Структура системы передачи данных по электрической сети в автоматизированной системе управления технологическими процессами

Структура системы передачи данных по электрической сети в АСУ ТП

Линия электропередачи (PLC) использует существующую инфраструктуру линии электропередачи для цели коммуникации. В то время как в большинстве последних достижений обсуждали PLC для высоко скоростных передач, таких как доступ в Интернет и мультимедийной связи обслуживающие относительно небольшое количество пользователей, в этой статье рассматривающие PLC как стимул для АСУТПсистем.

В настоящее время системы класса АСУТП (Автоматизированная система управления технологическими процессами) являются весьма эффективной технологией автоматизированного управления динамическими системами во многих отраслях промышленности. Современные АСУТПсистемы имеют схожие возможности и принципы функционирования, которые позволяют решить типовые задачи, такие как: диспетчерский мониторинг и сбор данных о протекании технологического процесса, управление при наличии четких алгоритмов и полной формализованной модели объекта управления.

Основными элементами любой системы АСУТП являются удаленный процесс, полевые устройства, удаленные терминалы (обычно называемые RTU’s), центральный узел АСУТП и консоли направление (обычно называемые основной блок терминала или MTU), и коммуникационные маршруты, рис. 1.

Рис. 1. Структурные компоненты АСУТПсистем

АСУТП имеют, как правило, два-три уровня управления, могут работать как в автоматизированном, так и автоматическом режимах управления.

В современных АСУТП реализуется принцип распределенного управления на базе программируемых управляющих устройств (контроллеров, компьютеров), связанных между собой промышленными шинами (коммуникационными средствами).

Структура АСУТП, поясняющая принцип распределенного управления, представлена на рис. 2.

Рис. 2. Структурная схема АСУТП

MTU — главный терминал (УК — управляющий компьютер);

CS — коммуникационная система (система связи между программируемыми устройствами);

RTU — удаленный терминал;

K1, K2… Кn — программируемые контроллеры;

ЦР — цифровой регулятор;

Д — датчик;

ИУ — исполнительное устройство;

ИД, ИП — интеллектуальные датчики и приводы;

TOУ — технологический объект управления;

O1, O2… Оn — технологические участки (звенья) объекта управления.

RTU (Remote Terminal Unit) — это удаленный терминал, осуществляющий обработку задачи в режиме реального времени. Спектр воплощения RTU широк — от примитивных датчиков, осуществляющих съем информации с объекта, до специализированных многопроцессорных отказоустойчивых вычислительных комплексов, осуществляющих обработку информации и управление в режиме жесткого реального времени. Его реализация определяется конкретной областью применения.

MTU (Mater Terminal Unit) — это диспетчерский пункт управления, который осуществляет обработку данных и управление высокого уровня, как правило, в режиме мягкого реального времени. Одна из основных функций MTU — обеспечение интерфейса между человеком-оператором и системой.

CS (Communication System) — это коммуникационная система (каналы связи), необходимая для передачи данных с удаленных объектов на центральный интерфейс операторадиспетчера и передачи сигналов управления на RTU.

Среда передачи — это физический путь между передатчиком и приемником в сети связи. Средства передачи, используемые для АСУТП — систем, включают связи линии электропередачи.

Технология Power line communications (PLC) позволяет, используя уже существующую электрическую проводку здания, построить компьютерную сеть с доступом в Интернет, установить систему видеонаблюдения, провести автоматизацию предприятия или дома. Сетевые устройства стандарта HomePlug используют для передачи данных по электросети.