1.4.2. Контролери

Пристрої з функціями управління в даному посібнику будемо називати контро­лерами. Саме в них реалізуються алгоритми управління. До цих пристроїв належать:

-ПЛК— програмовані логічні контролери {PLC— Programming Logical Controller);

• IBMРС-сумісні {PC-base) контролери;

• OIJJIK— ПЛК з убудованою операторською панеллю ОП {OPLC);

• контролери-регулятори з мережним інтерфейсом.

20

В якості ПЛК у системах контролю й управління різними технологічними процесами у наш час використовують контролери як вітчизняних, так і закор­донних виробників. У наведеному переліку до ПЛК також будемо відносити про­грамовані реле. До IBM PC-сумісних контролерів належать промислові IBM PC-сумісні ПК, які використовуються для автоматичного управління. ПЛК з убудо-ваними функціями ОП та регулятори з наявним мережним інтерфейсом також будемо відносити до даних засобів.

Особливістю апаратно-програмних засобів «контролерного» рівня управління полягають у пред'явленні жорстких вимог до часу їх реакції на зміну даних про­цесу, які надходять від датчиків, та видачі управляючих дій на виконавчі механі­зми. Тобто вони повинні функціонувати в реальному для процесу часі.

У системах управління контролери повинні обмінюватись даними процесу з периферійними пристроями вводу/виводу, іншими контролерами, програматора-ми, засобами людино-машинного інтерфейсу, а в деяких випадках — і з ПТЗ рів­ня АСУП.

Вимоги до реального часу обміну даними процесу між контролерами і датчи­ками та виконавчими механізмами, які мають цифровий інтерфейс підключення, а також віддаленими модулями вводу/виводу (Remote I/O або Distributed I/O) такі самі, як до локальних засобів вводу/виводу. Для цього типу зв'язку характерні такі особливості:

• циклічне (періодичне) відновлення даних на читання та запис;

• забезпечення реального часу;

• можливість прив'язки циклу мережі до циклу контролеру;

• можливість гарячого підключення засобів.

Цикл мережі, тобто повний цикл опитування та відновлення інформації всіх засобів вводу/виводу, може проходити незалежно від циклу контролера, оскільки обмін даними між мережею і програмою контролера, як правило, проводиться через буфер обміну. Такий підхід максимально продуктивний, однак не завжди задовольняє вимоги процесу. Для деяких завдань необхідна чітка синхронізація робочих циклів мережі і контролера. Тобто на початку циклу мережі опитуються всі засоби вводу, а в кінці відновлюються дані всіх засобів виводу.

Для багатьох процесів управління принциповою є можливість заміни або під­ключення нових віддалених засобів вводу/виводу в період функціонування ме­режі, так звана «гаряча заміна».

При координації роботи декількох контролерів (горизонтальна інтеграція), необхідно побудувати канал зв'язку між ними з такими особливостями комуні­каційного обміну:

• наявність загальної бази даних процесу, яка циклічно (періодично) онов­люється;

• обмін даними процесу та повідомленнями за запитом;

• наявність реального часу.

Наявність загальної бази даних процесу або мережних змінних процесу необ­хідна у випадку, коли одні і ті ж дані використовуються багатьма контролерами. Тобто дані процесу, які є джерелом інформації для одного контролера, потрібні багатьом іншим контролерам цієї системи. У випадку, коли дані необхідно віді-

21

слати тільки одному вузлу і лише при певних подіях, є доцільним організовувати обмін даними за запитом.

В організації обміну інформацією між контролерами окремо слід виділити системи з «гарячим» резервуванням. У цьому випадку окремий фізичний канал мережі може виділятися для обміну контекстом завдання між основним і резерв­ним процесорними модулями. Інший, спільний для обох процесорів, канал вико­ристовується для зв'язку з віддаленими I/O.

Загалом, для обміну контролерів з іншими засобами можна виділити два типи даних: дані процесу (інформація про значення та стан змінних процесу) та пара­метричні дані (конфігураційні параметри).