1-Мавзу: Ахборот тизимларининг инструментал воситаларига кириш. Режа

Дастурлаштириладиган мантиқий контроллерлар (ДМК)

Нархига қаттиқ чеклов қўйилгани ва автоматлаштиришнинг турлича мақсадли эканлиги универсал ДМКларни яратиш имконини бермади.
Автоматлаштириш соҳаси кўпгина масалаларни олдинга суради ва бунинг натижасида бир-бирига ўхшаш бўлмаган, ўнлаб параметрлари билан фарқ қилувчи контроллерларни яратиш зарурати туғилади.
Ҳар бир ишлаб чиқарувчи турли қувватли ва турли нархдаги ДМКларнинг бир нечта турларини ишлаб чиқаради. Конкрет масаланинг қўйилишига қараб, функционал тавсифига кўра улар ичидан оптималини ва арзонини танлаш зарур. Шу билан биргаликда бошқа муҳим тавсифларини ҳам инобатга олиш керак (ҳарорат диапазони, ишончлилиги, тайёрланиш технологияси, сертификати ва бошқалар).
Фарқланувчи контроллерларнинг кўплигига қарамасдан, уларнинг ривожланишида қуйидаги умумий омилларни санаш мумкин:

• 
  габаритини кичрайтириш;
  
• 
  функционал имкониятини кенгайтириш;
  
• 
  қўллаб-қувватловчи интерфейслар ва тармоқлар сонини ошириш;
  
• 
  "очиқ-тизим" ғоясини қўллаш;
  
• 
  МЭК 61131-3 стандартига мос дастурлаш тилларини ишлатиш;
  
• 
  нархини пасайтириш.
  

Яна бир омилларидан бири контроллерларда компьютерлар белгиларининг номоён бўлиши (сичқонча, клавиатуры, монитор, Windows ОТ, қаттиқ дискни улаш имконияти), коамьютерларда эса – контроллер белгилари (кенгайтирилган ҳарорат диапазони, электрон диск, чанг ва намлардан ҳимоя воситаси, коммуникация портлар сонини ошиши, реаль вақтда операцион тизимларнинг ишлатилиши, ўз-ўзини тестлаш ва диагностика қилиш функцияси, амалий дастурларнинг бутунлигини назорат қилиш). Компьютер ва контроллерларнинг аппаратли фарқи секн аста юқолиб бормоқда. Контроллерларнинг асосий фарқли белгилари сифатида унинг вазифаси ва қўлланиладиган дастурлаш тилларини ажратиб кўрсатиш мумкин.

ДМК турлари

ДМКларнинг асосий кўрсаткичи киритиш-чиқариш каналларининг сони билан аниқланади.

• 
  нано-ДМК (16 каналдан кам);
  
• 
  микро-ДМК (16 тадан 100 та каналгача);
  
• 
  ўрта (100 тадан 500 та каналгача);
  
• 
  катта (500 дан ортиқ каналлар).
  

Киритиш-чиқариш модулларининг жойлашувига кўра ДМКлар қуйидаги турларга бўлинади:

• 
  моноблокли – киритиш-чиқариш қурилмалари контроллердан ажралмаган ёки бошқасига алмаштириб бўлмайдиган ҳолатда бўлади. Моноблокли контроллер 16 та дискретли кириш каналларини ва 8 та релейли чиқиш каналларини ўз ичига олади;
  
• 
  модулли – унда марказий процессор модули ва алмаштирилувчи киритиш-чиқариш модуллари жойлашган. Модуллар таркиби фойдаланувчи томонидан масаланинг қўйилишига қараб танлаб олинади. Бундай модуллар 8 тадан 32 тагача слотларга эга;
  
• 
  тарқоқ (киритиш-чиқариш модуллари бир биридан узоқда жойлашган) – унда киртиш-чиқариш модуллари алоҳида корпусларда жойлашган, контроллер модули билан тармоқ орқали боғланади (одатда RS-485 интерфейси асосида) ва процессорли модулдан 1,2 км гача узоқликда жойлаштирилиши мумкин.
  

Конструктив тузилиши ва қотирилиши усулига кўра контроллерлар қуйидагиларга ажратилади:

• 
  панелли (панелга монтаж қилиш учун);
  
• 
  шкаф ичига монтаж қилиш учун;
  
• 
  деворга қотириладиган;
  
• 
  тик турувчи;
  
• 
  корпуссиз (одатда бир платали).
  

Қўлланилиши соҳасига кўра контроллерлар қуйидаги турларга бўлиниади:

• 
  универсал умумсаноатли;
  
• 
  ишларни бошқарувчи;
  
• 
  коммуникацияли;
  
• 
  ПИД-контроллерлар;
  
• 
  махсуслаштирилган.
  

Дастурлаштириш усули бўйича контроллерлар қуйидагича бўлади:

• 
  контроллер панели юза қисми дастурлаштириладиган;
  
• 
  кўчирилувчи программатор ёрдамида дастурлаштириладиган;
  
• 
  дисплей, сичқонча ва клавиатура ёрдамида дастурлаштириладиган;
  
• 
  шахсий компютерлар ёрдамида дастурлаштириладиган.
  

Контроллерлар қуйидаги тиллар ёрдамида дастурлаштирилиши мумкин:

• 
  классик алгоритмик тиллар (C, С#, Visual Basic);
  
• 
  МЭК 61131-3 стандарти таркибидаги тиллар.
  

Контроллерлар ўз таркибига киртиш-чиқариш модулларини олиши ёки олмаслиги ҳам мумкин. Киритиш – чиқариш модулисиз контроллерларга мисол қилиб тармоқлараро шлюз вазифасини бажарувчи коммуникацион контроллерларни айтамиз.

Kiritish modullari

Chiqarish modullari

6.1-расм. Дастурлаштириладиган мантиқий контроллерларнинг намунавий архитектураси
Кичик қувватли контроллерларни дастурлаш панелнинг юза қисмидаги тугмалар ёрдамида ёки махсус пульт ёрдамида амалга оширилади. Охирги вақтларда пульт сифатида ноутбук компьютерлари ишлатилмоқда. Кучли, катта қувватли контроллерларни дастурлаш шахсий компьютерлар орқали, уларда ўрнатилган махсус дастурий таъминотлар ёрдамида бажарилади. Масалан, МЭК 61131-3 стандартига мос технологик дастурлаш тилини ўз ичига оладиган CoDeSys, ISaGRAF ёки SCADA дастурий воситалари.

Дастурлаштириладиган мантиқий контроллерларга мисол

6.2-расм. IP20 ҳимояли корпусда жойлашган контроллер
ДМКнинг асосий фарқли характеристикалари қуйилагилар:

• 
  очиқ тизим ғоясига мослиги;
  
• 
  кичик ўлчамли: 120х75х35 мм;
  
• 
  кучли процессор Intel XScale PXA270 520 МГц;
  
• 
  хотира ҳажми катталиги: оператив хотира 64/128 Мбайт, тизимли флэш-хотира 32/64 Мбайт, флеш-карта SD 2 Гбайтгача;
  
• 
  ҳарорат диапазонининг кенглиги (-25 °С дан ёки -40 °С дан +70 °С гача);
  
• 
  дисплей, сичқонча ва клавиатурани қўллаб қувватлаши.
  
• 
  RS-485 стандартли интерфейс;
  
• 
  Modbus RTU ёки DCON протоколлари;
  
• 
  Ethernetни қўллаб қувватлаши;
  
• 
  Windows CE операцион тизимида ишлаши;
  
• 
  C++, Visual Basic, C# дастурлаш тилларини қўллаб қувватлаши;
  
• 
  CoDeSys ёрдамида 5 та МЭК 61131-3 тилларида дастурлаш;
  
• 
  Windows CE муҳитида ОРС серверни ишлатилиши.
  

Марказий процессор дисплей, ташқи портлар ва киритиш-чиқариш контроллерлари ёрдамида Windows CE операцион тизими ва CoDeSys пакетида ёзилган дастурлар орқали тезкор ва домий хотирани бошқаради.

Дастурий таъминоти

Дастурлаштириладиган мантиқий контроллерлар реал вақтли Windows CE 4.2 операцион тизими туфайли ОРС серверларни жорий этиб, C++, C#, Visual Basic тилларида ёзилган дастурларни бажара олишади.
Дастурий таъминот Visual Studio Embedded, Visual Studio.NET муҳитида ёки CoDeSys пакетида мавжуд МЭК 61131-3 стандартининг 5 та технологик тили ёрдамида ишлаб чиқилади. Windows CE опрерацион тизими флэш-хотирдан ёки Ethernet портининг FTP протоколи орқали юкланади.
Асосий ДМКлар

• 
  Siemens — SIMATIC S5 ва S7;
  
• 
  Segnetics — Pixel 2511 ва SMH 2Gi;
  
• 
  Omron;
  
• 
  Mitsubishi — серия Melsec (FX, Q);
  
• 
  Schneider Electric ;
  
• 
  Beckhoff
  

IBM PC компьютер базасига мос типдаги дастурий ДМКлар

• 
  MicroPC,
  
• 
  WinCon,
  
• 
  WinAC,
  
• 
  CoDeSys SP/SP RTE
  

(i8088/8086/80186 ва ш.ў.) оддий микропроцессор базасидаги ДМКлар

• 
  ICP DAS,
  
• 
  Advantech
  

Кенг тарқалган бошқариш тизимлари SCADA, DCS