Har qanday avtomatik boshqaruv tizimining (acs) yuragi sanoat boshqaruvchisidir

Dasturlashtiriladigan mantiqiy mikrokontrollerlar. Uchrashuv, qamrov. Kam quvvatli mikrokontrollerlar - sanoat avtomatizatsiyasining asosi Mikrokontrollerlarning sanoat avtomatizatsiyasida qo'llanilishi
Mahalliy sanoatning turli tarmoqlari orasida eng ko'p talab qilinadigan sanoatni avtomatlashtirish sohasi. Deyarli har qanday ishlab chiqarish turi muayyan ishlab chiqarish jarayonlarini avtomatlashtirish uchun juda ko'p sonli komponentlarni talab qiladi. Oxir oqibat, har bir ishlab chiqarish korxonasi tezkor va avtomatik ravishda amalga oshiriladigan texnologik jarayonlarni boshqarish jarayonidan manfaatdor.

Har qanday avtomatik boshqaruv tizimining (ACS) yuragi sanoat boshqaruvchisidir.

Tarixiy ma'lumotnoma
Birinchi sanoat boshqaruvchisi 1969 yilda AQShda paydo bo'lgan. Uning yaratilishi General Motors kompaniyasi avtomobil korporatsiyasi tomonidan boshlangan va Bedford Associates tomonidan ishlab chiqilgan.

O'sha yillarda ACS qattiq mantiq (apparat dasturlash) asosida qurilgan, bu esa ularni qayta sozlashni imkonsiz qilgan.

Shuning uchun har bir texnologik liniya individual avtomatlashtirilgan boshqaruv tizimini talab qildi. Keyinchalik, ACS arxitekturasida algoritmi o'rni ulanish sxemalari yordamida o'zgartirilishi mumkin bo'lgan qurilmalar qo'llanila boshlandi.

Bunday qurilmalar "industrial logic controllers" (PLC) deb ataladi. Biroq, elektromagnit o'rni yordamida amalga oshirilgan avtomatlashtirilgan boshqaruv tizimlari murakkab va katta hajmga ega edi. Joylashtirish va Xizmat bitta tizim alohida xonani talab qildi.

Bedford Associates (AQSh) muhandislari tomonidan ishlab chiqilgan mikroprotsessor PLC inson omilini minimallashtirish bilan birga, sanoat jarayonlarini avtomatlashtirishda axborot texnologiyalaridan foydalanish imkonini berdi.

Zamonaviy sanoat boshqaruvchisi

V umumiy ko'rinish PLC ulangan signal simlarini almashtiruvchi mikroprotsessorli qurilma. Ularning ulanishining kerakli kombinatsiyalari kompyuter ekranidagi boshqaruv dasturi tomonidan o'rnatiladi va keyin kontroller xotirasiga kiritiladi.

Dasturlash klassik algoritmik tillarda ham, IEC 61131-3 standartlarida belgilangan tillarda ham amalga oshiriladi. Shunday qilib, korxonalarda bitta mikroprotsessorli qurilma yordamida turli xil avtomatlashtirilgan boshqaruv tizimlarini joriy qilish imkoniyati paydo bo'ldi.

Vaqt o'tishi bilan sanoatni avtomatlashtirish tizimlarini ishlab chiquvchilar IBM kompyuterlari (ShK) bilan mos keladigan element bazasiga o'tishdi. PLC-lar bilan kompyuterga mos keladigan apparatni ishlab chiqishda ikkita yo'nalish mavjud bo'lib, ularda arxitektura va dizayn echimlari iloji boricha saqlanib qoladi:

PLC - bir vaqtning o'zida protsessor modulini ochiq dasturiy ta'minotga ega shaxsiy kompyuterga mos modulga almashtirish bilan (ADAM5000 seriyali kontrollerlar).

IBM PC - kichik o'lchamli o'rnatilgan tizimlarda (modulli PC104 va mikro PC kontrollerlari).
Shu sababli, zamonaviy PLClar mahalliy boshqaruv vazifalarini hal qilish uchun mo'ljallangan shaxsiy kompyuterga mos keladigan modulli kontrollerdir. Ularning rivojlanishi oxir-oqibatda quyidagilarga olib kelishi kerak:

umumiy o'lchamlarni kamaytirish;

funksionallikni kengaytirish;
yagona dasturlash tilidan foydalanish (IEC 61131-3) va "ochiq tizimlar" mafkurasi.
PLC ning ishlash printsipi va ko'lami
Har qanday turdagi PLC bu boshqaruv algoritmlarini bajarish uchun mo'ljallangan elektron qurilma. Barcha PLC larning ishlash printsipi bir xil - ma'lumotlarni yig'ish va qayta ishlash va aktuatorlarga nazorat harakatlarini berish.

PLClar sanoatda keng qo'llaniladi. Bu ularning ko'p sonli navlarining mavjudligini tushuntiradi, ular orasida nazoratchilarni ajratib ko'rsatish mumkin:

Umumiy sanoat (universal).
Aloqa.
Joylashuv va harakatni, shu jumladan robotlarni boshqarish uchun mo'ljallangan.
Teskari aloqa bilan (PID kontrollerlari).
PLC tasnifi
Mavjud ko'p miqdorda PLC tasniflanadigan parametrlar.

Konstruktiv ishlash:

monoblok;
modulli;
taqsimlangan;
universal.
I/O kanallari soni:
nano-PLC, 16 dan kam kanalga ega;
micro-PLC (16 ... 100 kanal);
o'rta (100 ... 500 kanal);
katta, 500 dan ortiq kanalga ega.
Dasturlash usullari.
PLC lar bilan dasturlash mumkin:

qurilmaning old paneli;

portativ dasturchidan foydalanish;
kompyuter yordamida.
O'rnatish turlari.
rafga o'rnatish;
devor;
paneli (shkaf eshigiga yoki maxsus panelga o'rnatiladi);
DIN rayida (shkaf ichiga o'rnatish).
Maqolaga sharhlar, qo'shimchalar yozing, ehtimol men biror narsani o'tkazib yubordim. Ko'rib chiqing, agar menda boshqa foydali narsalarni topsangiz xursand bo'laman.

Biroz vaqt o'tgach, mashinaga yo'naltirilgan tilda dasturlash mumkin bo'lgan PLClar paydo bo'ldi, ular dizayni soddaroq edi, lekin boshqaruv algoritmiga hatto kichik o'zgarishlar kiritish uchun maxsus o'qitilgan dasturchi ishtirokini talab qildi. Shu paytdan boshlab PLC dasturlash jarayonini soddalashtirish uchun kurash boshlandi, bu birinchi navbatda yuqori darajadagi tillarni yaratishga olib keldi ...

Ishingizni ijtimoiy tarmoqlarda baham ko'ring

Agar ushbu ish sizga mos kelmasa, sahifaning pastki qismida shunga o'xshash ishlar ro'yxati mavjud. Qidiruv tugmasidan ham foydalanishingiz mumkin

ROSSIYA FEDERASİYASI TA'LIM VA FAN VAZIRLIGI

Biysk texnologik instituti (filial)

Federal davlat byudjeti ta'lim muassasasi oliy kasbiy ta'lim "Oltoy davlati Texnika universiteti ular. I.I. Polzunova "

Bo'lim "O'lchov va avtomatlashtirish usullari va vositalari"

mavhum

mavzu bo'yicha: "Programlanadigan mantiqiy mikrokontrollerlar. Uchrashuv, qamrov.

bajarilgan

talaba gr. PS – 24 _____________________ R.A.Titov

Imzo, harakat familiya

tekshirildi

kafedrasi oʻqituvchisi. MSIA ___________________ D.S. Abramenko

imzo, harakat familiya

Biysk 2014 yil

Kirish

1. Dasturlashtiriladigan mantiqiy kontroller tushunchasi 5

2. Kontrollerlarning maqsadi va qo'llanilishi 7

3. Bozor modellarining qiyosiy tahlili 10

4. PLC dasturlash 16

Xulosa 20

Foydalanilgan manbalar ro'yxati 21

KIRISH

"Nazoratchi" so'zi ruscha "nazorat" (buxgalteriya, tekshirish) dan emas, balki inglizcha "control" dan olingan. Nazoratchi avtomatlashtirish tizimlarida datchiklardan olingan va aktuatorlarga chiqarilgan ma'lumotlardan foydalangan holda, unga yozilgan algoritm bo'yicha jismoniy jarayonlarni boshqaradigan qurilma qurilma deb ataladi.

Birinchi kontrollerlar 60-70-yillarning oxirida avtomobilsozlik sanoatida paydo bo'ldi, ular yig'ish liniyalarini avtomatlashtirish uchun ishlatilgan. O'sha paytda kompyuterlar nihoyatda qimmat edi, shuning uchun kontrollerlar qat'iy mantiq (apparatda dasturlashtirilgan) asosida qurilgan, bu esa ancha arzon edi. Biroq, bir ishlab chiqarish liniyasidan boshqasiga qayta konfiguratsiya qilish aslida yangi kontroller ishlab chiqarishni talab qildi. Shu sababli, ishlash algoritmini biroz osonroq o'zgartirish mumkin bo'lgan kontrollerlar paydo bo'ldi - o'rni ulanish diagrammasi yordamida. Bunday kontrollerlar deyiladidasturlashtiriladigan mantiqiy kontrollerlar(PLC ) va bu atama hozirgi kungacha saqlanib qolgan.

Biroz vaqt o'tgach, mashinaga yo'naltirilgan tilda dasturlash mumkin bo'lgan PLClar paydo bo'ldi, ular dizayni soddaroq edi, lekin boshqaruv algoritmiga hatto kichik o'zgarishlar kiritish uchun maxsus o'qitilgan dasturchi ishtirokini talab qildi. Shu paytdan boshlab PLC dasturlash jarayonini soddalashtirish uchun kurash boshlandi, bu birinchi navbatda yuqori darajadagi tillarni yaratishga olib keldi, keyin esa - maxsus tillar narvon mantiqiy tiliga o'xshash vizual dasturlash. Hozirgi vaqtda bu jarayon IEC (IEC) 1131-3 xalqaro standartini yaratish bilan yakunlandi. Bertokko ], keyinchalik nomi IEC 61131-3 ga o'zgartirildi [ IEC].

Xarajatlarni kamaytirish va mahsulot sifatini yaxshilashga bevosita ta'sir ko'rsatadigan ishlab chiqarish jarayonlarini avtomatlashtirish vositalaridan keng foydalanish rus tilini rivojlantirishning asosiy omiliga aylanmoqda. sanoat ishlab chiqarish... Rossiya metallurglari, neftchilar, mudofaa sanoati korxonalarining jahon bozoridagi ta’siri kuchayib borayotgani buning eng yaxshi isbotidir. Ishlab chiqarishni avtomatlashtirish, modernizatsiya va rivojlantirishga sarmoya kiritib, bugungi kunda aynan mana shu tarmoqlar butun mamlakatimiz sanoatining lokomotiviga aylanib bormoqda.

Zamonaviy korxona to'liq avtomatlashtirilgan yoki robotlashtirilgan liniyalar bilan bir qatorda alohida yarim avtonom uchastkalarni ham o'z ichiga oladi - blokirovka va favqulodda vaziyatlardan himoya qilish tizimlari, suv va havo ta'minoti tizimlari, tozalash inshootlari, yuklash va tushirish va saqlash terminallari va boshqalar. Ular uchun avtomatlashtirilgan boshqaruv funktsiyalari dasturiy-apparat komplekslari (PTC) tomonidan amalga oshiriladi. Ular sanoat tarmoqlariga birlashtirilgan va maxsus dasturiy ta'minot yordamida sanoat kompyuterlari tomonidan boshqariladigan o'lchash va nazorat qilish asboblari va aktuatorlarni o'z ichiga olgan apparat va dasturiy ta'minot yordamida qurilgan. Shu bilan birga, kompyuter tarmoqlaridan farqli o'laroq, apparat-dasturiy kompleksning markaziy bo'g'ini asosiy protsessor emas, balki tarmoqqa birlashtirilgan dasturlashtiriladigan mantiqiy kontrollerlardir.

Jarayonlarni boshqarishning avtomatlashtirilgan tizimlari (APCS) mahalliy va masofaviy turli xil ob'ektlar va qurilmalarni yagona kompleksga birlashtiradi va ularning ishini ham butun, ham alohida boshqarish va dasturlash imkonini beradi. Bu ishlab chiqarishning maksimal samaradorligi va xavfsizligini, operativ sozlash va qayta sozlash imkoniyatini, operatsion samaradorlik ko'rsatkichlarini qat'iy hisobga olishni va rejalashtirishni, biznes jarayonlarini optimallashtirishni ta'minlaydi.

Dasturlashtiriladigan mantiqiy kontroller tushunchasi

Dasturlashtiriladigan mantiqiy kontroller (qisqartirilgan PLC) zamonaviy avtomatlashtirish tizimlarida qo'llaniladigan elektron komponent hisoblanadi. Dasturlashtiriladigan mantiqiy kontrollerlar asosan sanoat va ishlab chiqarish jarayonlarini avtomatlashtirishda qo'llaniladi. PLC turli xil turlari shuningdek, ventilyatsiya va konditsioner tizimlarini avtomatlashtirilgan boshqarishni tashkil qilish, berilganlarni saqlash uchun ishlatiladi harorat rejimi bino ichida va boshqalar. Mantiqiy kontrollerlardan foydalanish deyarli to'liq yaratishga imkon beradi avtonom tizim boshqaruv, o'z faoliyatini nazorat qilinadigan ob'ektning xususiyatlari, xususiyatlari va holatini hisobga olgan holda amalga oshirish. Operatorning ishtiroki nazorat qilish jarayonining umumiy kuzatuviga va agar kerak bo'lsa, belgilangan ish dasturini o'zgartirishga qisqartiriladi.

PLC kontrollerlari real vaqt rejimida ishlaydigan qurilmalar toifasiga kiradi va shunga o'xshash maqsad va arxitekturaga ega uskunalardan bir qator muhim farqlarga ega. Xususan, dasturlashtiriladigan mantiqiy kontrollerlar va oddiy kompyuterlar o'rtasidagi asosiy farq aktuatorlar va turli sensorlardan kiruvchi va chiquvchi signallarni qayta ishlash uchun ishlab chiqilgan tizimdir; o'rnatilgan boshqaruv tizimlaridan asosiy farqi boshqaruv ob'ektidan alohida bo'lgan o'rnatish sxemasi.

Birinchi mantiqiy kontrollerlar o'zaro bog'langan kontaktlar va o'rnilardan tashkil topgan juda katta o'lchamli tizimlar edi. Ushbu qurilmalarning ishlash sxemasi dizayn bosqichida o'rnatildi va keyinchalik uni o'zgartirish mumkin emas edi.

Ladder Logic Diagram maxsus tili bilan dasturlashtirilgan kontrollerlar keyingi avlod bo'lib, qattiq kodlangan qurilmalarni almashtiradilar. Ichki jismoniy kommutatsiya (ya'ni, kontaktlar va o'rni) ulardagi virtual bilan almashtirildi va qurilmaning mikrokontrolleri tomonidan bajariladigan dastur edi. Dizayn va montajdan so'ng dasturlashtiriladigan zamonaviy turdagi kontrollerlar erkin dasturlashtiriladigan kontrollerlar deb ataladi. Operatsion parametrlarini o'zgartirish, diagnostika qilish va ushbu qurilmalarga texnik xizmat ko'rsatish uchun maxsus qurilmalar - dasturchilar yoki ulanish va dasturiy ta'minot uchun tegishli interfeyslar bilan jihozlangan shaxsiy kompyuterlar qo'llaniladi. Bundan tashqari, erkin dasturlashtiriladigan kontrollerlarni boshqarish uchun turli xil HMI tizimlari, xususan, operator panellari qo'llaniladi. Avtomatlashtirilgan boshqaruv tizimlarining eng muhim elementlari, shuningdek, PLC ga markazlashtirilgan yoki taqsimlangan periferiya usuli yordamida ulangan sensorlar va aktuatorlardir.

PLC kontrollerlarini dasturlash uchun IEC 61131 xalqaro standartida tavsiflangan bir qator standartlashtirilgan tillar ishlab chiqilgan.

2. Kontrollerlarning maqsadi va qo'llanilishi

Dasturlashtiriladigan mantiqiy kontrollerlar (PLC) mahalliy va taqsimlangan monitoring va boshqaruv tizimlarining bir qismi sifatida keng qo'llaniladigan avtomatlashtirish vositalaridir.

PLC atamasi ma'lumotni o'zgartiradigan, qayta ishlaydigan, saqlaydigan va boshqaruv buyruqlari yoki tartibga solish harakatlarini ishlab chiqaradigan qurilmalarni bildiradi, mikroprotsessor texnologiyasi asosida amalga oshiriladi va aslida real vaqt rejimida mahalliy va taqsimlangan boshqaruv tizimlarida ishlash uchun ixtisoslashtirilgan boshqaruv kompyuter tizimlari hisoblanadi.

Dasturlashtiriladigan mantiqiy kontrollerlarenergetika sohasida, shu jumladan transportda texnologik uskunalarni boshqarishning avtomatlashtirilgan tizimlarini yaratish uchun mo'ljallangan. temir yo'l, sanoatning turli sohalarida, uy-joy kommunal xo'jaligi va Qishloq xo'jaligi(1-rasm).

Dasturlashtiriladigan mantiqiy kontrollerlar (PLC) asosan real vaqt rejimida arifmetik operatsiyalarni emas, balki mantiqiy funktsiyalarni amalga oshirishga qaratilgan va o'rni boshqarish sxemalari o'rniga, ya'ni texnologik ob'ektlarning elektro-avtomat qurilmalarining yarim o'tkazgichli sxemalarini boshqarish uchun ishlatiladi.

PLClar buyruq qurilmalari va mikrokontrollerlarning barcha turdagi funktsiyalarini amalga oshiradi va mikrokompyuterlar asosida yaratilgan. Mikrokompyuter ma'lumotlarini raqamli boshqaruv mashinasining universal dasturlashtiriladigan modeli deb hisoblash mumkin. PLC dan barcha turdagi texnologik jarayonlar uchun universal mahalliy boshqaruv moslamasi sifatida foydalanish imkoniyatiga PLCga ma'lum bir boshqaruv ob'ektining elektr tuzilishini o'zgartirmasdan ishlash algoritmini aniqlaydigan dasturni kiritish orqali erishiladi.

Shunday qilib, PLC ning ma'lum bir dasturda umumiy maqsadli qurilma sifatida yo'nalishi tegishli dasturlash orqali erishiladi.

PLC bitta ishlab chiqaruvchi tomonidan etkazib beriladigan yaxlit, bo'linmas mahsulot yoki bir xil yoki turli ishlab chiqaruvchilar tomonidan etkazib beriladigan bir nechta mahsulot - tarkibiy qismlar bo'lishi mumkin.

PLC ning funktsional maqsadiga ko'ra quyidagi asosiy qismlarni ajratish mumkin:

a) axborotni qabul qiluvchi, qayta ishlaydigan va chiqaradigan protsessor;

b) protsessor-ob'ekt interfeysi qurilmasi (USO),

c) protsessorni inson operatori bilan bog'lash uchun qurilma;

d) dasturiy ta'minot (dasturiy ta'minot) (2-rasm).

2-rasm - PLC arxitekturasi

PLCga qo'yiladigan talablar har xil, chunki PLClar barcha turdagi faoliyat uchun (ishchilar, texnologlar, muhandislar) foydalaniladi.

1-rasm - Sanoatda nazorat qiluvchilarning ishlashining mumkin bo'lgan sxemalari

Bozor modellarining qiyosiy tahlili

Hozirgi vaqtda PLC ishlab chiqaradigan ko'plab kompaniyalar mavjud. Biroq, turli xil PLClarning mavjudligi quyidagi savolni tug'diradi: bu mo'l-ko'llikdan kerakli kontrollerni qanday tanlash mumkin? Aksariyat iste'molchilarga bitta xususiyatning ustunligi kerak emas, balki PLC-larni xarakteristikalar va xususiyatlar to'plami bo'yicha taqqoslash imkonini beruvchi qandaydir yaxlit baholash kerak. Va bu alohida muammo. Shunday qilib, marketing davomida ko'plab firmalar ishonchlilik (MTBF va MTTR) haqida ma'lumot bermaydilar. Biroq, bu parametrlar mavjud bo'lganda, tarqalish kattalik buyurtmalari bilan boradi.

PLC ning eng muhim parametrlaridan biri kompaniyalar kataloglarida ishlash butunlay boshqa versiyalarda ko'rsatilgan. Ikkilik buyruqlarni bajarish vaqti, 1K diskret kirishlarning so'rov vaqti, aralash buyruqlarni bajarish vaqti va boshqalar paydo bo'lishi mumkin.

Bugungi kunda taqdim etilayotgan kontrollerlar assortimenti juda keng. Ularning barchasi shinam modulli printsip asosida qurilgan, panel yoki DIN-relsga o'rnatilgan, + 24V kuchlanishda ishlaydi, Fieldbus aloqa protokollarini qo'llab-quvvatlaydi va modullarning keng doirasiga ega:

diskret kirish / chiqish modullari;

aloqa modullari;
analog kirish / chiqish modullari;
termostat modullari;
joylashishni aniqlash modullari;
PID - regulyator modullari;
harakatni boshqarish modullari.
Tekshirgichlar bir xil funksionallikka, o'xshash texnik va ekspluatatsion xususiyatlarga ega va hatto deyarli bir xil o'lchamlarga ega. Bunday vaziyatda vazifaga javob beradigan PLCni baholash va tanlash mezonlarini aniqlash kerak.

Qurilmalarning o'ziga xos xususiyatlarini hisobga olgan holda, baholash mezonlarini uch guruhga bo'lish mumkin:

spetsifikatsiyalar;
operatsion xususiyatlar;
iste'mol xususiyatlari.
Bundan tashqari, xususiyatlarni to'g'ridan-to'g'ri (buning uchun ijobiy natija uning ko'payishi) va teskari (buning uchun ijobiy natija uning pasayishi) ga bo'lish kerak.

Xususiyatlari bir-biriga zid bo'lgani uchun, ya'ni. bir xususiyatning yaxshilanishi deyarli har doim boshqasining yomonlashishiga olib keladi, har bir xususiyat uchun ushbu xususiyatning qurilmaning foydaliligiga ta'sir qilish darajasini hisobga oladigan og'irlik omilini aniqlash kerak.

Quyida PLC ishlab chiqaradigan bir nechta kompaniyalar mavjud.

Advantech. Kontrollerlar va kirish modullari / olib tashlash

Tayvanning Advantech kompaniyasi boshqaruvchi va kiritish-chiqarish modullarining keng assortimentini taklif etadi. Ushbu kompaniyaning shaxsiy kompyuterga mos keladigan ko'p funktsiyali qurilmalari keng imkoniyatlarga ega va ikkalasi uchun ham ishlatilishi mumkin oddiy vazifalar avtomatlashtirish, shuningdek, yuqori samarali muhim ilovalar uchun.

Rasm - Kontrollerlarning tashqi ko'rinishi Advantech o'zining BAS -3000 seriyasini ishga tushiradi

Ikkita asosiy Advantech kontrollerlari seriyasi mavjud, APAX-5000 va ADAM-5000. APAX-5000 ochiq arxitektura boʻlib, turli ilovalarni qoʻllash imkonini beradi va yuqori tezlikdagi hisoblash protsessoriga (APAX5570XPE / 5571XPE) ega boʻlib, moslashuvchanlikni taʼminlaydi. Tizimning kengaytirilishini oshiradigan kiritish-chiqarish funktsiyalari ... ADAM - 5000 moslashuvchan aloqa ulanishlarini ta'minlaydigan keng ko'lamli aloqa interfeyslari bilan jihozlangan.

ICP DAS

Chizish - Tashqi ko'rinish WinCon, uPAC, XPAC kontrollerlari

ICP DAS Rossiyada keng ma'lum bo'lgan I - 7000, I - 8000 seriyali PLC va kirish-chiqish modullarini ishlab chiqaradi, uPAC, WinCon, WinPAC, XPAC, iPAC va boshqalar.

Kompyuterga mos keladigan platformaga asoslangan arzonroq, tasdiqlangan va tez rivojlanayotgan ochiq arxitekturalardan foydalanish imkoniyati ICP DAS mahsulotlarini ilgari faqat an'anaviy PLC ishlatilgan vazifalar uchun keng qo'llash imkonini beradi.

ICP DAS kontrollerlarining afzalliklari quyidagilardan iborat:

past PLC narxi;
ochiq protokollardan foydalanish;
dasturlashning qulayligi va keng ko'lamli dasturiy ta'minotning mavjudligi;
yuqori darajadagi boshqaruv tizimlari bilan integratsiya qilish qulayligi.
OWEN kontrollerlari (OWEN PLC)
OWEN kompaniyasi 15 yildan ortiq vaqt davomida birlamchi avtomatlashtirish qurilmalarining keng assortimentini ishlab chiqaradi. OWEN kompaniyasi 2005 yilda keng ko'lamli ilovalar uchun kontrollerlarni ishlab chiqishni boshladi. Ular zamonaviy elementlar bazasidan foydalanganlar va boshidanoq kuchli apparat resurslari va keng dasturiy ta'minot imkoniyatlarini yaratdilar.

Rasm - PLC OWEN ning tashqi ko'rinishi

Ularni dasturlash uchun Germaniyaning 3S-Software kompaniyasi tomonidan ishlab chiqilgan CoDeSys muhitidan foydalaniladi. Bundan tashqari, OWEN kontrollerlari o'rnatilgan SCADA va SoftLOGIC MasterSCADA tizimi yordamida dasturlashtirilishi mumkin.

Segnetika boshqaruvchilari

Rossiya kompaniyasi Segnetics uch qatorli kontrollerlarni ishlab chiqaradi. Birinchi qator - SMH2010 - uy-joy-kommunal xizmat ko'rsatish, binolarni avtomatlashtirish va sanoat sohasidagi ob'ektlarning keng doirasini avtomatlashtirish uchun universal panelli kontrollerlar. Ikkinchi qator shamollatish tizimlarini avtomatlashtirish uchun mo'ljallangan - Pixel.

Rasm - PLC Segnetics ning tashqi ko'rinishi

Uchinchi qator - SMH 2G - qurilish muhandislik tizimlarini avtomatlashtirish uchun mo'ljallangan PLC panellarining ikkinchi avlodi va texnologik jarayonlar sanoatda.

PLC dasturlash

PLC dan foydalanish quyidagilar bilan tavsiflanadi:

a) avtomatlashtirilgan texnologik jarayonlarning vizual tavsifi va dastlabki tavsif bo'yicha keyingi disk raskadrovka;

b) harakatchanlik - turli xil apparat va operatsion platformalarga o'tkazish qobiliyati, real vaqt rejimida dasturni samarali bajarish;

v) tavsifning aniqligi ob'ektning tabiati va ob'ektni boshqarish bo'yicha quyidagi vazifalar bilan belgilanadi:

1) parallel ishlov berish vazifalari katta raqam mantiqiy sxemalar (yuzlab va minglab) muayyan hodisalar yuzaga kelganda ijro etuvchi harakatlarni qayta ishlash bilan. Mantiqiy sxema bir nechta o'zgaruvchilarning mantiqiy funktsiyasining haqiqatini tekshirishga asoslanadi va hodisa bu funktsiyaning haqiqatiga ekvivalentdir. Bunday vazifalar, masalan, elektr stansiyalari, kimyo zavodlari va neftni qayta ishlash zavodlari kabi texnologik ob'ektlar uchun xosdir. Muammo mantiqiy tenglamalar tizimi orqali adekvat va vizual tarzda tasvirlangan. Standartning barcha tillari, SFCdan tashqari, bunday vazifalarni tavsiflash uchun juda mos keladi, chunki ular mantiqiy funktsiyalarni ifodalash vositalarini (IL, ST tillari) o'z ichiga oladi yoki ularni ko'rsatishning grafik shaklidir (LD, FBD tillari).

2) uning rivojlanishida bir qancha holatlar (bosqichlar, bosqichlar) orqali o'tadigan jarayonni boshqarish vazifalari. Bir holatdan ikkinchi holatga o'tish jarayon sensorlari signallari tomonidan yaratilgan hodisalarga muvofiq sodir bo'ladi. Bunday boshqaruv muammolari, masalan, transport va saqlash tizimlarini, modulli mashinalarni, robot komplekslarini boshqarishda yuzaga keladi, ular 1-bandda sanab o'tilgan ob'ektlar uchun ham xosdir, xususan, turbinani ishga tushirish va to'xtatish va hokazo. Ushbu turdagi vazifalar: eng aniq avtomat modellari bilan ifodalanadi. Standartda bunday model SFC tili (davlat belgisi, boshqaruv mantig'i) va boshqa har qanday til (holat o'zgarishini belgilaydigan holat va hodisalar bilan bog'liq harakatlar tavsifi) yordamida qurilgan. Shuni yodda tutingki, shunga o'xshash vazifalar standartning boshqa tillari yordamida to'liq ifodalanishi mumkin, masalan, xotira elementlari - triggerlar yordamida FBD tili, ammo bu holda avtomat modeli bilvosita ifodalanadi.

3) avtomatik boshqaruv muammolari (PID - qonunlar, loyqa boshqaruv va boshqalar) deyarli hamma joyda uchraydi. Bu erda, qoida tariqasida, oldindan ishlab chiqilgan komponentlar kutubxonalaridan foydalaniladi - LD va FBD tillari uchun grafik bloklar va ST va PL tillari uchun pastki dasturlar.

4) taqsimlangan texnologik ob'ektlarni boshqarish, optimallashtirish vazifalari, shuningdek, ma'lumotlarni qazib olish bilan bog'liq vazifalar. Ushbu turdagi muammolar kimyoviy ishlab chiqarish kabi murakkab texnologik ob'ektlarda hal qilinadi. Bu erda adekvat tavsiflash vositasi sifatida ST, universal C, C++, Paskal, Visual Basic skript tipi, ob'ektga yo'naltirilgan Java tillaridan foydalanish mumkin.

Tilning harakatchanligi, ya'ni. turli xil apparat va operatsion platformalarga portlash imkoniyati, bitta ishlab chiqaruvchidan paketdan foydalanganda standart tillar uchun qo'llab-quvvatlanishi mumkin. Bu turli xil etkazib beruvchilarning bir xil tillardagi dasturlarni ishlab chiqishda birgalikda yashashning mumkin emasligi bilan bog'liq, chunki IEC 61131 - 3 standartining talablari tavsiyaviy xususiyatga ega va shuning uchun tillarni amalga oshirishda farqlarga olib keladi. turli ishlab chiqaruvchilar tomonidan.

RTda samarali bajarilishi boshqaruv tizimi (PLC) sodir bo'lgan hodisaga qanchalik tez reaksiyaga kirishishi mumkinligiga javob beradi. Odatda "vaqt aylanishi" atamasi ishlatiladi, ya'ni. oldindan belgilangan vaqt oralig'i, masalan, 10 ... 300 ms oralig'ida, bu vaqt ichida PLC kirish harakatlariga ishonchli javob bera oladi. Tezroq javob berishni ta'minlash uchun, uzilishlar bilan (o'nlab dan yuzlab mikrosoniyalargacha) qayta ishlanadigan boshlang'ich signallari qo'llaniladi.

Ilovalarning keng doirasi uchun PLCda ishlatiladigan protsessorlarning yuqori tezligi tufayli talab qilinadigan tsikl vaqtini ta'minlash vazifasi juda oson hal qilinadi. Masalan, Modicon kontrollerlari Intel 286 dan Pentiumgacha bo'lgan Intel protsessorlaridan foydalanadilar. Biroq, bu erda bitta muammo bor: qayta ishlashning ko'p qismi amalga oshiriladigan ob'ektlarni boshqarishda protsessordan samarasiz foydalanish. mantiqiy ma'lumotlar, unda 32 dan faqat bitta bit ishlatiladi.Agar bu muammoning yechimi topilsa, hech bo'lmaganda foydalaniladigan protsessor sinfini pasaytirish mumkin bo'ladi, bu iqtisodiy sabablarga ko'ra foydalidir.

Standart talablariga ko'ra, oldindan belgilanmagan ob'ektlar dasturchi tomonidan e'lon qilingan nom va turga ega bo'lishi kerak, oldindan belgilangan ob'ektlar uchta zonaga bo'linadi: xotira zonasi (% M), kirish zonasi (% 1) va chiqish zonasi. (% Q). Ob'ektlar bo'lishi mumkin: bit (X), bayt (B), so'zlar (W), qo'sh so'zlar (D), "uzun" so'zlar (L) - 64 bit

Standartning cheklovlari:

a) vazifalarning nomi aniqlanmagan;

b) grafik muharrirning o'lchami foydalanuvchining ixtiyorida;

c) amalga oshirish uchun tayyor funktsiyalarning minimal soni yo'q, lekin

agar standart nom ishlatilsa (funksiya bloki va boshqalar), keyin

u standartga mos kelishi kerak;

d) dasturni ishlab chiqish va disk raskadrovka qilish uchun xizmat ko'rsatish dasturlari va vositalari

(muharrirlar, tillar, hujjatlar va boshqalar) aniqlanmagan;

e) dasturni bajarish uchun aniq qoidalar yo'q (masalan, uchun

funktsional bloklar);

f) tillarning konvertatsiya qilinishi tavsiflanmagan.

IEC 61131 - 3 sertifikati bugungi kunda mavjud emas, maxsus "muvofiqlik klassi" yo'q. Standartga muvofiqligini e'lon qilgan har bir ishlab chiquvchi qidiruv jadvallari hujjatlarini, shuningdek qo'shimcha kengaytmalar ro'yxatini taqdim etishi kerak.

Yakuniy foydalanuvchilar uchun standartning afzalliklari shundan iboratki, o'qitish xarajatlari kamayadi, foydalanuvchi ilovalari bir hil, dastur tuzilmasi bir xil, oldindan belgilangan ob'ektlardan foydalaniladi va hokazo. Turli xil standart tillar har bir dastur funktsiyasini vazifa uchun eng mos tilda dasturlash imkonini beradi.

Standartga muvofiqlik PLC dizaynerlariga dizayn muvofiqligini ta'minlash imkonini beradi texnik talablar iste'molchilar tomonidan qo'yiladigan talablar va hatto kichik dasturiy ta'minot sotuvchilari qila olmaydigan qo'shimcha funktsiyalarni joriy etish.

Xulosa
PLC larning keng qo'llanilishiga olib kelgan birinchi va asosiy afzalligi shundaki, bitta ixcham elektron qurilma o'nlab va yuzlab elektromexanik relelarni almashtirishi mumkin.

Ikkinchi afzallik shundaki, mantiqiy kontrollerlarning funktsiyalari apparatda emas, balki dasturiy ta'minotda amalga oshiriladi, bu ularga minimal kuch va xarajatlar bilan yangi sharoitlarda ishlashga doimo moslashish imkonini beradi.

PLC dan foydalanish boshqaruv tizimlarining yuqori ishonchliligini, oddiy takrorlanishini va texnik xizmat ko'rsatishini ta'minlaydi, uskunani o'rnatish va ishga tushirishni tezlashtiradi va boshqaruv algoritmlarini (shu jumladan, operatsion uskunada) tezda yangilash imkoniyatini beradi.

Ishlatilganlar ro'yxati manbalar

1. I.G. Minaev, V.V. Samoylenko “Programlanadigan mantiqiy kontrollerlar. Boshlang'ich muhandis uchun amaliy qo'llanma ". - Moskva .: "Argus", 2009 yil.

2. I.V. Petrov “Programlanadigan mantiqiy kontrollerlar. Standart tillar va amaliy dasturlash texnikasi”. - M .: "Solon-Press", 2004 yil.

3. Entsiklopediya [Elektron resurs]. - Kirish shakli - http: // Vikipediya.

4. Aries [Elektron resurs]. - Kirish shakli - http://www.owen.ru.

5. Texnik yig'ish Schneider elektr ... 16-son. "Dasturlashtiriladigan mantiqiy kontrollerlarga asoslangan avtomatik boshqaruv tizimlari". - "Schneider Electric Publisher", 2008 yil.

6. Segnetika [Elektron resurs]. - Kirish shakli - http: // www. segnetika. com.

Sizni qiziqtirishi mumkin bo'lgan boshqa shunga o'xshash asarlar Wshm>

233. Truss tizimlari va ularni qurilish konstruksiyalarida qo'llash sohasi 711,56 KB

Trusslar Truss tizimlari va ularni qurilish konstruksiyalarida qo'llash sohasi Po'lat trusslar temir yo'l angarlari va boshqalarning sanoat va fuqarolik binolarini qoplashda keng qo'llaniladi. Radio minoralari va elektr uzatish minoralarining katta oraliqli ko'prigi va boshqa ko'plab inshootlar shaklda tayyorlanadi. temir trusslardan. Qattiq to'sinlar bilan solishtirganda, trusslar metall iste'moli jihatidan tejamkor, ular yuk texnologiyasi yoki arxitektura sharoitida talab qilinadigan har qanday shaklga osonlik bilan beriladi, ularni ishlab chiqarish nisbatan oson. Fermalar qachon ishlatiladi ...
6489. Mantiqiy eshiklar va mantiqiy funktsiyalar 184,65 KB
1 Elektr signallarining tasnifi Har qanday elektron qurilmaning asosiy vazifasi elektr signallari olib yuradigan ma'lumotlarni qayta ishlashdir. Eng umumiy shaklda elektr signallari quyidagicha tasniflanishi mumkin: analog - vaqt bo'yicha doimiy ravishda o'zgarib turadigan kuchlanish va oqimlar; ma'lumotlar signallarning amplitudasi, chastotasi yoki fazasida mavjud; diskret - impuls - keskin o'zgaruvchan signallar; ma'lumot impulslarning amplitudasi, chastotasi yoki shaklida mavjud; diskret - raqamli - amplitudasi ... bo'lgan signallar.
193. Mantiqiy eshiklar 384,14 KB
Mantiqiy elementlarni aniqlash LE ning mantiqiy elementlari eng oddiy mantiqiy operatsiyalarni amalga oshiradigan elektron sxemalardir. Mantiqiy elementlarning tasnifi 1.15 Evropa DIN standarti bo'yicha mantiqiy elementlarning UGO ni ko'rsatadi, ular Rossiya standarti bo'yicha belgilashlardan unchalik farq qilmaydi. EmitterCoupled Logic ECL] MSda 052 ns elementlarning yuqori almashinish tezligi bilan foydalaniladi; qarshi quvvat manbai bilan in'ektsiya-in'ektsion mantiq I2L; MIS tranzistorlarida MDP = MetalDielektrikSemiconductor [eng.
4449. Kompyuterlarning mantiqiy asoslari 40,08 KB
Matematik mantiq asoslari; mantiqiy qonunlar. Asosiy mantiqiy eshiklar; mantiq. Yarim to‘ldiruvchi, to‘ldiruvchi. Trigger.
8888. ARGUMENTATSIYANING MANTIQIY ASOSLARI 20,21 KB
Tezisni asoslash uchun hukmlardan foydalanilgan. Binolar argumentlar bo'lib, xulosaning xulosasi tezis sifatida ishlatiladi. Isbot - bu argument bo'lib, unda tezisning ba'zi bir hukmlarining haqiqatini to'liq asoslash uni haqiqat deb qabul qilingan dalillarning boshqa hukmlaridan chiqarish orqali amalga oshiriladi. Boshqacha qilib aytganda, to'g'ridan-to'g'ri isbotlashda tezisning haqiqati dalillarning haqiqatidan bevosita kelib chiqadi, tezis dalillarning mantiqiy natijasidir.
2745. Ish stolida mantiqiy Geyts 135,54 KB
Keling, ElectronicsWorkbench dasturida simulyatsiya sxemasini chizamiz Mantiqiy analizatorda sxemani ishga tushirgandan so'ng, biz quyidagini oldik Keling, mantiqiy analizatordan 4 ta qiymat uchun haqiqat jadvallarini tuzamiz va ulardan mantiqiy elementlarning nomini aniqlash uchun foydalanamiz ...
10477. Kompyuterning mantiqiy asoslari 10,94 KB
Ikkinchidan, mantiqiy algebra shunday qiladiki, murakkab mantiqiy taklif funktsiya bilan tavsiflanadi, uning natijasi to'g'ri yoki noto'g'ri 1 yoki 0 bo'lishi mumkin. Mantiqiy taklif: bu bir xil ma'noga ega bo'lgan taklifdir. to'g'ri yoki yolg'onligini ayting. Masalan, Parij Fransiyaning poytaxti va Parij Angliyaning poytaxti degan gaplar mantiqiy gaplardir, chunki ularning har biri haqida birinchi gap to'g'ri, ikkinchisi yolg'on deyish mumkin. Oddiy mantiqiy bayonot nima Bu iboralar ...
6469. Qo'shimchalar va arifmetik mantiqiy qurilmalar 219,59 KB
Yarim to'ldiruvchi - bu ikkita bir bitli ikkilik sonlarni arifmetik qo'shishni eng kam ahamiyatli bitdan tashishni hisobga olmasdan amalga oshiradigan kombinatsiyalangan sxema. Toplayıcılardan foydalanish Bir bitli yarim qo'shimchalar va to'liq qo'shimchalar asosida siz 1-rasmdagi uzatish signallari chiziqlari bo'ylab qo'shimchalar zanjirlarini ketma-ket ulash orqali to'liq bitli qo'shimchalarni qurishingiz mumkin. past tartibli bitlarni yig'uvchi mikrosxemaning uzatish chiqishi bilan yuqori tartibli bitlarni yig'uvchi mikrosxemaning uzatish kirishini ketma-ket ulash ...
78. Ob'ektni yopish. Mantiqiy funktsiyalar 87,88 KB
Ishning maqsadi: yassi chizmalarni ishlab chiqishda parametrlarni o'rnatish va ob'ektni yopish va mantiqiy funktsiyalardan foydalanish ko'nikmalarini egallash. Butun chizma qo'ng'irog'i asosiy menyusi uchun Snap parametrlarini o'rnatish TOOLS Object Snp Settings. Chizish paytida snap rejimini tanlash.
6272. Axborotni taqsimlash nazariyasining predmet sohasi 30,53 KB
Axborot jarayonlari va xizmat ziddiyati. Navbat tizimlari nazariyasining asosiy ta'riflari. Talab oqimi modellari SUT Teletrafik nazariyasi kursi telekommunikatsiya tarmoqlarida axborotni qayta ishlash jarayonlarini navbat tizimlari uchun navbat tizimlari nazariyasi nuqtai nazaridan o'rganadi. Agar serverlar soni barcha qabul qilingan so'rovlarga xizmat ko'rsatish uchun etarli bo'lmasa, u holda nizo kelib chiqadi, uning yechimi so'rovlarning bir qismi bekor qilinadi yoki navbatga qo'yiladi.
LPC83x mikrokontrollerlari 32KB FLASH va 4KB SRAM xotirasini birlashtiradi.

Periferik to'plamga tsiklik ortiqcha tekshiruv (CRC) moduli, bitta I 2 C avtobus interfeysi, bitta USART, ikkitagacha ketma-ket SPI interfeysi, ko'p tarmoqli taymer, tizimni uyg'otish taymeri, SCT / PWM moduli, to'g'ridan-to'g'ri xotiraga kirish (DMA) kiradi. kontroller , 12-bitli ADC, matritsa almashtirgich orqali sozlanishi, funktsiyani belgilash I/U portlari, kirish signali strukturasini taqqoslash moduli va 29 tagacha umumiy maqsadli I/U liniyalari.

NXP ixtiyoriy o'rnatilgan Cortex®-M0 + protsessorli ARM® Cortex®-M4F mikrokontrollerlarining LPC5411x oilasini taqdim etadi. Qurilmalar moslashuvchan quvvat iste'moli va periferik ish rejimlarini qo'llab-quvvatlaydi, bu 80 mkA / MGts gacha minimal faol oqim iste'molini ta'minlaydi.

Yangi mikrokontrollerlar 192 KB gacha oshirilgan ichki operativ xotira, raqamli ikki kanalli mikrofon interfeysi (DMIC) va tashqi soat manbaisiz ishlaydigan to‘liq tezlikdagi USB interfeysiga ega. DMIC quyi tizimi 50 mA yoki undan kam oqim iste'moli bilan ovozni aniqlash va ovozni ishga tushirish uchun sanoatning eng yuqori energiya samaradorligini ta'minlaydi. LPC5411x oilasi tizim drayverlari kutubxonasi va LPCOpen namunaviy ilovalaridan tortib IAR, Keil va LPCXpresso kabi integratsiyalashgan ilovalarni ishlab chiqish muhitlari (IDE)gacha bo'lgan keng ko'lamli ishlab chiqish vositalari bilan qo'llab-quvvatlanadi.

XMC4000 oilasining eng katta a'zosi sifatida XMC4800 seriyasi Ethernet orqali real vaqt rejimida aloqani ta'minlaydigan EtherCAT® interfeysi bilan jihozlangan sanoatning birinchi yuqori darajada integratsiyalangan ARM® Cortex®-M mikrokontrollerlaridir. Raqamli signal protsessor va 32-bitli mikrokontroller funktsiyalarini birlashtirgan XMC4000 oilasi raqamli quvvatni o'zgartirish tizimlari, elektr drayvlar, o'lchash va boshqarish tizimlari, ma'lumotlarni kiritish / chiqarish modullari va boshqalar kabi sanoat ilovalari uchun idealdir.

Mikrokontrollerlarning sanoatda qo'llanilishi juda keng. Bularga qarorlarni avtomatlashtirish, vosita boshqaruvi, inson mashinasi interfeyslari (HMI), sensorlar va dasturlashtiriladigan mantiqiy boshqaruv kiradi. Dizaynerlar tobora ko'proq mikrokontrollerlarni ilgari "aqlsiz tizimlar"ga integratsiya qilmoqdalar va sanoat IoT (Internet of Things) ning tez tarqalishi mikrokontrollerlarni joriy qilishni sezilarli darajada tezlashtiradi. Biroq, sanoat ilovalari kamroq iste'mol qilishni talab qiladi elektr energiyasi va undan oqilona foydalanish.

Shu sababli, mikrokontroller ishlab chiqaruvchilari o'z mahsulotlarini sanoat va tegishli bozorlarga kiritmoqdalar, shu bilan birga yuqori ishlash va moslashuvchanlikni taklif qilishadi, lekin minimal quvvat sarfi.
Tarkib:

Sanoat mikrokontrollerlariga qo'yiladigan talablar

Odatda sanoat muhiti kuchli elektr motorlar, kompressorlar, payvandlash uskunalari va boshqa mashinalarning ishlashi natijasida yuzaga kelishi mumkin bo'lgan elektr shovqinlari va oqim va kuchlanishlarning katta o'sishi kabi yanada og'ir ish sharoitlari tufayli elektr jihozlariga talablarni oshiradi. Elektrostatik va elektromagnit parazit (EMI) va boshqalar ham paydo bo'lishi mumkin.

Past ta'minot kuchlanishi va 130nm geometrik jarayonlar (hujayra zichligi. Etakchi chip kompaniyalari tomonidan 2000-2001 ga yetgan) yoki undan kamroq yuqoridagi xavf-xatarlarni bartaraf etishning oldini oladi. Mumkin bo'lgan favqulodda vaziyatlarni bartaraf etish uchun maxsus tashqi himoya sxemalari, quvvat qismi va "tuproq" o'rtasida joylashgan maxsus taxtalar qo'llaniladi. Agar mikrokontroller ishlab chiqaruvchilari zamonaviy jahon bozorini zabt etishni xohlasalar, ular bir nechta talablarga rioya qilishlari kerak, biz quyida muhokama qilamiz.

Kam quvvat sarfi
Zamonaviy nazorat va monitoring tizimlari tobora murakkablashib bormoqda, bu esa alohida masofaviy sensor birliklarida qayta ishlashni amalga oshirish talablarini oshiradi. Ushbu ma'lumotlar mahalliy ravishda qayta ishlanishi kerakmi yoki tobora ko'payib borayotgan raqamli aloqa protokollaridan foydalanish kerakmi? Ko'pgina zamonaviy ishlab chiquvchilar qo'shimcha funktsiyalarni qo'shish uchun o'lchov sensori ichiga mikrokontrollerni o'z ichiga oladi. Zamonaviy tizimlar motor salomatligi monitorlari, suyuqliklar va gazlar uchun masofaviy zondlash funktsiyalari, nazorat klapanlarini boshqarish va boshqalarni o'z ichiga oladi.

Ko'pgina sanoat sensorlar agregatlari quvvat manbalaridan uzoqda, bu erda asosiy kamchilik manbadan sensorga chiziq kuchlanishining pasayishi hisoblanadi. Ba'zi datchiklar yo'qotish kamroq bo'lgan oqim pastadiridan foydalanadi. Ammo elektr ta'minoti turidan qat'i nazar, mikrokontrollerning kam iste'moli majburiydir.

Bundan tashqari, akkumulyatorli tizimlar - binolarni avtomatlashtirish tizimlari, sensorlar mavjud yong'in signalizatsiyasi, harakat detektorlari, elektron qulflar va termostatlar. Bundan tashqari, qon glyukoza o'lchagichlari, yurak urish tezligi monitorlari va boshqa uskunalar kabi ko'plab tibbiy asboblar mavjud.

Texnologiyalar aqlli tizimlarning tobora kengayib borayotgan imkoniyatlariga mos kelmaydi, bu esa tizim elementlarining energiya sarfini minimallashtirish zaruratini oshiradi. Mikrokontroller ish rejimida minimal elektr energiyasini iste'mol qilishi va minimal energiya sarfi bilan "uyqu" rejimiga o'tishi, shuningdek, berilgan shartga (ichki taymer yoki tashqi uzilish) muvofiq "uyg'onishi" kerak.

Ma'lumotlarni saqlash qobiliyati
Batareyaning ishlashi haqida muhim eslatma: har qanday batareya ertami-kechmi zaryadsizlanadi va quvvatni kerakli darajada ushlab turolmaydi. Ha, agar sizning mobil telefoningiz suhbat o'rtasida o'chib qolsa, tirnash xususiyati keltirib chiqaradi, ammo agar tibbiy asbob operatsiya paytida yoki murakkab ishlab chiqarish siklidagi tizimda o'chib qolsa, bu juda ayanchli oqibatlarga olib kelishi mumkin. Elektr tarmog'idan quvvatlantirilganda, kuchlanish katta ortiqcha yuk yoki chiziqning ishdan chiqishi tufayli yo'qolishi mumkin.

Bunday vaziyatlarda mikrokontrollerning o'chirish holatini hisoblashi va barcha muhim operatsion ma'lumotlarni saqlashi juda muhimdir. Agar qurilma protsessor, dastur hisoblagichi, soat, registrlar, kiritish-chiqarish holati va hokazolarni saqlab qolsa, juda yaxshi bo'lardi, shunda takroriy ishlagandan so'ng qurilma sovuq ishga tushmasdan o'z ishini davom ettirishi mumkin.

Bir nechta aloqa imkoniyatlari
Aloqa haqida gap ketganda, sanoat ilovalarida gamut nazorat qilinadi. Shu bilan birga, simli aloqada klassik oqim halqasidan 4 - 20 mA va RC-232 dan tortib chekilgan, USB, LVDS, CAN va boshqa ko'plab almashinuv protokollari bilan tugaydigan deyarli barcha turlari mavjud. IoT mashhurlikka erishgandan so'ng, simsiz aloqa protokollari va aralash protokollar paydo bo'la boshladi, masalan, Bluetooth, Wi-Fi, ZigBee. Oddiy qilib aytganda, ushbu sanoatning biron bir ma'lumot almashish protokoli bo'yicha qaror topishi ehtimoli nolga teng, shuning uchun zamonaviy mikrokontrollerlar bir qator aloqa imkoniyatlarini o'z ichiga olishi kerak.

Xavfsizlik

IPv6 Internet protokolining so'nggi versiyasida 128 bitli manzil maydoni mavjud bo'lib, u nazariy jihatdan maksimal 3,4x10 38 manzilni beradi. Bu dunyodagi qum donalaridan ham ko'proq! Tashqi dunyo uchun potentsial ochiq bo'lgan juda ko'p sonli qurilmalar bilan u bo'ladi dolzarb masala xavfsizlik. Ko'pgina mavjud echimlar OpenSSL kabi ochiq kodli dasturiy ta'minotdan foydalanishga asoslangan, ammo bu foydalanish natijalari eng yaxshi bo'lishdan uzoqdir.

Bir nechta dahshatli hikoyalar shunga qaramay sodir bo'ldi. 2015 yilda tadqiqotchilar noutbuk bilan qurollangan va Mobil telefon simsiz internet aloqasi yordamida Jeep Cherokee avtomobilini buzib tashladi. Ular hatto tormozni ham bo'shatishga muvaffaq bo'lishdi! Tabiiyki, bu kamchilik ishlab chiquvchilar tomonidan bartaraf etildi, ammo xavf saqlanib qolmoqda. Internetga ulangan zamonaviy tizimlarni buzish ehtimoli IoT bo'yicha mutaxassislarni shubhada ushlab turadi, chunki agar ular avtomobilni buzishga muvaffaq bo'lishsa, ular butun bir zavod yoki zavod tizimini buzishi mumkin va bu ancha xavflidir. Stuxnet esingizdami?

AES shifrlash kabi mustahkam dasturiy va apparat xavfsizlik xususiyatlari zamonaviy sanoat mikrokontrollerlari uchun asosiy talab hisoblanadi.

Asosiy variantlarning kengaytiriladigan to'plami

Barcha foydalanuvchilarni qondirishga harakat qiladigan mahsulot oxir-oqibat hech kimni qoniqtirmaydi.

Ba'zi sanoat ilovalari kam quvvat sarfiga ustunlik beradi. Masalan, oziq-ovqat mahsulotlarini muzlatish tizimidagi haroratni qayd qilish uchun simsiz monitoring tizimi yoki fiziologik ma'lumotlarni yig'ish uchun tasmali sensorli tizim. Ushbu tizim ko'p vaqtini uyqu rejimida o'tkazadi va vaqti-vaqti bilan bir nechta oddiy ishlarni bajarish uchun "uyg'onadi".

Keng ko'lamli sanoat loyihasi mikrokontrolderlarni turli xil ishlash va quvvat sarfini birlashtiradi. Qayta ishlashni tezlashtirish va bozorga chiqish vaqtini tezlashtirish uchun u funktsional vazifalarga qarab, yadrolar o'rtasida dastur kodini osongina portlashi kerak.

Moslashuvchan tashqi qurilmalar to'plami

Sanoat nazorati, qayta ishlash va o'lchashning ulkan ko'lamini hisobga olgan holda, har qanday sanoat mikrokontrollerlar oilasi minimal tashqi qurilmalar to'plamiga ega bo'lishi kerak. "Minimal to'plam" ning ba'zilari:

1Msamples/s gacha tezlikda ishlaydigan ADC analog-raqamli konvertorlarining o'rtacha ruxsati (10-, 12-, 14-bit);

(24-bit) bilan yuqori aniqlik yuqori aniqlikdagi ilovalarda past tezliklar uchun;
Seriyali aloqa uchun bir nechta variant, ayniqsa I2C, SPI va UART, lekin afzalroq USB;
Xavfsizlik xususiyatlari: IP himoyasi, Kengaytirilgan shifrlash standarti (AES) apparat tezlatgichi;
O'rnatilgan LDO va DC-DC konvertorlari;
Sensorli sig'imli kalit moduli, LCD panel drayveri, transimpedans kuchaytirgichi va boshqalar kabi umumiy maqsadlar uchun maxsus tashqi qurilmalar.
Kuchli rivojlanish vositalari
Yangi loyihalar murakkablashib bormoqda va rivojlanish jarayonlarini takomillashtirish va tezlashtirishni talab qiladi. Bugungi tendentsiyalarga mos kelish uchun har qanday sanoat mikrokontrollerlar oilasi dasturiy ta'minot, asboblar va ishlab chiqish vositalarini o'z ichiga olgan rivojlanish va ekspluatatsiyaning barcha bosqichlarida to'liq yordamga ega bo'lishi kerak.

Dasturiy ta'minot ekotizimiga GUI IDE, operatsiya xonasi (RTOS), tuzatuvchi, kodlash misollari, kod yaratish vositalari, periferik sozlamalar, g'avvos kutubxonalari va API'lar kiradi. Bundan tashqari, dizayn jarayonini qo'llab-quvvatlash bo'lishi kerak, tercihen zavod mutaxassislariga onlayn kirish imkoniyati, shuningdek, maslahatlar va fokuslar almashinuvi mumkin bo'lgan onlayn foydalanuvchi suhbati.

MSP43x kam quvvatli sanoat mikrokontrollerlar oilasi
Bir nechta ishlab chiqaruvchilar o'sib borayotgan bozor talabini qondirish uchun echimlarni ishlab chiqdilar. Bunday ishlab chiqaruvchilarning diqqatga sazovor namunalaridan biri MSP43x oilasiga ega Texas Instruments bo'lib, u yuqori unumdorlik va kam quvvat sarfining ajoyib kombinatsiyasini taklif etadi.

MSP43x liniyasiga 500 dan ortiq qurilmalar kiritilgan, jumladan, 16-bitli RISC yadrosi asosidagi ultra past quvvatli MSP430 va MSP432-ni birlashtirishga qodir. yuqori daraja juda kam quvvat sarfi bilan ishlash. Ushbu qurilmalar 256 KB gacha flesh-xotiraga ega 32 bitli ARM Cortex-M4F yadrosiga ega.

MSP430FRxx noyob ishlash qobiliyatlari uchun ferroelektrik tasodifiy kirish xotirasidan (FRAM) foydalanadigan 100 ta qurilmalar oilasidir. FRAM, shuningdek, FeRAM yoki F-RAM sifatida tanilgan, flesh va SRAM texnologiyalari funktsiyalarini birlashtiradi. Tez yozish va kam quvvat iste'moli bilan uchuvchan emas, 10-15 tsikl yozish chidamliligi, flesh yoki EEPROM bilan solishtirganda yaxshilangan kod va ma'lumotlar xavfsizligi, shuningdek, radiatsiya va elektromagnit nurlanishga chidamliligini oshiradi.

MSP43x oilasi tarmoq infratuzilmasi, boshqaruv jarayonlari, sinov va o'lchash, uy avtomatizatsiyasi, tibbiy va fitnes uskunalari, shaxsiy elektron qurilmalar va boshqa ko'plab sanoat va boshqa kam quvvatli ilovalarni qo'llab-quvvatlaydi.

Ultra past quvvatga misol: MSP430F5528 bilan birlashtirilgan to'qqiz o'qli sensorlar
Ilovalarda tadqiqot va o'lchashda ko'payib borayotgan sensorlar bitta tizimga "birlashadi" va bir nechta qurilmalardan ma'lumotlarni birlashtirish uchun umumiy dasturiy ta'minot va apparat vositalaridan foydalanadi. Ma'lumotlarni birlashtirish sensorlarning individual kamchiliklarini tuzatadi va kosmosdagi joylashuv yoki yo'nalishni aniqlashda ish faoliyatini yaxshilaydi.

Yuqoridagi diagrammada past quvvatli MSP430F5528 hamda har uch o'qda magnitometr, giroskop va akselerometrdan foydalanadigan AHRS blok diagrammasi ko'rsatilgan. MSP430F5528 optimallashtiradi va kengaytiradi hayot sikli 16-bitli RISC yadrosi, apparat multiplikatori, 12-bitli ADC va USB, shu jumladan bir nechta ketma-ket modullarni o'z ichiga olgan portativ hisoblagichning batareyalari.

Dasturiy ta'minot yo'nalish-kosinus-matritsa (DCM) algoritmidan foydalanadi, u kalibrlangan sensor ko'rsatkichlarini oladi, ularning kosmosdagi yo'nalishini hisoblaydi va qiymatlarni Eyler burchaklari deb ataladigan balandlik, burilish va egilish sifatida chiqaradi.

Agar kerak bo'lsa, MSP430F5xx seriyali I 2 C protokoli orqali harakat sensorlari bilan bog'lanishi mumkin. Bu butun tizimga foyda keltirishi mumkin, chunki asosiy mikrokontroller sensordan ma'lumotlarni qayta ishlashdan ozod qilingan. U kutish rejimida qolishi va shu bilan quvvat sarfini kamaytirishi yoki boshqa vazifalarni hal qilish uchun bo'shatilgan resurslardan foydalanishi va shu bilan tizimning ishlashini oshirishi mumkin.

Yuqori unumdorlikka ega dasturga misol: MSP432P401R yordamida BPSK modem
Binary Phase Shift Anahtaring (BPSK) raqamli modulyatsiya sxemasi bo'lib, mos yozuvlar signalining fazasini o'zgartirish orqali ma'lumotlarni uzatadi. Oddiy dastur past ma'lumotlar tezligi signallari uchun qo'shimcha havolani ta'minlash uchun BPSK modemini ishlatadigan optik aloqa tizimi bo'ladi.

BPSK ikki xil modulyatsiya bosqichida ikkilik raqamli ma'lumotlarni ko'rsatish uchun ikki xil signaldan foydalanadi. Bir fazaning tashuvchisi bit 0 bo'ladi, 180 0 ga siljigan faza esa bit 1 bo'ladi. Bu ma'lumotlarni uzatish quyida ko'rsatilgan:

MSP432P401R dizaynning asosiy qismini tashkil qiladi. 32-bitli ARM Cortex-M4 yadrosiga qo'shimcha ravishda, ushbu qurilma 14-bitli, 1-Msps ADC va CMSIS raqamli signalni qayta ishlash (DSP) kutubxonasiga ega bo'lib, unga raqamli signallarni qayta ishlashning murakkab funktsiyalarini samarali boshqarish imkonini beradi.

Transmitter (modulyator) va qabul qiluvchi (demodulyator) quyida ko'rsatilgan:

Amalga oshirish BPSK modulyatsiyasi va demodulyatsiyasi, oldingi xatolarni tuzatish, BERni yaxshilash uchun xatolarni tuzatish va raqamli signalni shakllantirishni o'z ichiga oladi. BPSK demodulyatsiyadan oldin signal-shovqin nisbatini (SNR) yaxshilash uchun ixtiyoriy chekli impulsli javob (FIR) past o'tkazuvchan filtrni o'z ichiga oladi.

BPSK modulyatorining xususiyatlari:

tashuvchi chastotasi 125 kHz;
125 kbps gacha bit tezligi;
600 baytgacha bo'lgan to'liq paket yoki ramka;
125 kHz chastotada x4 mediani haddan tashqari namuna olish (ya'ni 500 ksps namuna olish tezligi)
xulosalar
Sanoatda foydalanish uchun mikrokontrollerlar yuqori unumdorlik, kam quvvat iste'moli, moslashuvchan xususiyatlar to'plami va kuchli dasturiy ta'minot ishlab chiqish ekotizimining kombinatsiyasiga ega bo'lishi kerak.

APCSda "TKM - 52" ni qo'llash usullari

"TKM - 52" boshqaruvchisi Ethernet yoki RS-485 (MODBUS) tarmog'iga asoslangan taqsimlangan ierarxik yoki mahalliy avtonom jarayonlarni boshqarish tizimlarining bir qismi sifatida boshqaruv ob'ektiga ma'lumot to'plash, qayta ishlash va ta'sirlarni yaratish uchun mo'ljallangan. Tekshirish moslamasidan foydalanish mumkin:

a) kichik ob'ektlar uchun avtonom boshqaruv qurilmasi sifatida;

b) taqsimlangan boshqaruv tizimlarining bir qismi sifatida ob'ekt bilan aloqa qilish uchun masofaviy terminal sifatida;

c) bir vaqtning o'zida mahalliy boshqaruv qurilmasi sifatida va murakkab taqsimlangan boshqaruv tizimlarining bir qismi sifatida ob'ekt bilan aloqa qilish uchun masofaviy terminal sifatida.

Ortiqcha rejimdagi kontroller yuqori ishonchli boshqaruv tizimlarida foydalanish uchun mo'ljallangan. Kontroller, versiyaga qarab, operatsion tizimlardan birini o'rnatishi mumkin: DOS yoki System Dasturiy ta'minot(SPO) OS LINUX asosidagi. Birinchi holda, IFC TRA - CE MODE dasturidan foydalangan holda universal dasturlash vositalaridan foydalangan holda amalga oshirilishi mumkin.

Mustaqil dasturda kontroller o'rtacha axborot sig'imi (50-200 kanal) muammolarini hal qiladi. Turli periferik qurilmalarni ketma-ket (RS - 232, HRS - 485) va parallel interfeyslar, shuningdek, Ethernet orqali ulash mumkin. O'rnatilgan klaviatura va indikator bloki V03 operator paneli sifatida ishlatilishi mumkin.

Ob'ekt bilan aloqa qilish uchun masofaviy terminaldan foydalanish rejimida boshqaruv dasturi boshqaruvchiga ketma-ket kanal (RS - 232 yoki) orqali ulangan yuqori ierarxiya darajasidagi hisoblash qurilmasida (masalan, IBM PC da) bajariladi. RS - 485. Modbus protokoli orqali), yoki Ethernet tarmog'i orqali va kontroller ob'ektda ma'lumot to'plash va boshqaruv harakatlarini berishni ta'minlaydi.

Aralash rejimda qo'llash (tarqatilgan APCS ning aqlli tuguni sifatida), ob'ekt amaliy dastur tomonidan boshqariladi,

kontrollerning doimiy xotirasida saqlanadi. Bunday holda, kontroller Ethernet tarmog'iga ulanadi, bu ierarxiyaning yuqori darajasidagi hisoblash qurilmasiga kontrollerning kirish va chiqish signallari qiymatlariga va operatsion qiymatlarga kirishga imkon beradi. amaliy dasturning o'zgaruvchilari, shuningdek, ushbu qiymatlarga ta'sir qilish. Kontrollerda barcha bepul interfeyslardan, shuningdek uning klaviaturasi va indikatoridan foydalanish mumkin. Amaliy dasturni bir vaqtda bajarish va Ethernet tarmog'i orqali ishlash boshqaruvchi operatsion tizimi va kiritish-chiqarish tizimi yordamida qo'llab-quvvatlanadi.

Ushbu parametr TKM 52 kontroller resurslaridan maksimal darajada foydalanadi va uning yordami bilan har qanday ma'lumot sig'imining (o'n minglab kanallargacha) moslashuvchan va ishonchli taqsimlangan APCS-larini yaratishga imkon beradi. Bu alohida quyi tizimlarning omon qolishini ta'minlaydi.

Tekshirgichning tarkibi va xususiyatlari

TKM-52 boshqaruvchisi konstruktiv ravishda yig'ilgan buyum bo'lib, uning tarkibi buyurtma berishda aniqlanadi. Tekshirish moslamasi asosiy qismdan, ko'rsatkich klaviatura blokidan va kirish-chiqish modullaridan (1 dan 4 gacha) iborat. Tekshirish moslamasining asosiy qismi korpus, quvvat manbai, TCbus52 modulli PCM423L protsessor moduli va V03 klaviatura va displey blokidan iborat.

Tekshirish moslamasining tanasi metalldan yasalgan va maxsus vintlar yordamida bir-biriga bog'langan qismlardan iborat. Orqa qismda quvvat manbai va protsessor moduli joylashgan. Qolgan bo'limlarda kiritish-chiqarish modullari joylashgan. Old qismda har doim klaviatura va VOZ displey bloki joylashgan. I/U modullari uchun bo'limlar soniga qarab, boshqaruvchining asosiy qismining quyidagi konfiguratsiyasi farqlanadi:

"TKM - 52" boshqaruvchisi tarmoqdan ishlaydi o'zgaruvchan tok chastotasi 50 Hz va kuchlanish 220 V, quvvat sarfi 130 Vt.

TKM-52 kontrolleri kechayu kunduz uzluksiz ishlash uchun mo'ljallangan.

Atrof-regulyatorning ish harorati diapazoni plyus 5 dan plyus 50 C gacha. Kontroller chang va chayqalishdan himoyalangan IP42 versiyasiga ega.

Protsessor modulining asosiy xususiyatlari:

a) protsessor: FAMD DX-133 (5x86-133);

b) tizim operativ xotirasi-8MB, xotira modulining o'rnatilishiga qarab, uni 32 MB gacha kengaytirish mumkin;

v) FLASH - tizim va amaliy dasturlar xotirasi - 4 Mb (144 Mb gacha kengaytirilishi mumkin);

d) ketma-ket portlar: COM1 RS232, COM2 RS232 / RS485 mos UART 16550, parallel port LPT1: SPP / EPP / ECP rejimlarini qo'llab-quvvatlaydi;

e) Ethernet interfeysi: Realtek RTL8019AS kontrolleri, NE2000 bilan mos dasturiy ta'minot;

f) WatchDog uskunasini qayta o'rnatish taymeri, o'rnatilgan batareyadan quvvatlanadigan astronomik kalendar-taymer, quvvat manbai - 5 V ± 5%, 2 A.