6. Понятия «Универсальный вычислитель», «Специализированный вычислитель», «Программируемый логический контроллер». Соотнесение процессов универсализации и специализации.

Характеризуется тем, что обладает максимальным набором аппаратных модулей развитой системы ПО и предназначен для решения открытого набора задач, который может быть модифицирован пользователем по своему усмотрению.

Пример: ПЭВМ.

Особенность универсального вычислителя – специфика выполняемых задач для него не определена, а проектировщик универсального вычислителя старается оснастить его набором функций.

3.2 Специализированный вычислитель

Предназначен для решения одной задачи или их ограниченного использования для узкого класса задач. Специфика данного класса определяет его структуру и основные технические характеристики.

Специальная ЭВМ характеризуется:

1) упрощенным материальным обеспечением

2) небольшими аппаратными затратами,

3) повышенной точностью и производительностью.

Особенность специализированной ЭВМ: управляющие алгоритмы периодически повторяются, то есть находятся в бесконечном цикле. Процесс характеризуется длительностью цикла управления (временем принятия решения).

В современных объектах управления процессы протекают сравнительно медленно, то есть соответствующие вычислители не должны обладать очень высокой производительностью.

Например, в среде STEP7 длина цикла по умолчанию = 10 мсек, после истечения которых управляющая программа будет повторена (в противном случае будет выявлена ошибка).

3.3 Соотношение принципов универсализации/специализации

Данные процессы являются взаимоисключающими.

Процесс универсализации в создании систем управления, характеризуется легкостью изменения, простотой использования, универсальностью применения. Однако также характеризуется высокой стоимостью устройства, избыточностью аппаратных ресурсов, дополняемых затратами на математическое и программное обеспечение.

Процесс специализации характеризуется созданием устройств максимально соответствующих предъявляемым требованиям, обладающих минимальным математическим и программным обеспечением, минимальными затратами, максимальной производительностью. Однако негативными характеристиками

будут: плохая модифицируемость и сложность изменения, длительный процесс создания ЭВМ, не универсальность применения.

Реальное устройство является компромиссом двух противодействующих принципов.

Как компромисс этих принципов для автоматизации производства применяется программируемый логический контроллер (ПЛК).

Программируемый логический контроллер – это специализированный для системы управления производственный вычислитель, который характеризуется возможностью изменения пользователем его ПО. ПЛК не оснащается специальными устройствами для организации человеко-машинного интерфейса, однако, он обладает возможностью написания программ на одном из стандартных языков. ПЛК обладает такими модулями как АЦП, ЦАП, контроллеры интерфейсов и т.д.

ПЛК характеризуется:

1. Использование в составе интегрированных систем управления

2. Определённой универсальностью

3. Функциональной законченностью

4. Возможностью внутрисистемного программирования

В отличие от:

– микроконтроллера областью применения ПЛК обычно являются автоматизированные процессы промышленного производства, в контексте производственного предприятия;

– компьютеров, ПЛК ориентированы на работу с машинами и имеют развитый машинный интерфейс в противовес человекоориентированному интерфейсу компьютера;

– встраиваемых систем — ПЛК изготавливается как самостоятельное изделие, отдельно от управляемого при его помощи оборудования.

Первые логические контроллеры появились в виде шкафов с набором соединённых между собой реле и контактов. Эта схема задавалась жёстко на этапе проектирования и не могла быть изменена далее.

Первый в мире ПЛК — MOdular DIgital CONtroller (Modicon) 084, имеющий память 4 кБ, произведен в 1968 году.