Испытательные климатические камеры





+7 (499) 390-93-54
klimatkam@mail.ru

Классификации современных логических программируемых контроллеров

Вступление

Программируемые логические контроллеры достаточно давно и вплотную основались в своей нише рынка автоматизированных средств. Линейка вариантов программируемых логических контроллеров с устойчивым темпом насыщается новыми предложениями, за счет исследования новейших алгоритмов управления и средств обмена информацией. Очень много разновидностей программируемых логических контроллеров настолько велико, что разработчики автоматизированных систем безостановочно сталкиваются с трудностями в подборе, какой контроллер поработает эффективнее и правильнее в решении той либо иной темы.
В данной статье мы рассмотрим классификации контроллеров, их индивидуальные особенности и варианты внедрения к определенным задачам.

Классифицирование

По странам изготовителям
Ранее это был значимый аспект, потому что считалось, что контроллеры произведенные в Японии, Америке и Европе наиболее надежны и долговечны, нежели контроллеры из России и Юго-Востока Азии. В настоящее время этот признак по изготовителям потерял собственную актуальность полностью. Так как Русские производители стали справляться с созданием контроллеров лучше западных, превосходя их.
Чаще всего аналоги контроллеров от изготовителей других стран различий никаких не имеют, программное снабжение, как и системное совсем идентичны, или же используются стандартизированные системы, к примеру, Linux.
Элементные основания, используемые в российских и зарубежных контроллерах одни и те же. И все чаще производство по изготовлению контроллеров русских и зарубежных компаний располагается в Юго-Восточной Азии. То есть границы равномерно стираются.
Свое внимание, прежде всего, стоит направить на то возможно ли применять выбранный контроллер в пределах России, владеет ли он достаточной спецификой.
Особенность для русских контроллеров включает в себя:
- высочайший уровень стабильности в условиях промышленных нарушений;
- расширенный спектр при изменениях атмосферной и промышленной сред;
- возможность внедрения с нравственно устаревшими, но при данном эксплуатируемыми средствами автоматизацииизготовления русских компаний 80 годов выпуска;
- заниженную культуру персонала при содействии с системами вычислений;
Российские контроллеры предусматривают российскую специфику при эксплуатации. Зарубежные изготовители стали усовершенствовать собственные приборы для условий русского рынка и проиводств. Еще стоит подметить, что сама специфика перестает иметь свою актуальность, так как инфраструктура и персонал стремительно развиваются.
Вывод: не стоит основательно рассматривать фактор классификации по странам производителям, так как данная группа утратила собственную актуальность в настоящее время.

Мощность контроллеров
Под мощностью контроллера подразумевается быстродействие процессора, его разрядность, величина памяти, количество портов и сетевых интерфейсов. Главным и основным показателем силы считается численность входов-выходов присоединяемых к контроллеру.
По данным показателям контроллеры можно разделить на классы:
- наноконтроллеры, с интегрированными функциями, имеют до 15 входов/выходов;
- контроллеры небольшие, с 15 до 100 входов/выходов;
- контроллеры обычные, с 100 до 300 входов/выходов;
- контроллеры большие, с 300 до 2000 входов/выходов;
- контроллеры сверхбольшие, с 2000 и наиболее входов/выходов;
Чем сильнее контроллер, тем больше его стоимость. В том числе и если брать в расчет разность между классами в стоимости, то она становится очень значительной. Основная задача при разрабатывании системы – фиксированное количество входных и выходных сигналов к объекту управления, это несомненно поможет избежать излишних затрат.

Области внедрения
Области внедрения считается более принципиальной частью классификации, так как вносит в себя массу притязаний к контроллеру, ибо сужает поиск при исследованию системы управления.

Контроллер специализированный с интегрированными функциями
Чаще всего это контроллер с минимальной емкостью, в память вшита его программа действия, поменять можно лишь характеристики самой программы. Численность модулей и их комплектация зависит от применяемых им функций. Данный вид контроллеров осуществит почти все варианты в функциях регулирования. Используем в локальном управлении при малой научно-технической установке, либо при использовании в механизме.
Пример: управлять нагревом в муфельной печи допустимо при поддержки отдельно взятого температурного контроллера. Разместив его, около печи, с удобством по расстоянию протянув провода недалеко от него. Температурные контроллеры обустроены индикаторами, которые позволяют узнать температуру.

Контроллер, используемый для реализации логических зависимостей
Этот вид контроллеров используется для:
- машиностроительного производства;
- производства станков;
- при замене реле и контактов шкафов во всех индустриальных секторах экономики;
Основная черта контроллера логических зависимостей наверное его функция блокирования стандартных исполнительных механизмов. При его программировании используются языки релейно-контактных схем. Модули входы/выхода рассчитаны в разные каналы. Простой представитель данного класса это интеллектуальное реле.

Контроллер, используемый для логически вычислительных функций
Настоящий контроллер, наверное, считается наиболее часто встречаемым, за счет того что не имеет ограничений в собственном применении. Он способен выполнять математические и логические функции благодаря мощности собственного основного процессора, размеру памяти и разрядности. Чтобы увеличить его способности, нужно добавить к нему математический процессор. Средства программирования для таких контроллеров поддерживают некоторое количество языков программирования:
- контактно-релейных схем;
- высокофункциональных-блоковых диаграмм;
- язык С;
- Pаscal;
- Bаsic;
Не считая того предоставлена библиотека с реализованными математическими, логическими и коммуникационными функциями. В составе модулей входа/выхода имеется все вероятные виды каналов.

Контроллер для противоаварийной охраны
Принципиально, чтоб он имел отличия от контроллеров в остальных классах:
- в надежности, которая обязана достигаться при помощи диагностирования и зарезервирования (при диагностике трудоспособности отдельных долей контроллера в настоящем времени, при наличии резервного и основного контроллера, которые синхронизируются при поддержки модуля, блока питания и коммуникационных шин);
- нахождением непрерывно в работающем состоянии (во время идентификации, и при компенсации неисправных долей возобновлением погрешностей в отсутствии возможного остановления работы контроллера);
- стабильностью к отказам, и оперативному переведению в безопасный режим работы.
Контроллер для таковой системы охраны обязан непременно иметь особую сертификацию, поддерживающий его способности и степень сохранности для аварийной охраны.

Контроллер автоматизации технических систем
Закономерные контроллеры данного класса удобны в использовании при работе с операторскими системами и системами при управлении объектами на местности. Повышенное внимание для контроллеров данного класса уделяется составляющим передачи этих беспроводными взаимосвязями на большие дистанции. В качестве таковых рядов употребляют радиоканалы ультракоротких волн с обычными или транковыми радиостанциями. Контроллеры имеют возможность раздельно передавать информацию в операторский центр, либо эстафетной передачей с 1-го к другому и так до центра.
В настоящий момент популярность получило распределение такой информации через сети GSM. Однако при этом предоставленная сеть имеет и недочеты и достоинства. Тем не менее, изготовители контроллеров активно предлагают модули коммуникации с интегрированным в них GSM.


Структура контроллера

К архитектуре контроллеров относят набор его компонентов и взаимосвязей меж ними. Стандартный состав программируемого логического контроллера несет в себе процессор, оперативную память, интерфейсы сети и устройства для входа/выхода.Иногда дополнительно контроллер снабжен устройством программирования и пультом, индикаторными устройствами, иногда принтером, мышью, клавиатурой и трекболом.

Модуль процессора в основе своей имеет:
- микропроцессоры характеризуются своей разрядностью от 8 дом 32 разрядных, а так же своим строением, тактовой частотой и возможностью операций с тактовой точкой, диапазоном температуры и используемой мощности.
- размер памяти определяет численность переменных, которые возможно обработать в процессе работа программируемого логического контроллера;
- сторожевой таймер, который высчитывает импульсы от тактового генератора и время от времени перезапускает работающие процессы;
- часы реального времени, в виде кварцевых, которые подпитываются батарейками, при этом продолжая свою работу и во время выключеня программируемого кварцевого контроллера.


Процессорный модуль программируемого логического контроллера способен решать следующие задачи:
- производит сбор информации, из всех модулей оперативной памяти отсылая ее модули выхода;
- обменивается данными со всеми устройствами программирования;
- выводит реальное время по меткам;
- обменивается данными со всей промышленной сетью;
- производит реализацию протоколов сети;
- загружает и исполняет все команды в операционной системе;
- осуществляет обменные процессы в памяти.
Новой направленностью становления программируемых логических контроллеров становится использование модулей процессоров разной силы в одной конструктиве контроллера. Что позволяет наполнить сегменты рынка, и создавать модернизацию контроллеров уже купленных, при поддержки замены какого-то модуля.

Свойства процессорного модуля контроллеров:
- операционная система Windows, Linux, DOS, QNX;
- исполнительная сфера в системе типового программирования МЭК 61131-3;
- подкрепление интерфейсов USB, Internet, CAN;
- поддержание интерфейсов сетей Internet, CANopen;
- поддержание возможностей подключения ЖК индикаторов, мыши, клавиатуры, трекбола;
- разрядность от 8 до 64 бита;
- тактовая частотность памяти;
- время исполнения для команд;
- типы и объемы памяти кэш, оперативно запоминающие устройства;
- счетчики, алгоритмы управления движениями;
- бренд от изготовителя;

Источники питания
Подходящее напряжение программируемых логических контроллеров должно составлять от 12 до 40 вольт. Источник же электрической энергии чаще всего является сеть промышленности в 220 вольт, 50 герц.


Конструкция контроллера
По структуре контроллеры можно разделить на 2 класса:
1) с закрытой структурой. Модификации в них вероятны лишь с составляющими от производителя, а сами модификации ограничены;
2) с раскрытой структурой, с основой модуля магистральных стандартов. Имеют последующие способности:
- доступность стереотипов на шину соединения модулей разных рекомендаций дает возможность изготавливать модули различным производителям, а для разработчиков имеется свобода при компоновке собственных средств;
- доступность модифицирования и компоновке при помощи замены отдельных частей модуля, что сказывается в пользу экономии;
- производство из готовых частей модулей позволяет уделять особое внимание, тонкостям технических требований, не добавляя лишнего и не нужного;
- большое количество изготовителей использующих этот эталон для шин и позволяющих действовать в данном стандарте, позволяют пользователям никак не быть привязанными к какому-то конкретному производителю.
Сопоставимость с персональными компьютерами
Контроллеры по данному показателю разделяются на 2 класса:
1) совместимые с персональными компьютерами:
- имеется открытая структура IBM PC;
- база элементов аналогична обычным персональным компьютерам;
- работают при поддержки операционных систем используемых и для компьютеров, Windows, Unix, Linux, QNX;
- программирование происходит языками программирования используемыми для разработки PC;
- служба программного обеспечения вероятна при наличии необходимых аппаратных ресурсов;
2) несовместимые с персональными компами:
- имеют закрытую структуру;
- основа частей возведения поразительно различается от той, что употребляется в PC. Отличия есть у каждого производителя свои;
- операционная система никак не имеет ничего общего с системой PC, так как разрабатывают производителям для всякого конкретного вида контроллера;
- стереотипы, применяемые разработчиками закрытых контроллеров разнятся со стандартами копьютерных программ.

Отталкиваясь из упомянутых характеристик можно сделать вывод, Контроллеры совместимые с персональными компьютерами владеют огромными возможностями и мощностью, стыкуются с разными системами, варианта SCADA, MES, ERP, базами данных, и открыты для почти всех стандартов коммуникации и программирования, а еще элементарны в сервисе и ремонте.Эти контроллеры лучше использовать в высших автоматизированных уровнях, где требовательность ко времени снижена, либо не имеет значения.
Контроллеры несовместимые с персональными компьютерами лучше состыковываются с требовательностью автоматики индустрии. Отклики такого контроллера включатся гарантированно в данное время. Они надежнее, этак как употребляются в промышленной среде. Эти контроллеры целесообразно использовать в нижних системах автоматизации, то есть ближе по месторасположению к нужному объекту. Важная связь по полевым шинам в работе в режиме настоящего времени, чтоб надежность во времени отклика оправдала себя.

Конструктивное исполнение контроллеров
По типу конструкции контроллеры разделяются на:
1) встраиваемые. Они крепятся к раме и не имеют собственного корпуса, просто встраиваются, становясь обязательной частью оборудования (рисунок 1);
2) обще конструктивные характеризуются тем, будто процессорные, коммуникационные и модули входа/выхода пребывают в одной системы. В них имеется материнская плата, к которой подключаются все эти части модуля. Могут быть стандартными и разработанными изготовителем (рисунок 2);
3) модульные не используют единой системы, каждый модуль имеет свойотдельный корпус, что является, по сущности, дополнительной защитой. Модульные контроллеры видятся двух видов:
- с внутренней шиной по бокам имеют разъемы для подключения с соседними модулями;
- с внешней шиной контроллеры употребляются чрез дополнительную высокоскоростную шину, по типу CAN.
На рисунке 3 контроллер с внутренний шиной, на 4 и 5 модули с внешней шиной.

Часто можно встретить вариант с комбинирование всех типов контроллеров. Например, модульные и моноблочные дополняются модулями входа/выхода, для увеличения числа каналов. Ко многим контроллера дополнительно есть набор со сменными платами для процессоров с разной производительностью. Это помогает без лишних модификаций в конструкции проивести замену.

По способу прикрепления контроллеры подразделяются на:
- панельные, используются для монтажа на дверцы шкафов или панели;
- DIN-реечные для монтажа в шкафу;
- настенные;
- стоечные;
- специальные конструктивы от производителей.

По областям использования контроллеры подразделяются на:
- управляемые роботом;
- универсальные;
- используемые для управления перемещением;
- коммукационные;
- пропорционально-интегрально-дифференциальные контроллеры ;
- узкоспециализированные;

Методы программирования контроллеров могут быть:
- при поддержки внешних панелей;
- при поддержки передвижного программатора;
- при поддержки мыши, клавиатуры либо монитора;
- при поддержки персонального pc;

Результаты
Что бы выбрать нужный контроллер для решаемых задач не достаточно одних классификаций показателей. Однако знание данной информации дает возможность лучше ориентироваться в предложениях рынка, сократив свое время на поиски подходящего контроллера.
Разработчикам кроме данного стоит обратиться к техническим инструкциям и литературе.
tml>