Стойка приборная ТПТС55.2010

1. СТОЙКА ПРИБОРНАЯ

ТПТС55.2010

2. Назначение

ПС предназначена для применения в АСУ ТП в составе ПТК, относящихся к классам безопасности 2, 3 и 4 по ПНАЭ
Г-01-011-97 (ОПБ-88/97).
ПС ТПТС-НТ реализует заданные алгоритмы контроля и управления технологическим оборудованием энергоблока
(или другого объекта автоматизации).
ПС реализуют функции контроля и управления в объеме, определяемом типами СПМ, установленных в СВВ.
ПС осуществляют:
- измерение сигналов первичных преобразователей с унифицированным выходным сигналом (0…20 мА, 4…20 мА,
0…10 В, 2…10 В);
- измерение температуры с применением термопар и термометров сопротивления с номинальными
характеристиками по ГОСТ Р50 353-92, ГОСТ Р50 431-92, ГОСТ 6651-78;
- измерение частоты следования импульсов;
- измерение количества импульсов, поступивших за заданный интервал времени;
- выдача унифицированных аналоговых сигналов (0…20 мА, 4…20 мА, 0…10 В, 2…10 В);
- прием дискретных сигналов (простые контакты, перекидные контакты, контакты с контролем на обрыв и
замыкание, потенциальные сигналы с напряжением ±24 В);
- выдача дискретных сигналов с напряжением 24 В;
- индивидуальное управление исполнительными механизмами (насосами, включателями, запорными и
регулирующими арматурами, клапанами), управляемыми через коммутирующие устройства с применением проводных
связей (команды в виде дискретных или аналоговых сигналов, обратные связи – по дискретным или аналоговым входным
сигналам);
- индивидуальное управление интеллектуальными исполнительными механизмами и датчиками по шине RS485 с
протоколами MODBUS RTU, MODBUS ASCI;
- автоматическое регулирование по пропорциональному, пропорционально-интегральному и пропорциональноинтегрально-дифференциальному законам;
- поддержание единого времени в системе (в формате чч:мм:сс:мс, с обнулением счетчика каждые 24 часа);
- разрешение последовательности входных дискретных сигналов, различающихся по времени их появления более
чем на 1 мс;
- индикация состояния и управление объектами (исполнительными механизмами и алгоритмами) с помощью
традиционных средств;
- выдача сигналов и управление состоянием табло аварийной и предупредительной сигнализацией;
- алгоритмов автоматического и автоматизированного управления (технологические защиты, блокировки,
программы функционально-группового управления, автоматического ввода резерва и др.).

3. Состав, устройство

ПС представляет собой металлический шкаф, в котором размещены стандартные крейты формата 19”
СВВ, ПА, коммуникационное оборудование и другие необходимые элементы в соответствии с требованиями
проекта.
В зависимости от проектных требований и состава шкафы могут быть выполнены следующих
типоразмеров (ширина х глубина х высота), мм:
Н1000-21: 1000 х 400 х 2200 – ПС двухстороннего обслуживания с внутренним кроссированием, код
степени защиты по ГОСТ 14254-96 – IP20.
Н600-11: 600 х 300 х 2200 – ПС одностороннего обслуживания, код степени защиты по ГОСТ 14254-96 IP54;
Н600-21: 600 х 600 х 2200 – ПС двухстороннего , код степени защиты по ГОСТ 14254-96 – IP20;
В ПС на основе могут быть установлены следующие компоненты:
- СВВ с установленными ПМ;
- процессоры автоматизации (ПА);
- клеммные элементы, предназначенные для подключения кабелей связи с периферийными устройствами
(до 512 подключений на каждую СВВ);
- монитор с сенсорным экраном (на двери ПС), предназначенные для реализации функций местного
управления, и блок контроллера, обеспечивающий работу монитора с сенсорным экраном;
- резервированный БШС для связи с СВБУ;
- коммуникационное оборудование (коммутаторы), предназначенное для подключения компонентов стоек к
шинам EN и EN-L;
- автоматические выключатели 24 В для подачи и снятия питания на компоненты ПС;
- для ПС, питающихся от напряжения 220 В, - блок питания 220В, имеющий клеммники, автоматические
выключатели 220 В (обеспечивают защиту по току потребления) и источники вторичного электропитания
220 В/24 В
- жгуты, обеспечивающие электромонтаж в ПС;
- оптические кроссы, предназначенные для подключения многожильных волоконно-оптических кабелей
шин EN и EN-L;
- кабели Ethernet (витая пара и оптические кабели), предназначенные для подключения компонентов к
коммутаторам и соединения коммутаторов между собой;
- элементы индикации (сигнальные лампы), предназначенные для сигнализации ошибок, возникающих в
ПС.
При разработке проекта рекомендуется устанавливать до 12 ПМ в СВВ. Остальные свободные места
предназначены для возможного расширения функций в процессе проектирования и в процессе эксплуатации.

4.

Структурная схема ПС приведена на рисунке. На схеме условно не
показаны устройства системы питания для упрощения изображения
структурной схемы.
СПМ обеспечивают прием и выдачу сигналов, а также выполнение
базовых функций автоматизации.
Вся цифровая информация из СПМ собирается в интерфейсный
модуль (ИМ) СВВ и передается выше через локальную шину EN-L.
Информация, приходящая в СВВ по шине EN-L, распределяется теми же
ИМ по ПМ в соответствии с адресацией.
Связь ИМ и СПМ в пределах СВВ осуществляется по
последовательной шине ввода-вывода (ШВВ), имеющей радиальную
структуру, что обеспечивает высокую скорость обмена информацией.
ПС может иметь структуру полностью резервированную (СПМ, ИМ, ПА,
шины ввода-вывода, шины EN, EN-L), частично резервированную или
нерезервированную.
В резервированной ПС работа ПА, ИМ, СПМ осуществляется по
принципу горячего резерва с обеспечением связи "ведущий-ведомый".

5.

ПС с процессором автоматизации
ПС
Шина ввода-вывода
СПМ
СПМ
СПМ
ИМ
Шина ENL
Коммутатор
шины ENL
Шина ENL
Шина ENL
ПА
Шина EN
Коммутатор
шины EN
Шина EN
Интерфейс к технологическому процессу
Датчики и исполнительные элементы
техпроцесса
ПС с блоком шлюза сопряжения
ПС
Шина ввода-вывода
СПМ
СПМ
СПМ
Интерфейс к технологическому процессу
Датчики и исполнительные элементы
техпроцесса
ИМ
Шина ENL
Коммутатор
шины ENL
Шина ENL
БШС
Шина EN
К системе верхнего
блочного уровня

6. Компоновка ПС на основе шкафа Н1000-21

Вариант размещения компонентов ПС на основе шкафа Н1000-21 (ТПТС55.2010-ХХХ) приведен на
рисунке. Электропитание такой ПС осуществляется от СП напряжением постоянного тока 24 В.
Данная ПС имеет:
- четыре СВВ формата 6U;
- один ПА (или БШС) формата 3U;
- набор соединителей блоков SAE для подключения кабелей от датчиков и исполнительных механизмов
по технологии Maxi TERMI-POINT (провода сечением 0,5 мм2 кабелей цветной маркировкой жил КУППнг-(А)-HF
ТУ3561-411-00217053-2009) [вместо блоков SAE может быть установлен набор клеммников WAGO для
подключения кабелей с проводами сечением до 2,5 мм2 по традиционной технологии;
- коммутаторы, обеспечивающие обмен данными по шине EN-L;
- коммутаторы и оптические кроссы, обеспечивающие обмен данными по шине EN;
- набор автоматических выключателей для подключения электропитания к СВВ, ПА и коммутаторам.
Габаритные размены ПС по каркасу шкафа Н1000-21 (ширина х глубина х высота), мм:: 1000 х 400 х
2200. Это ПС двухстороннего обслуживания имеет напольное крепление на закладных элементах, код степени
защиты по ГОСТ 14254-96 – IP20.
Масса данной ПС – не более 350 кг, нагрузка на перекрытие, включая кабели, - не более 1000 кг/м2,
мощность рассеивания – не более 350 Вт.
ПС устойчива к электромагнитным воздействиям для оборудования III группы исполнения с критерием
функционирования А по ГОСТ Р 50746.
Данная ПС ориентирована на:
- применение в случае централизованного расположения аппаратуры комплекса в помещениях АСУ ТП с
традиционной кабельной прокладкой связей от технологического оборудования в это помещение;
- обеспечение максимального количества подключений датчиков технологических параметров и
исполнительных механизмов (количество внешних подключений через блоки SAE проводов сечением 0,5 мм2 до 2000, через клеммники WAGO проводов сечением до 2,5 мм2 – до 1500).

7.

ТПТС-НТ
ИМ
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
ВНИИА
ИМ
Блоки SAE
ИМ
ИМ
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
B
ПМ
ПМ
ПМ
А
ИМ
RS-L
ИМ
ИМ
ИМ
ПМ
RS-L
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
FM-C
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
PM
EN-C
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
RS-L
ПМ
ПМ
ПМ
FM-C
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
ПМ
RS-L
E
PM
ПА
EN-C
D
ПМ
ПМ
ПМ
C
ПМ
ПМ
СВВ
Оптические
кроссы
Кронштейн с
автоматическими
выключателями
W
Кронштейн с
коммутаторами
шин EN, EN-L
J
Оптические
кроссы
Пример размещения
компонентов ПС в шкафу
H1000-21

8.

Оптические
кроссы

9.

10.

В СВБУ
Шина
Ethernet
ПС
БШС
Шина EN
К другому
коммутат
ору шины
EN
Магистраль шины EN
Коммутатор шины EN
Магистраль шины EN
К другому
коммутатор
у шины EN
От других
ПА
ПА
Шина EN-L
Коммутатор шины EN-L
СВВ
СВВ
ИМ
От других
СВВ
ИМ
ПМ
.
.
.
ПМ
…
Шина ввода-вывода
Шина ввода-вывода
ПМ
ПМ
ПМ
.
.
.
ПМ
Структурная схема ПС ТПТС-НТ

11. Состав и устройство СВВ

В состав СВВ могут входить основные функциональные устройства:
а) до 16 СПМ, обеспечивающих прием и предварительную обработку входных
сигналов, и выдачу выходных сигналов;
б) один или два интерфейсных модуля (ИМ), предназначенных для организации
связи СПМ данного СВВ с ПА.
Номенклатура модулей СВВ приведена в таблице.
Количество и типы установленных модулей, необходимость частичного или
полного резервирования, а также их размещение определяются проектом.
Примечание – резервированные СПМ (основной и резервный) размещены в
соседних слотах: нечётном и чётном (первом и втором, третьем и четвертом и т.д.)
Предусмотрена возможность подключения СВВ к ПА по двум независимым
шинам EN-L. Неисправности, возникающие в одной шине, не приводят к
нарушению обмена по второй.
В СВВ предусмотрена возможность подключения каждого СПМ к двум
независимым ШВВ. Неисправность одного ПМ не должны приводить к нарушению
обмена с другими модулями.
Напряжение питания СВВ – от 19 В до 31 В (номинальное значение 24 В).
Структурная схема нерезервированной и резервированной СВВ приведена на
рисунке.
В резервированной СВВ питание всех модулей СВВ резервированное (2канальное) с внутренней диодной развязкой каналов на входе модуля. Питание
поступает в каждый модуль СВВ по двум каналам с кросс-платы СВВ (задней
панели) и защищено по току плавким предохранителем.

12.

Номенклатура модулей ПС ТПТС-НТ
Обозначение
Наименование
Применение
Назначение
Модуль интерфейсный в составе СВВ
ТПТС55.1302
Модуль интерфейсный
(ИМ)
СНЭ
ИМ обеспечивает:
- организацию связи СПМ данного СВВ с ПА;
- синхронизацию таймеров текущего времени в СПМ данного СВВ;
- выполнение оперативного программного самоконтроля и
диагностики;
- осуществление загрузки прикладных параметров в СПМ;
- обеспечение представления информации о неисправностях
интерфейсного модуля и подключенных к нему СПМ;
- обеспечение возможности имитации входных и выходных
сигналов подключенных к нему СПМ с использованием
диагностической станции, подключаемой по интерфейсу USB.
Модули СПМ в составе СВВ
ТПТС55.1661
Модуль ввода
унифицированных
сигналов тока
СНЭ
Модуль предназначен для:
- приёма унифицированных сигналов тока, преобразования их в
цифровой код, передачи его по шине ввода-вывода в интерфейсный
модуль;
- подачи напряжения питания на датчики параметров техпроцесса
ТПТС55.1662
Модуль ввода сигналов
термоэлектрических преобразователей и термометров сопротивления
СНЭ
Модуль предназначен для приёма сигналов термопар и термометров
сопротивления, а также унифицированных сигналов тока и
напряжения. Модуль преобразовывает принятые сигналы в
цифровой код и передает его по шине ввода-вывода в интерфейсный
модуль
ТПТС55.1663
Модуль вывода
унифицированных
аналоговых сигналов
СНЭ
Модуль предназначен для преобразования значений анало-говых
параметров, принимаемых модулем по шине ввода-вывода в
унифицированные выходные сигналы тока (от 0 до 20 мА, от 4 до 20
мА) или напряжения (от 0 до 10 В, от 2 до 10 В)

13.

Обозначение
Наименование
Применение
Назначение
ТПТС55.1671
Модуль вводавывода
дискретных
сигналов
СНЭ
Модуль предназначен для приёма сигналов от дискретных
датчиков с диагностикой цепей подключения на обрыв и
короткое замыкание, выдачи выходных напряжений с
диагностикой цепей подключения нагрузок на короткое
замыкание, и обмена данными по шине ввода-вывода с
интерфейсным модулем
ТПТС55.1672
Модуль ввода
импульсных
сигналов
СНЭ
Модуль предназначен для приёма импульсных сигналов, их
счёта, определения входной частоты и скорости её изменения,
передачи полученных значений по шине ввода-вывода в
интерфейсный модуль и подачи напряжения питания на
датчики – источники входных сигналов
ТПТС55.1681
Модуль
регулирования
СНЭ
Модуль предназначен для управления регулирующим
клапаном и регулирования по И-, ПИ-законам в импульсном
режиме работы и универсальному ПИД-закону в
непрерывном режиме работы
ТПТС55.1673
Модуль
индивидуального
управления
СНЭ
Модуль предназначен для управления исполнительными
механизмами: электродвигателем, электромагнитным
клапаном, запорной арматурой
ТПТС55.1674
Модуль контроля
СНЭ
Модуль предназначен для управления лампами и сбора
диагностических сигналов в приборной стойке (ПС)

14.

Продолжение таблицы – Номенклатура модулей ТПТС-НТ
Обозначение
Наименование
Применение
Назначение
Модули ПА
ТПТС55.1211
(FM-S)
Модуль
функциональноинтерфейсный
СНЭ
В проектно задаваемом варианте функционального исполнении –
Модуль центральный функциональный FM-C
Модуль FM-C обеспечивает обработку данных в соответствии с
заданными прикладными алгоритмами и прием/передачу данных
из/в СВВ по шине EN-L, обеспечивает управление резервированием
на шине EN-L
Центральный
модуль связи
(EN-C)
СНЭ
Модуль EN-C организует связи по шине EN с другими ПА и
шлюзами СВБУ, связь "ведущий-ведомый" при работе в
резервированном режиме, а также интерфейс USB для связи с
диагностической станцией
ТПТС55.1214-01
Модуль связи по
интерфейсу
RS485 (RS-L)
СНЭ
Модуль RS-L обеспечивает связь с интеллектуальным датчиком или
исполнительным механизмом
ТПТС55.1012
Модуль
питания и
индикации
(далее - МПИ)
СНЭ
Модуль обеспечивает:
-коммутация питания БПА,
-вывод оперативной информации на табло,
-связь модулей EMS и RSL с шиной USB,
- вывод суммарного сигнала неисправности БПА
Примечание –Модуль FM-S (ТПТС55.1211) в зависимости от проектного варианта аппаратной настройки может выполнять функции
либо функции модуля FM-C, либо функции модуля EN-S

15.

...
СВВ
ИМ2
к ПА
через
шину EN-L
...
ИМ2
ШВВ
ШВВ
к ПА
через
шину EN-L
ИМ1
ШВВ
...
СВВ
ПМ1
ПМ1
ПМ2
ПМ2
...
...
+24 В
+24 В
+24 В
ПМ16
...
...
От датчиков
и исполнительных механизмов
технологического процесса
а) нерезервированная СВВ
ПМ16
От датчиков
и исполнительных механизмов
технологического процесса
б) резервированная СВВ
- проводные связи с датчиками и исполнительными механизмами;
- цепи питания напряжением 24 В;
- ШВВ;
- шина EN-L.
Структурная схема СВВ

16.

17.

Связь ИМ с СПМ – последовательно-радиальная, т.е. к каждому СПМ
идет отдельная последовательная шина. При этом, возможна
одновременная передача информации по всем шинам, что существенно
ускоряет процесс сбора и распределения информации по СПМ.
Парные резервированные модули процесса имеют аппаратную связь
"ведущий-ведомый" по отдельной шине. Это позволяет осуществлять
"мягкое" переключение при выходе из строя одного из модулей без потери
управления.
Каждый модуль СПМ имеет два входа шины ввода-вывода (ШВВ), что
позволяет парировать отказы ШВВ, и два ввода электропитания,
разделенные внутри СПМ диодной развязкой.
В пределах СВВ реализована возможность полного резервирования
всех компонентов с "безударным" переключением каналов при одиночных
отказах без потери управления.
Конструктивно, СВВ выполнена в виде крейта в соответствии со
стандартом МЭК 297 (19" конструктивы, Евромеханика) высотой 6U.
Крайними справа установлены два ИМ, далее МП.

18.

На раме также установлена часть электрического корпуса – для установки от 8 до 22 защитных выключателей (автоматов защиты) на
различные типовые токи. Значения типовых токов указаны на кнопках выключателей. Распределение напряжений через выключатели
Защитные
выключатели
Типовой ток, А
Защищаемая цепь
питания
Подключенный потребитель
F1
10
1L+
Крейт А
F2
10
1L+
Крейт B
F3
10
1L+
Крейт C
F4
10
1L+
Крейт D
F5
1
V1+
Коммутатор 1 шины ENL
F6
1
V1+
Коммутатор 2 шины ENL
F7
1
V1+
Коммутатор 1 шины EN
F8
1
V1+
Коммутатор 2 шины EN
F9
4
+Vin
Блок шлюза сопряжения (компактная электронновычислительная машина (КЭВМ1))
F10, F11
4
F12
10
2L+
Крейт А
F13
10
2L+
Крейт B
F14
10
2L+
Крейт C
F15
10
2L+
Крейт D
F16
1
V2+
Коммутатор 1 шины ENL
F17
1
V2+
Коммутатор 2 шины ENL
F18
1
V2+
Коммутатор 1 шины EN
F19
1
V2+
Коммутатор 2 шины EN
F20
4
+Vin
Блок шлюза сопряжения (компактная электронновычислительная машина (КЭВМ2))
F21, F22
4
Для подключения дополнительного оборудования
Для подключения дополнительного оборудования

19.

Клемма отводная
Контакты В клеммной группы ХТ2
для подключения внешних кабелей
электропитания
Контакты В клеммной группы ХТ1
для подключения внешних кабелей
электропитания
Контакты клеммников для подключения кабелей электропитания
Назначение
Основное питание
Резервное питание
ХТ1
ХТ2
Клеммная
группа
Контакт
клеммника
Схемное
обозначение
кабеля
Потенциал
1В
2В
3В
1В
2В
3В
1L+
1L+
M
2L+
2 L+
M
+24 B
+24 В
0В
+24 B
+24 B
0В