3.7. Открытая модульная архитектура контроллеров

Концепция открытой модульной архитектуры контроллеров – OMAC (Open Modular Architecture Controls) была выдвинута фирмой General Motors летом 1994 г.. Те же или близкие к ним концептуальные требования разрабатаны европейскими (European Open System Architecture for Controls within Automation Systems, OSACA) и японскими (Japan International Robotics and Factory Automation, IROFA и Japan Open System Environment for Controller Architecture, OSEC) организациями. Смысл OMAC-требований к контроллерам можно связать с названием архитектуры:

• Open (открытая) архитектура, обеспечивающая интеграцию широко распространенного на рынке аппаратного и программного обеспечения;

• Modular (модульная) – архитектура, позволяющая использовать компоненты в режиме Plug&Play; Scaleable (масштабируемая) архитектура, позволяющая легко и эффективно изменять конфигурацию для конкретных потребностей;

• Economical (экономичная) – архитектура, обеспечивающая невысокую стоимость жизненного цикла контроллерного оборудования;

• Maintainable (легко обслуживаемая) – архитектура, выдерживающая напряженные условия работы в цехах и простая в ремонте и обслуживании (минимальное время простоя).

Аппаратная платформа контроллеров. До последнего времени роль контроллеров в АСУ ТП в основном выполняли PLC (Programmable Logic Controller – программируемые логические контроллеры) зарубежного и отечественного производства.

Наиболее популярны в нашей стране PLC таких зарубежных производителей, как Allen-Braidly, Siemens, ABB, Modicon, и такие отечественные модели, как "Ломиконт", "Ремиконт", Ш-711, "Микродат", "Эмикон". В связи с бурным ростом производства миниатюрных PC-совместимых компьютеров последние все чаще стали использовать в качестве контроллеров, причем эта тенденция напрямую связана с концепцией OMAC.

Первое и главное преимущество PC-контроллеров является их открытость, т. е. с возможностью применять в АСУ ТП самое современное оборудование. Это важно, если учесть, что модернизация АСУ ТП идет поэтапно и занимает длительное время, иногда несколько лет.

Второе важное преимущество PC-контроллеров заключается в их "родственности" с компьютерами верхнего уровня, что не требует дополнительных затрат на подготовку профессионалов, обеспечивающих их эксплуатацию. Эту работу могут с успехом выполнять специалисты, обеспечивающие эксплуатацию компьютеров верхнего уровня. Это позволяет сократить сроки внедрения систем управления и упрощает процедуры их эксплуатации, что в конечном счете приводит к общему снижению затрат на создание или модернизацию АСУ ТП.

Более высокая надежность – третье преимущество PC-контроллеров. Обычно рассматривают физическую и программную надежность контроллеров. При этом под физической надежностью понимается способность аппаратуры устойчиво функционировать в условиях окружающей среды промышленного цеха и противостоять ее вредному воздействию, а под программной надежностью понимается способность ПО устойчиво функционировать при возникновении ситуаций, требующих реакции в заданное время. Физическую надежность PLC и PC-контроллеров можно считать одинаковой, поскольку нет оснований предполагать, что у PC-контроллеров она будет ниже. Большинство PC-контроллеров ориентированы на работу в тяжелых условиях, например в расширенном диапазоне температур, а также защищены от пыли, влаги, ударов, вибрации и электромагнитных излучений. Программная надежность определяется прежде всего степенью отлаженности ПО.

Для PC-контроллеров лучше всего подходит ОС QNX (фирма QSSL, Канада). Это связано с тем, что архитектура QNX является открытой, модульной и модифицируемой. QNX может загружаться как из ПЗУ, флэш-памяти, так и с помощью удаленной загрузки по сети.