Структурные особенности ПТК на базе единой цифровой сети

Журнал “ИСУП” № 1(25)_2010

В статье рассматривается ПТК «Торнадо-N», разработку которого завершила компания «Модульные Системы Торнадо». Описывается технический функционал ПТК, обоснована возможность использования разработки для построения систем автоматизации больших объектов в теплоэнергетике.

Основой автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП) являются программно-технические комплексы (ПТК). ПТК включают в себя следующие основные элементы: контроллеры, серверы, рабочие станции и т. д. Эти элементы составляют разные уровни и подсистемы, при этом связь между элементами на каждом уровне организована, как правило, по-своему. Обмен данными между устройствами в различных подсистемах распределенной АСУ обычно происходит только через сети вышестоящего уровня или другие промежуточные элементы.

Сеть Ethernet уже давно и успешно применяется в качестве магистрали верхнего уровня ПТК. Использование ее также для соединения УСО с процессорными блоками контроллеров позволяет построить подлинно распределенную систему, в которой УСО и процессор не должны быть соединены в рамках одной конструктивной единицы. Прямое подключение устройств ввода/вывода в общесистемную магистраль Ethernet позволяет создать одноуровневую архитектуру, в которой контроллер как таковой перестает существовать в своем привычном виде.

Именно по такому принципу построен новый ПТК «Торнадо-N», разработку которого завершила компания «Модульные Системы Торнадо». ПТК «Торнадо-N» построен на основе моносетевой архитектуры и может быть использован для построения систем автоматизации больших объектов в теплоэнергетике.

Устройства обработки в структуре ПТК «Торнадо-N» образуют дублированную структуру: один компьютер является рабочим, второй – резервным. Каждый компьютер имеет четыре независимых интерфейса Ethernet: один только для взаимодействия с УСО, второй для связи с верхним уровнем ПТК, третий из них используются как дублирующий для опроса блоков УСО и связи с верхним уровнем ПТК, четвертый – для обмена данными между рабочим и резервным компьютерами (рис. 2). Компьютеры синхронизированы, переключение с рабочего на дублирующий происходит безударно. Время переключения конфигурируется.

Объединение единой цифровой сетью всех элементов системы – это подлинно инновационный подход к проектированию АСУТП, дающий разработчику новую степень свободы. В результате возникает система, в которой реализованы все достоинства шины Fast Ethernet: универсальность; высокая производительность; малое и предсказуемое время прохождения сигнала; адресность передачи информации; простота настройки.