30. Основные характеристики программируемых логических контроллеров.

Производительность ПЛК оценивается по следующим параметрам:

- длительность контроллерного цикла (рабочего цикла) (период считывания значений из каналов ввода, обработки в процессоре и записи в каналы вывода);

- время выполнения команд;

- пропускная способность шины между контроллером и модулями ввода-вывода;

- пропускная способность промышленной сети;

- время цикла опроса всех контроллеров в одномастерной сети или цикл обращения маркера для многомастерных сетей с маркером;

Время реакции – интервал времени от момента появления воздействия на систему (со стороны модулей ввода или оператора) до момента выработки соответствующей реакции. Зависит от длительности рабочего цикла контроллера;

Возможность горячей замены элементов (без отключения питания) достигается одновременно аппаратными и программными средствами. Например, штырьки, на которое подается питание, длиннее, чем сигнальные. Когда вынимаем из сети, сначала отключаются сигналы, а затем питание. Это гарантия правильной работы ПО.Возможность временного отсутствия компонента системы.

Надежность характеризуется наработкой до отказа – временем от начала эксплуатации до первого отказа.

Способность контроллера переводить свои выходы в заранее определенное состояние сразу после обнаружения снижения напряжения питания или после внутреннего отказа называется отказоустойчивым отключением.

Горячий рестарт – повторный запуск ПЛК, который выполняется настолько быстро после пропадания питания, что все динамические переменные не успевают измениться и поэтому работоспособность восстанавливается таким образом, будто питания не пропадало.

Теплый рестарт – повторный запуск с заранее определенным и программируемым пользователем множеством динамических данных и системным контекстом прикладной программы (минимальный набор значений счетчика команд и др. регистров, которые должны быть сохранены для продолжения выполнения задачи после ее прерывания). Текущее состояние процессора заносится в ячейку внешней памяти.

Холодный рестарт – повторный запуск после того, как все динамические данные были возвращены в заранее определенное состояние. М.б. ручным и автоматическим.

Помехоустойчивость: используется гальваническая изоляция.

Степень защиты от воздействия окружающей среды: ГОСТ 14254-96.

31. Применение компьютеров в системах автоматизации.

Несмотря на существующие традиции применения ПЛК для решения проблем автоматизации, многие задачи гораздо эффективнее решаются с помощью персональных компьютеров вместо контроллера. Компьютер может быть использован также как пульт оператора или выполнять одновременно функции контроллера и пульта оператора.

Компьютер в качестве контроллера

На компьютер устанавливаются:

- система программирования контроллеров (CoDeSys);

- электронный диск вместо обычного жесткого диска – ПЗУ из микросхем флэш-памяти. Достоинство – высокая устойчивость к вибрациям, низкое энергопотребление, высокая надежность, малый вес;

- платы ввода-вывода или внешние модули ввода-вывода;

- сторожевой таймер – для перезагрузки компьютера в случае его зависания.

Достоинства ПК в качестве контроллеров:

- на порядок большая емкость оперативной памяти;

- наличие жесткого диска с практически неограниченной емкостью;

- на порядки более высокое быстродействие;

- быстрое развитие аппаратного обеспечения (модернизация компьютеров – каждые 4…6 мес, контроллеров – 3…5 лет);

- в несколько раз более низкая цена;

- поддержка компьютером DVD и CD-ROM дисководов, принтера, звуковых карт;

- легкая замена компьютера на более мощный без изменения программного обеспечения;

- поддержка клавиатуры, мыши и монитора;

- возможность создания всей система автоматизации с помощью SCADA-пакетов, без привлечения систем программирования контроллеров и средств связи контроллера с компьютером.

Отличия типового компьютера от типового контроллера:

- мышь, клавиатура и монитор;

- жесткий диск;

- узкий температурный диапазон (от 0 до +50С);

- ОС Windows;

- вентилятор для охлаждения процессора и блока питания.

Компьютер для общения с оператором

Организация рабочего места диспетчера. Человеко-машинный интерфейс (ЧМИ).

Использование SCADA-пакетов с использованием звука, анимации, цветной графики.

Мониторы с сенсорным экраном, плазменные панели, проекторы.

Используются панели оператора, которые вместо клавиатуры имеют несколько специализированных кнопок, а вместо монитора – миниатюрный дисплей. Такие устройства подключаются к СОМ-порту компьютера.

Промышленные компьютеры

Отличия от офисных компьютеров:

- разъемы для сменных плат устанавливаются на пассивной объединительной панели, а не на материнской плате;

- для сменных плат используют надежные штырьковые разъемы;

- для смены плат не нужно раскрывать корпус;

- используются специализированные промышленные компьютерные шины Compact PCI, COMExpressm VME, VXI и др;

- вместо жесткого диска может быть использована флэш-память;

- наличие сторожевого таймера;

- применение вентиляторов со сменным пылеулавливающим фильтром или отсутствие вентиляторов;

- прочная несущая конструкция с надежным креплением плат пружинящими планками с винтовыми зажимами;

- применение блоков питания повышенной надежности, с защитой от коротких замыканий;

- резервирование блоков питания;

- наличие энергонезависимой оперативной памяти;

- наличие съемной флэш-памяти;

- применение ОС реального времени.