ЦСУА 9.1

Л е к ц и я 9

Технические средства цифровых систем управления и автоматизации производства фирмы Advantech (Тайвань)

Фирма Advantech является одним из крупнейших в мире производителей IBM PC совместимых компьютеров, рабочих станций, панелей управления, встраиваемых компьютеров, контроллеров и устройств сбора и обработки данных для применения в системах автоматизации в промышленности, на транспорте и в других отраслях, а также для компьютерной телефонии и других телекоммуникационных приложений. Advantech предлагает:

_ _ панельные компьютеры и рабочие станции,

_ _ шасси и корпуса для промышленных компьютеров, вмещающие до 20 плат расширения,

_ _ промышленные серверы и RAID массивы,

_ _ компьютеры в стандарте CompactPCI,

_ _ интегрированные промышленные и встраиваемые одноплатные компьютеры с шинами PCI, NLX, CompactPCI, ISA, PC/104,

_ _ устройства сбора и обработки данных в форматах PCI, CompactPCI, ISA, PC/104,

_ _ модули нормализации и преобразования аналоговых сигналов,

_ _ многопортовые контроллеры последовательных интерфейсов,

_ _ распределенные системы сбора и обработки данных,

_ _ универсальные программаторы,

_ _ программное обеспечение и драйверы.

Системы сбора, обработки сигналов и управления, построенные на базе IBM PC совместимых компьютеров в настоящее время все шире используются для автоматизации различных отраслей промышленности и транспорта. В общем случае любая подобная система состоит из аппаратной и программной частей.

Аппаратная часть включает в себя модуль центрального процессора, средства для сбора, обработки и анализа аналоговых и дискретных сигналов, а также нормализации (приведения к стандартным диапазонам электрических величин) сигналов от первичных преобразователей (датчиков) физических величин и средств вывода информации из компьютера, управления исполнительными устройствами и коммутации сигналов и нагрузок.

Программное обеспечение может быть выполнено в одном из трех вариантов.

В первом случае программирование ведется на низком уровне с использованием языков Ассемблер, C. Доступ к устройствам осуществляется

ЦСУА 9.2

непосредственно через порты и регистры, что обеспечивает большую гибкость и эффективность, но требует очень больших затрат на разработку.

При программировании на уровне драйверов, возможно использование для работы с устройствами готовых функций, обеспечиваемых драйверами. Вызов этих функций возможен на языках высокого уровня.

При работе на уровне специальных пакетов приложений возможно создание рабочих программ для систем сбора данных и управления с использованием специальной графической среды разработки для алгоритмов управления и интерфейсов без написания программного кода в классическом смысле. Последний способ обеспечивает минимальное время и затраты на разработку.

Этапы разработки систем автоматизации:

1. Определение фундаментальных параметров системы.

Определяется назначение и область применения системы. Определяется состав данных, необходимых для работы системы, количество входных параметров. Определяется необходимая скорость сбора данных, частота дискретизации, типы входных сигналов, требования к точности измерения входных и выдаче управляющих параметров. Определяется график работы системы и условия эксплуатации.

2. Выбор технических средств.

На основании анализа результатов первого этапа определяется потребность в средствах аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования сигналов (АЦП/ЦАП), дискретного ввода-вывода, а также необходимость использования интерфейсов RS-232, RS-485. Определение состава модулей с шиной ISA или PSA. Выбор технических средств базируется на следующих критериях:

• тип и количество входных каналов;

• тип аналоговых входов (дифференциальный или с общим проводом);

• разрешение ЦАП/АЦП;

• скорость обработки данных;

• программная поддержка.

3. Выбор программного обеспечения.

Программное обеспечение в наибольшей степени определяет пригодность системы для решения данной задачи, ее эффективность, надежность и легкость модификации. Выбор программного обеспечения базируется на следующих основных критериях:

• вид операционной системы;

• опыт и навыки пользователя в программировании;

• совместимость технических средств и программного обеспечения. 4. Подбор необходимых компонентов.

Для большинства приложений требуется использование компонентов, которые не входят в стандартный комплект поставки технических средств:

ЦСУА 9.3

• переферийные устройства для расширения количества каналов в системе;

• кабели, клеммные платы, модули нормализации сигналов и т.д.