sisteme de telecomanda 1 - curs 011 - dec 2011 - tipuri de control prin rtu
TRANSCRIPT
1/11/2012
1
Arhitectura unui sistemde telecomandăde telecomandă
Tipuri de control prin RTUCurs 11 / dec. 2011 / JE005
O simplă analogieCunoştinţeInformaţii
Date
TelemonitorizareTelesemnalizare
Imagineasistemului cunoscut Date privind
proprietăţile sistemului
Date
Evoluţiasistemuluicunoscut
Subiectulcunoscător
Telecomandă
1/11/2012
2
Un sistem de telecomandă simplu
Panou
Elemente indicatoare
Senzori / intrări
Panou
Teletransmisiide date
Elemente de comandă
Elemente de acţionare /
ieşiri
Un sistem de telecomandă simpluAvantaje:
Hardware foarte simplu;Dezavantaje:
Cantitatea de cabluri devine foarteHardware foarte simplu; nu există software.Senzorii şi elementele de acţionare sunt conectate direct la panou.Uşor de extins prin adăugarea de noi
Cantitatea de cabluri devine foarte mare.Sunt transmise date brute şi nu informaţii.Adăugarea de noi elemente devine foarte dificilă peste un anumit prag.Nu există stocare a datelor,
l fli tadăugarea de noi senzori cu indicatoare şi noi elemente de comandă cu elemente de acţionare
prelucrare ofline etc.Un operator trebuie să monitorizeze datele 24/24, 7/7.Nu se pot face simulări utilizând date reale.
1/11/2012
3
Un alt sistem de telecomandăPLC (programmable logic controller)DCS (distributed control systems)( y )
Protocol deIntrări / ieşiriProtocol de
comunicaţii
Automat programabil
ieşiri
Un alt sistem de telecomandăAvantaje:
Poate înregistra/stocaDezavantaje:
Nivelul de complexitate alPoate înregistra/stoca date.Datele pot fi accesate şi afişate în forma dorită de utilizatori.Capacitatea sistemului creşte foarte mult
Nivelul de complexitate al sistemului creşte foarte mult.Operatorii trebuie să posede aptitudini şi abilităţi mai complexe.Cantitatea de cabluri trebuie gestionată în continuare.O t ii t “ d ” dfoarte mult.
Flexibilitatea de utilizare a sistemului creşte foarte mult.
Operatorii pot “vedea” doar datele brute disponibile/stocate pe PLC/DCS.
1/11/2012
4
Un nou sistem de telecomandăIED (intelligent electronic device)Conţine: intrări, ieşiri, automat programabil, memorie, interfeţe de comunicaţiimemorie, interfeţe de comunicaţii
Protocol de comunicaţii
Senzor inteligent
Protocol de comunicaţii
Un nou sistem de telecomandăAvantaje: Dezavantaje:
Operatorul poate ajunge până la nivelul senzorului (IED).Cablarea este minimă.Toate elementele sunt plug-and-play.Spaţiul fizic ocupat de
Nivelul de complexitate al sistemului creşte foarte mult.Operatorii trebuie să posede aptitudini şi abilităţi mult mai complexe.Costul total al sistemului este mai mareSpaţiul fizic ocupat de
sistem se micşorează.mai mare.Sistemul este puternic dependent de comunicaţii.
1/11/2012
5
O arhitectură tipică
O altă arhitectură tipică
Echipamente centrale
Remote Terminal Unit
Echipamente distribuite
1/11/2012
6
O nouă arhitectură tipicăCamera
centrală de control
Camera centrală de control
operaţional control pentru mentenanţă
Camera localăde control
operaţional
Reţea de PLCReţea de RTU
Proces tehnic (de transport)
Elementele componente principale
Centru de comandă şi t l / ă t lăcontrol / cameră centrală
de control
Reţea de comunicaţii
E hi t RTU (R tEchipamente RTU (Remote Terminal Unit)
Proces tehnic (de transport)
1/11/2012
7
Interfeţe principaleInterfaţa om-maşină
Centru de comandă şiCentru de comandă şi control / cameră centrală de control
Interfeţe CCC-reţea de comunicaţii
Reţea de comunicaţiiInterfeţe RTU-reţea de ţ ţcomunicaţii
Echipamente RTU (Remote Terminal Unit)
Interfeţe de procesProces tehnic (de transport)
Fluxuri informaţionale generale
Telecomandă
Telemonitorizare
1/11/2012
8
Fluxuri informaţionale pentru control
Telemonitorizare
Telecomandă
Tipuri de control prin RTU
Control fără operator
Control local
Control cu operator
Control distant(Telecontrol)
1/11/2012
9
Conceptul de control industrial
Un proces industrial
1/11/2012
10
Controlul procesului industrial
Bucle de control
1/11/2012
11
Controlul PID
Un controller
1/11/2012
12
O reţea pentru control
SCADA şi PLC
1/11/2012
13
SCADA şi PLC
SCADASCADA
SupervisoryControlAndAndDataAcquisition
1/11/2012
14
Achiziţia de date – SAD
Structura generală – SAD
1/11/2012
15
Exemplu practic – SAD
Arhitectura generală SCADA
1/11/2012
16
Arhitectura software SCADA
Modelul OSI pe 7 nivele
1/11/2012
17
Construcţia unui mesaj
Transmisia informaţiei între nivele
1/11/2012
18
Comparaţie Modbus-DNP
Topologii DNP3
1/11/2012
19
DNP3Distributed Network Protocol
DNP3 – exemplu de secvenţă de comunicaţii cu confirmări
1/11/2012
20
Mesaje nesolicitate
Conceptul de Polling– comunicaţii de tip Master-Slave
Staţia master controlează comunicaţiile; protocolul estecomunicaţiile; protocolul este determinist şi complet controlabil;Staţiile slave nu pot iniţia comunicaţii; staţiile slave răspund la interogările emise de staţia master;Dacă o staţie slave nu răspunde într-un interval de timp prestabilit, t u te a de t p p estab t,staţia master reîncearcă de câteva ori să intre în contact cu aceasta; dacă există un eşec repetat, staţia slave este declarată ca defectă; ea va fi retestată la următoarea sesiune.
1/11/2012
21
Polling cu priorităţi diferiteStaţiile slave nu pot iniţia comunicaţii; dacă apare un ţ ; peveniment urgent, care necesită o procedură controlată de staţia master, aceasta va fi întârziată până la următoarea sesiune master-slave;Dacă staţiile slave au puţine date de transmis, protocolul este ineficient;Comunicaţiile slave-slave se pot realiza numai prin intermediul staţiei master;Se pot aranja priorităţi diferite de interogare a staţiilor slave.
Exemplu de RTU cu modem radio
1/11/2012
22
Peer to peerToate nodurile au aceeaşi importanţă; ele pot iniţia o sesiuneimportanţă; ele pot iniţia o sesiune de comunicaţii;Pentru a obţine controlul asupra mediului comun de comunicaţii, are loc o competiţie pentru acces (multiplu) la canal; ea se desfăşoară de regulă după CSMA/CD;Se transmit numai modificările de stare de la nivelul unui RTU, pentru creşterea eficienţei de utilizare a canalului de date.
CSMA/CD
1/11/2012
23
Colectarea datelorÎn practică se f lfoloseşte o metodă combinată: Polling + CSMA/CD (exception(exception reporting)
Exemplu pentru industria apei
1/11/2012
24
Exemplu pentru industria apei