование до 20 контроллеров BC9120, что позволяет увеличить длину линии связи до 2 км.

Благодаря расширению K-bus возможно подключение до 255 модулей ввода/вывода.

Программирование шинного контроллера производится с помощью программных средств TwinCAT, соответствующих требованиям IEC 61131-3. Для загрузки программы в ПЛК используется конфигурационный/программный интерфейс BC9120. Если для программирования используются программные средства TwinCAT, загрузка может быть проведена также через Ethernet.

По умолчанию входы и выходы подключенных модулей ввода/вывода предназначены для подсоединения к мини-ПЛК.

Каждый модуль может быть сконфигурирован таким образом, чтобы происходил прямой обмен данными через промышленную шину с автоматизированными устройствами более высокого уровня.

Характеристики ПЛК BC912 Ethernet TCP/IP :

Программирование: с использованием TwinCAT программного интерфейса или Ethernet

Программная память: 128 килобайт

Память для данных: 128 килобайт

Остаточные данные: 2 килобайта

Энергонезависимые данные: 1 килобайт

Система выполнения программы: 1 задание ПЛК

Время цикла ПЛК: approx. 1 ms for 1,000 instructions (without I/O cycle, K-bus)

Языки программирования: IEC 61131-3 (IL, LD, FBD, SFC, ST)

Технические данные BC9120

Количество модулей ввода-вывода: 64 (255 с K-bus расширением)

Максимальное количество байт в образе процесса: 2048 байт (вход) и 2048 байт (выход)

Цифровые периферийные сигналы: 2040 входов/выходов

Аналоговые периферийные сигналы: 512 входов/выходов

Протокол: TwinCAT ADS, Modbus TCP

Конфигурирование: С помощью KS2000 или Ethernet

Скорость передачи данных: 10/100 Mбод, автоматическое определение скорости передачи

Шинный интерфейс:2 x RJ 45 (2-канальный переключатель)

Питание: 24 В постоянного тока (-15 %/+20 %)

Уровень входного тока: 70 мА + (общий ток шины K-bus)/4, 500 мА максимум..

Начальный ток: 2,5 x постоянный ток

Рекомендуемый предохранитель: ? 10 A

Ток питания шины K-bus: 1,750 мA

Контакты питания: 24 В постоянного тока, максимум./10 A, максимум

Электрическая изоляция: 500 Вrms (контакт питания/напряжение питания/промышленная шина)

Температура при эксплуатации/хранении: 0…+55 °C/-25…+85 °C

Класс защиты/позиции при монтаже: IP 20

Рисунок 3.3.2 - Компоновка контроллера на основе модуля CPU BC9120

Каждый ряд модулей должен быть справа «терминирован» оконечным модулем KL9010 (либо другими типами модулей-заглушек).

Модуль заглушка (терминирующий модуль) KL9010 требуется для того, чтобы осуществлялся обмен данными между контроллером и модулями ввода-вывода. Никаких других функций кроме замыкания внутренней шины модуль не осуществляет.

3.4 Выбор датчиков

Датчики выбираются согласно техническому заданию и следующим критериям:

- наличие унифицированных выходных сигналов 4-20мА

- доступная цена

- компактные размеры

Датчик освещенности должен быть пригоден для применения при атмосферных условиях, то есть иметь водонепроницаемый прочный корпус, защищающий исполнительные элементы от всех видов атмосферного воздействия, так как размещение датчика предполагается вне помещения.

Для детектировании движения выбран извещатель охранный объемный оптико-электронный ИО 409-22 «Астра-9» ЗАО НТЦ "ТЕКО"

Описание, принцип работы, характеристики «Астра-9»

Рисунок 3.4.1 - общий вид

Извещатель предназначен для обнаружения проникновения в охраняемое пространство закрытого помещения и формирования извещения о тревоге путем размыкания выходных контактов сигнального реле. Электропитание извещателя осуществляется от любого источника постоянного тока с номинальным напряжением 12 В с амплитудой пульсации не более 0,1 В.

Принцип действия основан на регистрации изменений потока теплового излучения, возникающих при пересечении человеком зоны обнаружения, которая состоит из чувствительных зон. Каждая чувствительная зона состоит из двух элементарных чувствительных зон (рисунок 3.4.2).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 3.4.2 - принцип работы

Извещатель предназначен для обнаружения проникновения в охраняемое пространство закрытого помещения и формирования извещения о тревоге путем размыкания выходных контактов сигнального реле. Электропитание извещателя осуществляется от любого источника постоянного тока с номинальным напряжением 12 В с амплитудой пульсации не более 0,1 В.

Технические характеристики

Технические параметры оптического канала

Дальность обнаружения проникновения, м, не менее:

- в нижнем положении платы 10

- в верхнем положении платы 7

Размеры зоны обнаружения при угле обзора в горизонтальной плоскости 90^о,м:

- в нижнем положении платы 10Ч10

- в верхнем положении платы 7Ч7

Диапазон обнаруживаемых скоростей перемещения, м/с от 0,3 до 3,0

Устойчивость к внешней засветке, лк, не менее 6500

Рекомендуемая высота установки, м от 2,4 до 2,5

Общие технические параметры

Напряжение питания, В от 8 до 15

Ток потребления в дежурном режиме и в режиме «Тревога», мА, не более 12

Допустимый ток через контакты реле, А, не более 0,08

Допустимое напряжение на контактах реле, В, не более 100

Сопротивление цепи, включаемой в шлейф сигнализации, в дежурном состоянии, Ом, не более 8

Габаритные размеры, мм, не более 75Ч58Ч46

Масса, кг не более 0,065

Условия эксплуатации

Диапазон температур, °С - 30 до …+ 50

Относительная влажность воздуха, % 95 при + 35 °С, без конденсации влаги

Герконы для стенда выбраны следующие: Извещатели охранные точечные магнитоконтактные ИО 102-29 "ЭСТЕТ"

Технические характеристики:

Коммутируемый ток: от 0,001 до 0,5А

Коммутируемое напряжение: от 0,02 до 72В

(макс. коммутируемая мощность не более 10Вт)

Габаритные размеры:

датчика 40х13х10

магнита 40х13х10

Масса не более:

датчика 0,01 кг

магнита 0,015 кг

Диапазон температур: от -40°С до +50°С

Относительная влажность: 98% при 35°С

Сопротивление замкнутых контактов: не более 0,5 Ом

Рисунок 3.4.3 Чертеж ИО 102-29 "ЭСТЕТ"

По устойчивости к механическим воздействиям исполнение извещателей рассчитано для категории размещения 03 по ОСТ 251099-83, по устойчивости к климатическим воздействиям исполнение извещателей рассчитано для категории размещения 02 по ОСТ 25 1099-83.Степень защиты оболочки соответствует исполнению IP20 по ГОСТ 14254-96.

Для определения освещенности выбраны датчики видимого света серии ОС100М фирмы Agrosensor

Датчики освещенности серии ОС100М являются конструктивно законченными изделиями и предназначены для контроля уровня освещенности в области спектра видимого света. Датчики ориентированы для применения в растениеводстве как в условиях закрытого, так и открытого грунта. Конструкция датчиков является полностью устойчивой к конденсации влаги, что позволяет без ограничений использовать датчик в помещениях с высокой влажностью, а также в условиях открытой атмосферы. В конструкции датчика использован приборный поликарбонатный корпус со встроенным сферическим фторопластовым рассеивателем, обеспечивающим косинусную коррекцию. Датчики также могут использоваться в составе различных систем управления освещением при автоматизации зданий, в агропромышленности и других отраслях

Рисунок 3.4.4 - Общий вид датчика видимого света серии ОС100М фирмы Agrosensor

Общие данные:

1. Напряжение источника питания для датчиков с выходом 4-20мА: 30В ? Uпит ? 9В + 0,02А х Rн, где Rн - сопротивление нагрузки токовой петли

2. Потребляемая мощность: не более 0,6Вт

3. Допустимая длина кабеля для датчиков с выходом 4-20мА: до 500 метров с 2-х проводной схемой подключения

4. Время выхода на рабочий режим после подачи напряжения питания: 500мс

Функциональные данные канала измерения:

1. Стандартные диапазоны измерения: 0…1000 Лк, 0…10000 Лк, 0…50000 Лк

2. Погрешность измерений при 20єС: ±4% от диапазона измерения

3. Спектральная характеристика: от 420 до 675 нм

4. Температурная зависимость: не более 0,1% на 1єС

5. Постоянная времени по уровню 0,9: менее 100мс

6. Долговременная стабильность: уход не более ±1% в течение года

7. Линейный выходной сигнал по току: 4-20мА

8. Средняя наработка на отказ (MTBF): более 5 лет

Условия окружающей среды:

Температура при эксплуатации: -40…+65єС

1. Влажность при эксплуатации: 0…100% отн. влажности

2. Температура при хранении и транспортировании: -40…+50єС

3. Влажность при хранении и транспортировании: ? 95% отн. влажности

Для определения температуры воздуха выбраны датчики серии ТА100 фирмы Agrosensor

Рисунок 3.4.5 - Общий вид датчика температуры воздуха ТА100М фирмы Agrosensor

Датчики температуры воздуха серии ТА100 ориентированы для применения в системах климат-контроля теплиц, камер проращивания, грибных ферм, а также в составе систем автоматизации в различных отраслях промышленности при размещении внутри помещений. Отличительной особенностью датчиков серии ТА100 является конструктивное исполнение выносного измерительного зонда с открытым платиновым термоэлементом Pt100 с низкой термической массой, вследствие чего датчики имеют минимальное значение показателя тепловой инерции, недостижимое для датчиков с герметичным термозондом. У выбранного датчика ТА100М термозонд располагается на боковой стороне корпуса и имеет укороченную длину - 40мм.

Общие данные:

1. Напряжение источника питания для датчиков с выходом 4-20 мА: 30В ? Uпит ? 9В + 0,02А х Rн, где Rн - сопротивление нагрузки

2. Потребляемая мощность: не более 0,6Вт

3. Допустимая длина кабеля для датчиков с выходом 4-20 мА: до 500 метров с 2-х проводной схемой подключения

Функциональные данные канала измерения температуры:

1. Стандартный диапазон преобразования: 0…+50єС

2. Точность измерений: ±0,3єС / ±0,6% от текущего значения, что больше

3. Стабильность измерений: уход не более ± 0,15 С в течении 5 лет

4. Показатель тепловой инерции: прибл. 10сек в неподвижном воздухе

5. Линейный выходной сигнал по току: 4-20мА ? 0…+50єС

Условия окружающей среды:

1. Температура окружающей среды при эксплуатации: -15…+60єС

2. Влажность при эксплуатации 0…100% отн. влажности без конденсации влаги

3. Температура при хранении и транспортировании: -10…+50єС

4. Влажность при хранении и транспортировании: ? 95% отн. Влажности

Для определения влажности воздуха выбраны датчики серии ТА100 фирмы Agrosensor

Датчики относительной влажности серии ВА100М, ВА101, ВА102 ориентированы для применения в системах климат-контроля теплиц, а также в составе различных систем автоматизации в агропромышленности и смежных отраслях.

Рисунок 3.4.6 - Общий вид датчика влажности воздуха ВА100М фирмы Agrosensor

Датчики могут применяться в качестве показывающих (для индикации параметров влажности), контрольных (для регулирования влажности) или предельных (ограничение контролируемого параметра) датчиков. У выбранного датчика ТА100М зонд располагается на боковой стороне корпуса и имеет укороченную длину - 40мм. Датчик предназначен для применения совместно с защитным корпусом шевронного типа при размещении датчика вне помещений или в теплицах в условиях распыления воды

Общие данные:

1. Напряжение источника питания для датчиков с выходом 4-20 мА: 30В ? Uпит ? 9В + 0,02А х Rн, где Rн - сопротивление нагрузки

2. Потребляемая мощность: не более 0,6Вт

3. Допустимая длина кабеля для датчиков с выходом 4-20 мА: до 500 метров с 2-х проводной схемой подключения

Функциональные данные канала измерения влажности:

1. Диапазон измерения: 0 …100% отн. влажности

2. Точность измерений при 25єС: ±3,5% отн. влажности

3. Температурная зависимость: ? 0,14% отн. влажности на 1єС

4. Постоянная времени по уровню 0,9: прибл. 20сек в подвижном воздухе

5. Допустимая скорость воздуха: 20 м/сек

6. Линейный выходной сигнал по току: 4-20мА ? 0…100% отн. влажности

Условия окружающей среды:

1. Температура окружающей среды при эксплуатации: -15…+60єС

2. Влажность при эксплуатации 0…100% отн. влажности без конденсации влаги

3. Температура при хранении и транспортировании: -10…+50єС

4. Влажность при хранении и транспортировании: ? 95% отн. Влажности

3.5 Выбор источника питания

Исходя из технических характеристик входных/выходных модулей, модуля CPU и датчиков приведенных выше, понадобится 2 блока питания с питающим напряжением 24В - для модулей входных/выходных модулей, модуля CPU, датчиков освещенности, влажности, температуры и 12В - для питания датчиков движения или один универсальный блок питания.

Проведем расчет номинальной мощности блока питания 24В

Входные модули в сумме потребляют 0,120Ах24В = 4,8 Вт

Выходные - 0,320Ах24В = 7,7 Вт

Модуль CPU потребляет 42 Вт для питания шины K-bus и 12 Вт для собственного питания.

Итого примерно 91 Вт, дополнительно необходимо учесть запас мощности для последующей модернизации стенда и добавления дополнительных модулей и датчиков, так как имеются резервные входы и выходы.

Учитывая, что КПД блока питания 85% выберем следующий:

Импульсный блок питания ABL8REM24050 фирмы Schneider Electric

Номинальное входное напряжение: 100-240 В переменного тока. Номинальное выходное напряжение: 24 В постоянного тока. Диапазон регулировки выходного напряжения: 24-28,8 В постоянного тока. Номинальный ток нагрузки: 5 А.

Номинальная мощность: 120 Вт.

Габаритный размер: 54Ч120Ч120 мм.

Способ крепления: DIN-рейка.

Рисунок 3.5.1 - Вид блока питания ABL8REM24050 фирмы Schneider Electric

Проведем расчет номинальной мощности блока питания 12В

2 датчиками движения потребляется мощность 2х0,012Ах12В = 0,288 Вт, но также необходимо учесть запас мощности для дальнейшей модернизации.

Для питания датчиков выберем аналогичный блок питания:

Импульсный блок питания ABL 7RM1202 фирмы Schneider Electric

Номинальное входное напряжение: 100-240 В переменного тока. Номинальное выходное напряжение: 12 В постоянного тока. Диапазон регулировки выходного напряжения: 12-12,4 В постоянного тока. Номинальный ток нагрузки: 1,9 А.

Номинальная мощность: 45 Вт.

Габаритный размер: 54Ч120Ч120 мм.

Способ крепления: DIN-рейка.

4. Разработка принципиальной схемы САУ инженерными системами помещения (ИСП)

Для разработки принципиальной электрической схемы, исходя из задания и выбранной элементной базы, составим структурную схему стенда, которая будет иметь вид, показанный на рисунке 4.1

Рисунок 4.1 - Структурная схема стенда

Для разработки принципиальной схемы САУ ИСП и последующего описания работы САУ ИСП введем следующие обозначения:

X1 - разъём для шнура питания (220В) (в программе не используется);

QF1 - автоматический выключатель, предназначен для защиты автоматики стенда от бросков тока и короткого замыкания (в программе не используется);

S1 - двухпозиционный переключатель с фиксацией положения, предназначен для включения\отключения питания стенда (в программе не используется);

SQ1, SQ2 - датчики движения;

SQ3 - геркон на имитации окна;

SQ4 - геркон на имитации двери;

SQ5 - датчик освещенности;

SQ6 - датчик температуры;

SQ7 - датчик влажности;

HL1 - индикация включения стенда;

HL2 - индикация включения запорного «электроклапана»;

HL3 - индикация срабатывания геркона «окна»;

HL4 - индикация срабатывания геркона «двери»;

HL5 - индикация срабатывания «датчика протечки воды»;

HL6 - индикация режима работы стенда “норма\охрана”;

HL7 - индикация «тревоги»;

HL8 - лампа 1 (освещение «комнаты 2-го этажа»);

HL9 - лампа 2 (освещение «комнаты 2-го этажа»);

HL10 - индикация напряжения на «розетка 1»;

HL11 - индикация напряжения на «розетка 2»;

HL12 - лампа 3 (освещение «комнаты 1-го этажа»);

HL13 - лампа 4 (освещение «комнаты 1-го этажа»);

SA1 - трехпозиционный переключатель с фиксацией положения, предназначен для выбора ламп, регулируемых по мощности (HL12, HL12+HL13,HL13);

SB1 - кнопка без фиксации «Ярче» (регулируется яркость ламп, выпранных переключателем SA1);

SB2 - кнопка без фиксации «Темнее» (регулируется яркость ламп, выпранных переключателем SA1);

SA2 - двухпозиционный переключатель с фиксацией положения, предназначен для включения\отключения лампы 1 (HL8);

SA3 - двухпозиционный переключатель с фиксацией положения, предназначен для включения\отключения лампы 2 (HL9);

SA4 - двухпозиционный переключатель с фиксацией положения, предназначен для включения\отключения индикации напряжения на «розетка 1» (HL10);

SA5 - двухпозиционный переключатель с фиксацией положения, предназначен для включения\отключения индикации напряжения на «розетка 2» (HL11);

SA6 - двухпозиционный переключатель с фиксацией положения, предназначен для выбора режима работы стенда;

SA7 - двухпозиционный переключатель с фиксацией положения, предназначен для эмуляции срабатывания «датчика протечки воды»;

Схема предназначена для управления инженерными системами помещения: освещением - лампами 1,2 (лампы 2го этажа, HL8, HL9 - лампы на основе светодиодов ~220В), лампами 3,4 (лампы 1го этажа, HL12, HL13 - лампы накаливания ~220В);защитой бытовых приборов - управление розетками 1,2 (представлены на стенде в виде индикаторов HL10 и HL11 - лампы ~220В), и электроклапаном (выполнен в виде индикатора HL2); системой безопасности - индикатор HL6 «Тревога », - в зависимости от входных сигналов с герконов SQ3, SQ4, входных сигналов с датчиков движения SQ1,SQ2, датчика освещенности SQ5, управляющих кнопок SB1, SB2 и переключателей SA1, SA2, SA3, режима работы стенда переключатель «Норма/Охрана» SA6, сигнала с эмулятора датчика протечки SA7, и заложенной программы в контроллер.

Схема обеспечивает мониторинг дополнительных параметров окружающей среды: температуры и влажности (датчики SQ6 и SQ7 соответственно) и выводит следующую индикацию:

HL1 - индикация включения стенда,

HL3 - индикация срабатывания геркона «окна»,

HL4 - индикация срабатывания геркона «двери»,

HL5 - индикация срабатывания «датчика протечки воды»,

HL6 - индикация режима работы стенда «норма\охрана».

Стенд включается переключателем S1 при этом напряжение ~220В подается на БП1 и БП2 где оно выпрямляется и преобразуется в 24В и 12В постоянного тока соответственно, и на лампу HL1«Сеть», которая встроена в переключатель S1 и выступает в роли индикатора работы стенда.. Далее с БП1 напряжение подается на модуль CPU BC9120 для питания собственных схем модуля (+24В на Up, 0В на GNDp), а также для питания шины передачи данных K-bus (+24В на Us, 0В на GNDs). БП1 имеет защитное заземление. Так как входные модули KL1408 положительной полярности, то подаем +24В от БП1 на питание герконов SQ3 и SQ4 (нормально разомкнутые p-n-p типа), на кнопки SB1 «Ярче» и SB2 «Темнее», на трехпозиционный переключатель выбора ламп SA1 (лампы 3 и 4),на переключатели управления лампами SA1 и SA2 (лампы 1 и 2), на переключатели управления розетками SA4 и SA5, на переключатель режимов работы стенда «Норма/Охрана» SA6 и на переключатель SA7 - эмулятор датчика протечки.

К первому модулю KL1408 подключаются герконы SQ3, SQ4 - входы модуля I3,I4 соответственно, кнопки SB1, SB2 - I5,I6 соответственно, трехпозиционный переключатель SA1 - I7, I8. Ко второму модулю KL1408 подключаются переключатели SA2-SA7 - входы модуля I1-I6, оставшиеся входы I7,I8 - резерв.

Также напряжение +24В от БП1 идет на питание датчиков SQ5 (датчик освещенности), SQ6 (датчик температуры), SQ7 (датчик влажности) - датчики p-n-p типа, которые подключаются к входам I1-I3 модуля ввода аналоговых сигналов KL3454, вход I4 остается резервным.

При срабатывании герконов, при нажатии на кнопки, или при изменении положения переключателей на соответствующие входы подается напряжение +24В, что ответствует логической единице, при отсутствии сигналов, или уровне напряжения -3..+5В контролер воспринимает логический ноль.

БП2 выдает напряжение 12В, которое идет на питание нормально замкнутых датчиков движения SQ1 и SQ2 p-n-p типа, которые формируют извещения размыканием выходных цепей оптоэлектронных реле, которые соединены с входами первого модуля KL1408 I1 и I2. При срабатывании датчиков движения на соответствующие входы подается напряжение +12В, что ответствует логической единице, при отсутствии сигналов, или уровне напряжения -3..+5В контролер воспринимает логический ноль.

От БП1 24В подается на питание выходного релейного модуля, который коммутирует ~220В при получении управляющего сигнала от контроллера для питания ламп 1 (HL8) и 2 (HL9), а также для питания розеток 1 и 2 (HL10, HL11)

Напряжение ~220В напрямую подается на модули диммирования KL2751 для питания лампы 3 (HL12) и. 4 (HL13) Модули KL2751 осуществляют импульсно-фазовое регулирование напряжения на своих выходах, тем самым регулируя яркость ламп 3 и 4. Оба модуля KL2751 заземлены.

Схема снабжена автоматическим выключателем QF1 для защиты автоматики стенда от бросков тока и КЗ.

управление контроллер программирование стенд

5. Разработка программы управления САУ инженерными системами помещения

В настоящее время разводка входных и выходных сигналов производится децентрализованно к устройствам, подключенным напрямую к промышленной шине и централизованно к программируемым логическим контроллерам. Нередко используются специфичные устройства с фиксированной конфигурацией сигналов входов/выходов, что приводит к необходимости применения целых групп однотипных устройств.

Этот дорогостоящий способ сбора сигналов требует дополнительных затрат на материалы, монтаж, проектирование и документацию, особенно при дальнейшей модификации или расширении системы, ложась дополнительным бременем на плечи обслуживающего персонала.

Система ввода-вывода BECKHOFF, состоящая из электронных модулей, является открытой и построенной на концепции независимой периферии от промышленной шины. Головным ведущим электронным модульным блоком является шинный контроллер с интерфейсом промышленной шины.

Контроллер промышленной шины позволяет подключать до 64 функциональных модулей обработки любых видов сигналов. Модули, работающие с различными напряжениями, могут настраиваться, полностью заменяя использование механических блоков. Таким образом. уровни входных и выходных сигналов настраиваются так же, как на электронных модулях, независимо от типа промышленной шины.

Стандарт для автоматизации

Модули ввода-вывода BECKHOFF обеспечивают экономичную организацию коммутационных шкафов и клеммных коробок. 4-х проводная технология подключения позволяет подключать все наиболее распространенные датчики и исполнительные механизмы, использующие различные виды сигналов без использования дополнительной коммутационной техники. Благодаря этому значительно снижаются затраты на создание систем управления, обеспечивается экономия места, материалов, рабочего времени и денежных средств. Модули ввода-вывода BECKHOFF успешно применяются в системах промышленной автоматизации. Малый вес и размер, а также легкость установки и подключения делают модули BECKHOFF незаменимыми при построении „нижнего уровня“ автоматизации.

Управление каналами ввода-вывода осуществляется по „промышленной шине“ через интерфейсный модуль Bus coupler, который выбирается по типу шины, в соответствии с необходимыми требованиями. Модули ввода-вывода BECKHOFF задействованы и успешно опробированы при автоматизации промышленных процессов в самых различных отраслях. Использование технологии распределенного ввода-вывода BECKHOFF при проектировании, конструировании, кабельной разводке, пуско-наладке и эксплуатации промышленных систем экономически выгодно.

5.1 Структура контроллера на основе BC9120

Котроллеры на основе блока CPU BC9120, в принципе как и на основе любого другого блока CPU фирмы BECKHOFF, построены по модульному принципу. Что это значит?

„Станция“ состоит из базового контроллера промышленной шины (Bus Coupler) и до 64 модулей ввода-вывода. Модуль расширения K-bus позволяет подключать до 255 модулей ввода-вывода к одному контроллеру.

Модули стыкуются один за другим, в произвольной последовательности, образуя прочную наборную конструкцию. Электрический контакт осуществляется соединением до щелчка без дальнейших манипуляций. При этом каждый модуль может заменяться по отдельности. Установка на стандартную DIN-рейку позволяет надежно фиксировать модули относительно друг-друга. Наряду с горизонтальной установкой допускаются любые другие способы установки.

Клеммная панель со светодиодными индикаторами статуса и съемные поля для нанесения текста обеспечивают четкую идентификацию. Трехпроводная технология, дополняемая защитным соединением, позволяет напрямую соединять кабелем датчики и исполнительные механизмы.

Контроллеры промышленных шин BECKHOFF поддерживают такие протоколы как Lightbus, PROFIBUS DP/FMS, Interbus, CANopen, DeviceNet, ControlNet, Modbus, Fipio, SERCOS interface, RS232, RS485, Ethernet TCP/IP и USB. Модуль ввода-вывода может быть представлен мастер устройством промышленной шины. Как правило это чрезвычайно целесообразно для интегрирования подсистем в систему более высокого уровня. Мастер устройства доступны для следующих шин: AS-Interface, EIB, LON, DALI, e-drive, LIN и EnOcean.

Свободный набор любых сигналов

Благодаря широкому ассортименту, включающему более 150 различных модулей ввода/вывода, BECKHOFF является всеобъемлящей системой ввода-вывода на рынке автоматизации. С помощью компонентов системы модулей ввода-вывода пользователь может свободно выбирать комбинацию сигналов для каждой станции, избегая избыточности каналов. Дискретные модули выполнены в виде 2-х, 4-х и 8-канальных устройств. Стандартные аналоговые входы сигналов ± 10 В, 0 … 10 В, 0 … 20 мА и 4 … 20 мА располагаются в стандартном корпусе в 1-, 2-, 4- и 8-канальном варианте. В стандартном корпусе модуля шириной всего 12 мм сверхкомпактно сосредоточены входы и выходы аналоговых сигналов. Благодаря этому достигается высокая плотность системы, позволяющая экономично использовать занимаемое пространство. Для всех используемых в АСУ форм цифровых и аналоговых сигналов, токов и напряжений со стандартным уровнем сигнала, а также для сигналов PT100 и термоэлементов имеются соответствующие модули. Через клеммные модули с последовательным интерфейсом RC232 C, RS485 или 20 мА TTY можно подключать различные «интеллектуальные» приборы.

5.2 Структура среды программирования

Программа контроллера была разработана в специализированной программной среде TwinCAT фирмы BECKHOFF.

Пакет программного обеспечения BECKHOFF TwinCAT превращает любой совместимый ПК в мультизадачную PLC- систему управления в режиме реального времени. TwinCAT является единой программной средой для все контроллеров BECKHOFF: от высокопроизводительных промышленных ПК до встроенных ПЛК. TwinCAT заменяет привычные ПЛК контроллеры предоставляя:

· открытое, ПК совместимое аппаратное обеспечение

· Интеграция программного обеспечения ПЛК (IEC 61131-3) в среду Windows NT/2000/XP NT/XP Embedded, CE

· среды программирование и runtime могут устанавливаться на одном ПК или раздельно

· сопряжение со всеми наиболее популярными промышленными шинами и интерфейсами ПК

· сопряжение данных с пользовательскими интерфейсами и другими программами с использованием открытых стандартов Мicrosoft (OPC, OCX, DLL и т.д.)

Архитектура TwinCAT

TwinCAT состоит из следующих основных подсистем:

System Сontrol - система управления лицензией и выбора с чем работать (где находится целевая платформа);

System Manager - основная часть - конфигурирует систему, распределяет переменные по каналам ввода-вывода, готовит платформу для программирования. PLC Control - собственно система программирования;

Scope View - система диагностики;

Remote Manager - система удаленного управления.

Все приложения Windows, например, программы визуализации пакета Office, могут обращаться к данным TwinCAT с помощью интерфейсов Microsoft или выдавать команды.

TwinCAT PLC работает под ОС Windows NT/2000/XP, включая в себя среду программной разработки и систему выполнения задач, не требуя дополнительных программных инструментов. Для операционных систем Windows CE и встроенных операционных систем программируемых контроллеров серий BX и BC доступен только TwinCAT PLC в режиме run-time. Изменение программ производится посредством взаимодействия через шинную коммуникацию с системой выполнения программ. Программирование осуществляется:

· локально

· через TCP/IP

· через промышленные шины (BXxxxx и BCxxxx).

Среда программирования TwinCAT базируется на системе программирования CoDeSys компании 3S-Smart Software Solutions.

5.3 Описание языка программирования

CoDeSys -- универсальный инструмент разработки прикладных программ для программируемых логических контроллеров на языках стандарта IEC 61131-3. Данный инструмент производится и распространяется основанной в 1994 году фирмой 3S-Smart Software Solutions (Кемптен, Германия). Название CoDeSys является акронимом от Controller Development System. Версия 1.0 была выпущена в 1994 году. Среда программирования CoDeSys распространяется без лицензии и может быть без ограничений установлена на нескольких рабочих местах.

CoDeSys один из мощнейших инструментов IEC 61131-3 программирования контроллеров доступных для операционной системы Windows. Он полноценно поддерживает все пять стандартных языков программирования. CoDeSys непосредственно способен генерировать машинный код для большинства широко распространенных процессоров. CoDeSys объединяет мощь высококлассных инструментов программирования для языков высокого уровня, таких как C или Паскаль с простотой работы и практической функциональностью ПЛК систем программирования. Все компоненты CoDeSys качественно документированы и имеют встроенную систему помощи. Документация доступна на Немецком, Английском, Французском и Русском языках.

CoDeSys обладает рядом особенностей, выделяющих его среди конкурирующих систем:

Быстрое внедрение

CoDeSys имеет готовые решения для большинства широко распространенных платформ. Простота настройки не отражается на быстродействии прикладных проектов, компилятор и система исполнения тщательно отработаны.