مقدمه

Mark* VIe یک سیستم کنترل انعطاف‌پذیر برای کاربردهای متعدد است. این سیستم دارای ورودی/خروجی پرسرعت و شبکه‌ای برای سیستم‌های افزونه سیمپلکس، دوگانه و سه‌گانه است. ارتباطات اترنت استاندارد صنعتی برای ورودی/خروجی، کنترل‌کننده‌ها و رابط نظارتی با ایستگاه‌های اپراتور و تعمیر و نگهداری و سیستم‌های شخص ثالث استفاده می‌شود.

ToolboxST* برای Mark VIe و کنترل‌های مرتبط به عنوان یک پلتفرم نرم‌افزاری مشترک برای برنامه‌نویسی، پیکربندی ورودی/خروجی، روندیابی و تجزیه و تحلیل تشخیص‌ها استفاده می‌شود. این نرم‌افزار یک منبع واحد از داده‌های باکیفیت و منسجم از نظر زمانی را در سطح کنترلر و کارخانه برای مدیریت مؤثر دارایی‌های تجهیزات فراهم می‌کند.

معماری

یک کنترلر تک بردی قلب سیستم است. این کنترلر شامل پردازنده اصلی و درایورهای اترنت اضافی برای ارتباط با ورودی/خروجی‌های شبکه‌ای و درایورهای اترنت اضافی برای شبکه کنترل است. یک سیستم عامل چندوظیفه‌ای و بلادرنگ QNX® برای پردازنده اصلی و ورودی/خروجی‌ها استفاده می‌شود. نرم‌افزار کاربردی به زبان بلوک کنترلی قابل تنظیم ارائه شده و در حافظه غیرفرار ذخیره می‌شود. این نرم‌افزار با فرمت ممیز شناور ۳۲ بیتی IEEE-854 مطابقت دارد.

IONet یک پروتکل اختصاصی، دوطرفه و نقطه به نقطه است که یک شبکه ارتباطی قطعی و پرسرعت ۱۰۰ مگابایتی مناسب برای ورودی/خروجی محلی یا از راه دور با رابط فیبر نوری فراهم می‌کند. این پروتکل ارتباط بین پردازنده(های) اصلی و بلوک‌های ورودی/خروجی شبکه‌ای، به نام بسته‌های ورودی/خروجی، را فراهم می‌کند.

هر بسته ورودی/خروجی (I/O) بر روی یک برد با بلوک‌های ترمینال از نوع مانع یا جعبه‌ای نصب شده است. بسته ورودی/خروجی شامل دو پورت اترنت، یک منبع تغذیه، یک پردازنده محلی و یک برد جمع‌آوری داده است. با اضافه شدن بسته‌های ورودی/خروجی به سیستم کنترل، قدرت محاسبات افزایش می‌یابد و نرخ فریم کلی سیستم کنترل را در پیکربندی سیمپلکس، دوگانه یا سه‌گانه با افزونگی به 10 میلی‌ثانیه می‌رساند. برخی از زیرسیستم‌های فرآیند به عملکرد حتی بیشتری نیاز دارند. بنابراین، پردازنده‌های محلی در هر بسته ورودی/خروجی، الگوریتم‌ها را با نرخ‌های بالاتری که برای برنامه مورد نیاز است، اجرا می‌کنند.

رابط ورودی/خروجی

یک یا چند بسته ورودی/خروجی روی هر برد نصب شده‌اند تا سیگنال حسگر را دیجیتالی کنند، الگوریتم‌ها را اجرا کنند و با یک کنترل‌کننده جداگانه که شامل پردازنده اصلی است، ارتباط برقرار کنند. بسته‌های ورودی/خروجی دارای یک برد پردازنده محلی هستند که یک سیستم عامل QNX را اجرا می‌کند و یک برد جمع‌آوری داده که منحصر به نوع دستگاه ورودی است. پردازنده‌های محلی الگوریتم‌ها را با سرعت بیشتری نسبت به سیستم کنترل کلی اجرا می‌کنند.

یک فرستنده/گیرنده مادون قرمز برای تشخیص سطح پایین مفید است. مقادیر ورودی/خروجی را می‌توان نظارت کرد، نام میزبان/تابع بسته ورودی/خروجی را می‌توان برنامه‌ریزی کرد و وضعیت خطا را بررسی کرد. این امر به یک ابزار تشخیصی مبتنی بر ویندوز® روی لپ‌تاپ یا رایانه دستی نیاز دارد.

• دو پورت اترنت ۱۰۰ مگابایتی
• پورت‌های دوطرفه کامل ۱۰۰ مگابایتی
• تعمیر آنلاین به ازای هر بسته ورودی/خروجی
• عملکرد -30°C تا 65°C (-22°F تا 149°F)
• دقت -30°C تا 65°C (-22°F تا 149°F)
• بسته‌های ورودی/خروجی دارای رتبه کلاس ۱، دسته ۲
• سنسور دمای محیط
• LEDها: وضعیت برق و توجه
• LEDها: اتصال اترنت و فعال بودن ارتباط
• LEDها: مخصوص کاربرد
• پردازنده: پردازنده RISC 32 بیتی 266 مگاهرتز
• فرستنده/گیرنده مادون قرمز: تشخیص سطح پایین، نظارت بر ورودی/خروجی، تنظیم نام میزبان/تابع، وضعیت خطا
• توان: ۲۸ ولت جریان مستقیم (معمولی)
• قطع کننده مدار حالت جامد داخلی و شروع نرم

پردازنده ورودی/خروجی شامل یک حسگر دما است که دقت آن در حدود ±2 درجه سانتیگراد (±3.6 درجه فارنهایت) است. تشخیص دمای بیش از حد، یک آلارم تشخیصی ایجاد می‌کند و منطق آن در پایگاه داده (فضای سیگنال) موجود است تا اقدامات کنترلی اضافی یا پیام‌های آلارم فرآیند منحصر به فرد را تسهیل کند. علاوه بر این، دما به طور مداوم در پایگاه داده موجود است.

یک منبع تغذیه، تغذیه تنظیم‌شده ۲۸ ولت DC را برای هر بسته I/O فراهم می‌کند. سمت منفی ۲۸ ولت DC از طریق محفظه فلزی بسته I/O و پایه نصب آن به زمین متصل می‌شود. سمت مثبت دارای محافظ مدار حالت جامد داخلی در بسته I/O با نقطه قطع اسمی ۲ آمپر است. تعمیر آنلاین با برداشتن کانکتور ۲۸ ولت DC، تعویض بسته I/O، نصب مجدد کانکتور برق و دانلود نرم‌افزار از ابزارهای تعمیر و نگهداری نرم‌افزار امکان‌پذیر است.

بلوک‌های ترمینال

جریان سیگنال با یک سنسور متصل به یک بلوک ترمینال روی یک برد آغاز می‌شود. دو نوع برد موجود است. بردهای نوع T شامل دو بلوک ترمینال 24 نقطه‌ای، از نوع مانع، قابل جابجایی هستند. هر نقطه می‌تواند دو سیم 3.0 میلی‌متر مربع (#12AWG) با عایق 300 ولت در هر نقطه با پیچ‌های نوع بیل یا حلقه‌ای را بپذیرد. علاوه بر این، گیره‌های نگهدارنده برای خاتمه دادن به سیم‌های لخت ارائه شده است. فاصله پیچ‌ها حداقل 9.53 میلی‌متر (0.375 اینچ) از مرکز تا مرکز است.

یک نوار محافظ در کنار هر بلوک تعبیه شده است که در واقع سمت چپ پایه فلزی است که برد روی آن نصب می‌شود. بردهای پهن و باریک در ستون‌های عمودی سیم‌کشی سطح بالا و پایین چیده شده‌اند که از ورودی‌های کابل بالا و/یا پایین قابل دسترسی هستند. نمونه‌ای از برد پهن، بردی است که شامل رله‌های مغناطیسی با مدارهای فیوز شده برای درایورهای سلونوئیدی است. بردهای نوع T معمولاً به صورت روکار نصب می‌شوند، اما می‌توانند روی ریل DIN نیز نصب شوند.

بردهای نوع S دارای یک بسته ورودی/خروجی برای سیستم‌های سیمپلکس و دوگانه افزونه هستند. اندازه آنها نصف بردهای نوع T است و روی ریل DIN یا سطح نصب می‌شوند. دو نسخه از این بردها موجود است، H1 و H3. بردهای H1 دارای بلوک‌های ترمینال ثابت و بردهای H3 دارای بلوک‌های ترمینال قابل جابجایی هستند. نسخه H2 برای نصب بلوک‌های سفارشی مانند قفس فنری یا جابجایی عایق موجود است.

بردهای نوع S دارای بلوک‌های ترمینال جعبه‌ای هستند که یک سیم 3.0 میلی‌متر مربع (#12AWG) یا دو سیم 2.0 میلی‌متر مربع (#14AWG) با عایق 300 ولت در هر نقطه را می‌پذیرند. فاصله پیچ‌ها حداقل 5.08 میلی‌متر (0.2 اینچ) و از مرکز به مرکز است. یک نوار محافظ در سمت چپ هر بلوک قرار دارد. می‌توان آن را برای اتصال فوری به زمین به یک پایه فلزی متصل کرد یا به صورت شناور قرار داد تا سیم‌های زمین جداگانه از هر برد به یک نوار زمین متمرکز در کابینت سیم‌کشی شوند.

انواع ورودی/خروجی
ورودی/خروجی‌های عمومی برای کاربردهای توربین و کنترل فرآیند استفاده می‌شوند. ورودی/خروجی‌های مخصوص توربین برای ارتباط مستقیم با حسگرها و محرک‌های منحصر به فرد روی توربین‌ها استفاده می‌شوند. این امر مقدار قابل توجهی از ابزار دقیق مداخله‌گر را کاهش یا حذف می‌کند. در نتیجه، بسیاری از خرابی‌های احتمالی تک نقطه‌ای در بحرانی‌ترین ناحیه برای بهبود قابلیت اطمینان در حال کار و کاهش نگهداری طولانی مدت حذف می‌شوند. ارتباط مستقیم با حسگرها و محرک‌ها همچنین به متخصصان تشخیص این امکان را می‌دهد که مستقیماً دستگاه‌های روی تجهیزات را برای حداکثر اثربخشی بررسی کنند. این داده‌ها برای تجزیه و تحلیل عملکرد دستگاه و سیستم استفاده می‌شوند. همچنین، به قطعات یدکی کمتری نیاز است.