1.4.3. Периферійні засоби: перетворювачі та виконавчі механізми

До цих засобів можна віднести різного роду інтелектуальні (intelligent) датчики та виконавчі механізми, які мають цифровий інтерфейс зв'язку або засоби розподі­леного/віддаленого вводу/виводу (Distributed I/O, Remote I/O). Останні забезпечу­ють перетворення сигналів пристроїв зв'язку з об'єктом (ПЗО) в цифровий вигляд і навпаки та обмінюються даними процесу з процесорним вузлом (контролером). У зв'язку з подорожчанням кабельної продукції, здешевленням мікропроцесорної техніки, гнучкістю та зручністю експлуатації, живучості кінцевої системи — при­строї розподіленого вводу/виводу набувають великої популярності. На рис. 1.3 на­ведені різні методи підключення периферійних пристроїв до контролерів.

На сьогодні існує велика гама пристроїв віддаленого вводу/виводу. Порівня­но з технологією передачі уніфікованого сигналу (0-10В, 4-20 мА) цифровий зв'язок дає такі переваги:

• менш чутливий до зовнішніх завад;

• дає можливість розширеної діагностики пристрою;

22

• дає можливість змінювати конфігурацію у реальному часі без зупинки ро­боти управляючої програми;

• дає можливість будувати системи з мережею без виділеного ведучого вузла.

Конфігурування польових периферійних пристроїв може проводитись за до­помогою спеціальних засобів — конфігураторів або безпосередньо самим конт­ролером.

Слід зазначити, що мережі з реалізацією обміну між польовими вузлами без виділеного ведучого виключають наявність контролера шини в комунікаційному процесі, а отже — підвищують надійність системи. Однак така можливість до­ступна тільки для деяких промислових мереж. Слід зазначити, що на відміну від автоматизованих систем управління технологічними процесами (АСУТП) в сис­темах управління інтелектуальними будівлями та будинками (системи SMART HOUSE та BMS — Building Management Systems) використання інтелектуальних датчиків та приводів є швидше правилом, ніж винятком.

Окремо необхідно виділити засоби управління приводами (POWER DRIVE SYSTEMS — PDS). До них належать частотні перетворювачі, сервоприводи та приводи з позиціонованням. Ці засоби, крім своїх основних функцій — управ­ління двигунами, нерідко включають також функції контролера, людино-машин-ного інтерфейсу та функції вводу/виводу. Все, що стосується особливостей обміну даними для вищенаведених типів периферійних засобів, може бути актуальними і для PDS. З'єднання за цифровим зв'язком з PDS дає такі переваги:

• отримання всієї інформацію про стан привода та двигуна;

• повне управління приводом та двигуном;

• віддалене та швидке конфігурування системи приводу;

• менша витрата інформаційного кабелю порівняно зі зв'язком за уніфікова­ним сигналом 4-20мА/24В;

• віддалена діагностика привода;

• можливість безпосереднього обміну між приводами.

Особливості обміну даними периферійних засобів з контролерами, засобами людино-машинного інтерфейсу наведені вище, з конфігураторами — розглянуті в пункті 1.4.4. Загалом, дані для обміну з периферійними засобами умовно можна поділити на два типи: дані процесу (інформація про значення та стан каналів вво­ду/виводу) та параметричні дані (конфігураційні параметри).

/. 4.4. Програматори/кошрігуратори

В якості програматорів/конфігураторів можуть використовуватись комп'ю­тери з установленим спеціальним програмним забезпеченням або спеціалізовані пристрої. Незалежно від технічної реалізації засобів цього типу, вони необхідні лише для налаштування роботи інших ГТТЗ в системі та їх діагностики. Програ-матори мають інтерфейс для підключення до мережі, який використовується тільки при необхідності перепрограмування або переконфігурування. Виділимо такі характеристики зв'язку:

• підключення до системи тільки за необхідності;

• спеціально виділений логічний канал зв'язку;

23

• наявність команд на запис конфігурації, діагностики, зупинки, рестарту та інше;

• низька пріоритетність повідомлень;

• можливість гарячого переконфігурування системи зв'язку.

У зв'язку з особливістю використання даних засобів, для них є доцільним ре­зервувати окремий логічний канал, який за будь-якої діючої конфігурації систе­ми буде вільним. Інакше можливе виникнення ситуації неможливості переконфі­гурування пристрою, внаслідок задіяння всіх існуючих каналів, що є неприпусти­мим. Крім того, протокол мережі повинен бути забезпечений функціями запису конфігурації, діагностики, управлінням станом пристрою тощо.

Процес конфігурації одного вузла мережі не повинен заважати її нормально­му функціонуванню. Можливість гарячої заміни програми, або її частини, без зу­пинки роботи системи є одним із основних показників ефективності програмно-технічного комплексу. Низька пріоритетність повідомлень дає можливість не за­важати реальному часу обміну між іншими вузлами на тій самій мережі.

Програматори/конфігуратори в основному оперують конфігураційними (па­раметричними) даними. Винятком є режим відладки, коли наладчику необхідно спостерігати та змінювати дані процесу. Слід зазначити, що параметричні дані на засоби вводу/виводу, як правило, поступають не безпосередньо з конфігураторів, а через ведучий вузол мережі — контролер.