» » » Модульная промышленная система контроля WatchDog pro

Модульная промышленная система контроля WatchDog pro

Автоматизация промышленных предприятий требует обеспечения должного уровня функциональности и надежности средств мониторинга и управления оборудованием отдельного цеха или всего предприятия. Широкое внедрение во всех областях промышленности приобретают средства автоматизации, построенные по модульному принципу. Такой подход к построению позволяет на этапах планирования и установки оптимально подобрать состав модулей для решения конкретной задачи, а впоследствии модифицировать его при расширении или изменении требований к системе. Очевидно, что не только отсутствует необходимость платить за неиспользуемые компоненты, но и появляется возможность строить локальные и распределенные системы мониторинга и контроля (например, когда один набор модулей системы контролирует технологическое оборудование одного цеха, другой — другого и т. д.).

К примеру, новая модульная промышленно-совместимая система контроля WatchDog pro обладает классическими функциями реле контроля и времени с коммуникационными возможностями сетей передачи данных, SMS и e-mail. Централизованное управление системой одним управляющим модулем с интеллектуальными возможностями, позволяет создавать сложные решения по контролю и автоматизации. Система решает те задачи, где до сих пор нельзя было обойтись без программируемых логических контроллеров.

Благодаря поддержке всех применяемых в промышленности сетевых протоколов (Profibus, Modbus, DeviceNet, CANopen, Interbus, ControlNet и др.) можно включить WatchDog pro в более сложную систему программируемых логических контроллеров. При необходимости можно рассредоточить систему WatchDog pro, т. е. разместить ее отдельные модули, например в разных распределительных шкафах.

Ядром системы WatchDog pro (рис. 1), управляющим ее работой является центральный модуль, в котором сохраняется и выполняется определяемая пользователем программа. Режим работы центрального модуля задается с помощью поворотного переключателя, расположенного непосредственно на модуле.

Модуль оснащен 4 цифровыми входами для управляющих сигналов (24…230 В AC, 48…63 Гц, 24…100 В DC) и 2 релейными выходами, а также имеет коммуникационный порт RS232 для связи с персональным компьютером.

Информацию о текущем состоянии работы системы (произошедшие ошибки, режим работы, состояние входов/выходов, обмен данными и регистрация данных) предоставляют расположенные на модуле светодиоды.

Для управления и настройки WatchDog pro, соединенной с персональным компьютером локально или через сети Internet и Ethernet, предназначено специальное программное обеспечение. Рабочие параметры и измеренные значения считываются в режиме реального времени с центрального модуля и отображаются на экране монитора. Поддержка средой программирования режима имитации позволяет задать виртуальные значения входных параметров и промоделировать последующую реакцию системы на внесенные изменения.

Отметим, что когда нет возможности поддерживать постоянную связь между системой и компьютером диспетчера, поставляется вариант центрального модуля с поддержкой карты памяти MultiMediaCard (MMC) для записи контролируемой и системной информации, ведения журнала событий, и поддержкой GSM модема для отправки SMS сообщений о сбоях на сотовый телефон.

Для решения системой WatchDog pro конкретной задачи, пользователь подключает к центральному модулю необходимые измерительные модули, типы и назначение которых рассмотрим ниже.

Модуль измерения напряжения в однофазных цепях позволяет регистрировать напряжение постоянного или переменного токов частоты 16,6-400 Гц. Диапазон измеряемых напряжений составляет 30 В, 60 В, 300 В и 60 мВ, 150 мВ, 10 В, что позволяет снимать сигнал с измерительного шунта. У данного модуля, как и у всех последующих, питание осуществляется от локального интерфейса 24 В DC, а передача измеряемого значения происходит по стандартной шине RS485.

Модуль измерения напряжения в трехфазных сетях (3-х и 4-х проводных) позволяет измерять фазное (до 300 В) и линейное (до 520 В) напряжение, а также осуществляет контроль за чередованием фаз, несимметрией трехфазной системы напряжений и обрывом фаз.

С помощью модулей измерения тока в однофазных цепях с верхними пределами измерения от 20 мА до 10 А регистрируется постоянный и переменный ток частоты 16,6-400 Гц. Диапазон измеряемых токов можно существенно расширить, используя трансформаторы тока. Модуль измерения тока в трехфазных сетях обычно применяется с трансформаторами тока с номинальным током вторичной обмотки 5 А.

Очевидно, что с помощью модулей для измерения тока и напряжения в однофазных цепях можно контролировать практически любую физическую величину посредством соответствующих датчиков, преобразовывающих измеряемую величину в стандартный сигнал тока или напряжения. Все измеряющие модули также имеют выход, через который стандартные сигналы можно передавать на сторонние устройства, например, на щитовые аналоговые электроизмерительные приборы.

Выполнять учет активной мощности, потребленной однофазными или симметричными трехфазными нагрузками позволяет модуль измерения активной мощности. Без трансформатора тока возможно прямое измерение активной мощности до 2,4 кВт, верхний предел которой устанавливается на центральном модуле. Использование трансформатора тока позволяет расширить диапазон измерений до 4,8 кВт. Параллельно с измерением активной мощности, в первом фазном проводе регистрируется значение тока. Измерение активной мощности позволяет делать выводы о рабочем режиме двигателя — от простоя до перегрузки.

Для измерения температуры предназначен модуль для подключения датчика РТ100 и модуль с 4 импульсными выходами для подключения широко применяемых для контроля нагрева обмоток электродвигателей, термисторных датчиков РТС с определением короткого замыкания в цепи терморезистора. С этим модулем WatchDog pro может работать как термисторное реле защиты двигателя в случае, если его перегрев обусловлен не перегрузкой по току, а повышенной окружающей температурой или недостаточным охлаждением.

Для реализации сложных схем автоматизированного управления технологическими процессами, включая пуски, плановые и аварийные остановки электрооборудования, поставляются модули цифровых входов и релейных выходов с переключающими контактами.

Поскольку все функциональные модули DC-изолированы друг от друга, различные узлы оборудования можно контролировать с помощью одной и той же системы.

Корпуса всех модулей изготовлены из самозатухающего пластика и имеют степень защиты IP20. WatchDog pro работоспособна при окружающей температуре -25…+55 С и влажности 85%, а благодаря высокому выдерживаемому импульсному напряжению (3 категория перенапряжений), большим изоляционным расстояниям, значениям длины пути токов утечки и стойкостью к электромагнитным помехам, система может функционировать в жестких промышленных условиях.

Благодаря модульному принципу WatchDog pro может решать множество задач во всевозможных отраслях промышленности, типичными областями применения являются: водоснабжение, отведение сточных вод, электроснабжение, обогрев, вентиляция и кондиционирование воздуха, а также контроль машин и оборудования малой и средней мощности. Там, где необходимо масштабировать систему для решения большого числа задач, WatchDog pro вне конкуренции. Например, универсальные контроллеры двигателей различных производителей обеспечивают полноценный контроль и управление только одним двигателем. Но отсутствие модульного принципа не допускает дальнейшее расширение и поэтому для контроля уже двух или более двигателей, необходима настройка и подключение к программируемому логическому контроллеру, непосредственно силами пользователя.

Рассмотрим, как практически используется WatchDog pro на примере рефрижераторного контейнера, используемого для транспортирования и хранения грузов, требующих соблюдения определенного температурного режима.

С помощью WatchDog pro легко обеспечить контроль за работой размещаемого в торце контейнера рефрижераторного агрегата, который поддерживает в автоматическом режиме внутри контейнера заданную температуру. Контролируются характеристики трехфазной низковольтной электрической сети, от которой он питается, скорость вращения вентиляторов принудительного охлаждения компрессоров и испарителей, а также состояние дверей контейнера (открыты/закрыты).

С помощью датчиков температуры РТ100 контролируется распределение по объему контейнера температуры потока воздуха, подаваемого внутрь контейнера из рефрижераторного агрегата (в соответствии с направлением синих стрелок на рис. 2). Для полноты данных о соблюдении требуемых условий хранения груза необходимы показания датчиков влажности.

Модуль измерения напряжения в трехфазных сетях контролирует параметры электропитания рефконтейнера, а измерение потребленной активной мощности позволяет делать выводы о текущем рабочем режиме рефрижераторного агрегата.

До и после транспортирования, рефконтейнер определенное время находится на складе, в этом случае контроль параметров и управление системой WatchDog pro осуществляется с персонального компьютера, расположенного непосредственно на территории склада. При транспортировке по дороге, в случае возникновения определенных ситуаций, посредством GSM-модема оперативно отправляется SMS-сообщение, например, на сотовый телефон в кабину водителя.

В заключение отметим, что функциональные возможности новой системы WatchDog pro позволяют уже в одном распределительном щите получить компактное решение тех задач, для которых возможностей отдельных реле контроля и времени недостаточно, а использование программируемых логических контроллеров и дорогостоящих централизованных систем управления процессами неоправданно.

Совмещая в себе все необходимые функции контроля тока, напряжения, чередования фаз, обрыва фаз, активной мощности и температуры, напрямую работая с физическими величинами и сигналами от всевозможных датчиков, новая модульная система контроля WatchDog pro, представленная австрийской компанией TELE, не имеет аналогов и полностью соответствует требованиям, предъявляемым к системам промышленной автоматизации.

Рис. 1. Собранная модульная система контроля WatchDog pro

Рис. 2. Структурная схема использования WatchDog pro для мониторинга объекта