2. Программирование и управление спу

Программирование и конфигурирование средств ПА малой информационной мощности, например, конфигурируемых контроллеров, обычно выполняется с помощью кнопок, сигнальных и индикаторных и дисплейных элементов, расположенных на лицевой панели или с помощью ПК со специальным программным обеспечением (ПО). ПК подключается к СПУ через специальный (терминальный) порт или через имеющийся порт связи (обычно порт Ethernet).

Программирование мощных информационных средств выполняется с помощью ПК и специального ПО (среды программирования, например, Unity Pro[Shneider Electric]), обладающего широкими сервисными возможностями по программированию (библиотеки типовых программ, редакторы данных и языков программирования, синтаксический и другие виды контроля и т.д.), созданию дисплейных средств визуализации и управления, отладки программы (симуляторы, анимация текста или графического изображения содержания программы, точки останова и т.д.). При отладке работы контроллеров на реальных объектах и в качестве пульта управления при соответствующих условиях эксплуатации, в последнее время широко используется компьютер формата «ноутбук».

Пульт управления

Для управления СПУ используются 2 вида средств визуализации и управления (пультов):

• дисплейный,

• электротехнический.

Дисплейный пульт содержит экран с текстовым или графическим отображением информации и обеспечивает сенсорное управление СПУ. Преимущество – универсальность и удобство использования. Недостаток – необходимость защиты от условий производства.

Электротехнический пульт содержит сигнальные (например, светодиодные) и индикаторные (например, жидкостно - кристаллические (ЖКИ)) элементы и электротехнические средства управления: кнопки, переменные резисторы и т.д.средства визуализации подключаются к выходам средств вывода, а средства управления ко входам средств ввода. Преимущество –удобство для небольших систем автоматики, возможнрость установки вблизи произвотдственного оборудования.

2. Состав па. Спуо. Контроллеры

   1. Определение и общая классификация

Контроллер – информационное средство программного измерения, управления и регулирования, содержащее или подключенное к средствам ввода электрических сигналов датчиков и вывода электрических управляющих сигналов для исполнительных устройств оборудования и обеспечивающее обмен данными с другими информационными средствами.

Соответствует общему определению ИИУС (п.ХХХ) за исключением пп.5,6, которые в контроллерах могут отсутствовать.

Виды и типы контроллеров

Для классификации огромного разнообразия существующих в настоящее время контроллеров рассмотрим их существенные различия.

Основным показателем контроллеров является число каналов в/в. По этому признаку контроллеры делятся на следующие группы:

• нано-контроллеры (менее 16 каналов);

• микро-контроллеры (от 16 до 100 каналов);

• средние (от 100 до 500 каналов);

• большие (более 500 каналов).

По степени универсальности функционирования контроллеры могут быть:

• универсальные,- программируемые логические контроллеры (ПЛК), программируемыми пользователем через ПК;

• конфигурируемые – содержат многопараметрическую, конфигурируемую пользователем программу, записанную в память изготовителем контроллера, и обеспечивают ввод или выбор (обычно из соответствующих меню) нужных параметров через специальную программу ПК или средства визуализации и управления передней панели,

• модули удаленного в/в сигналов - содержат многопараметрическую, конфигурируемую пользователем программу в/в электрических сигналов и коммуникации данных, записанную в память изготовителем, и обеспечивают ввод или выбор нужных параметров через специальную конфигурирующую программу ПК;

• специальные – содержат полную программу функционирования, записанную в память изготовителем.

По составу и конструкции контроллер может быть:

• модульный - состоящий из общей корзины (шасси), в слотах (одинаковых разъемах) которой располагаются модули центрального процессора (ЦП), электропитания в/в и вспомогательные. Обычно модуль ЦП содержит порты связи (1 или 2) и картридж установки внешней памяти в виде флэш-карты. Вспомогательные модули, например обеспечивают удаленную связь через Интернет, связь с другой корзиной того же контроллера и т.д. Состав модулей выбирается пользователем в зависимости от решаемой задачи. Типовое число слотов для сменных модулей обычно составляет от 8 до 32;

• модульно – моноблочный - состоящий из конструктивно единого блока включающего ЦП, электропитание и общую корзину для модулей в/в. Блок содержит коммуникационные порты. Может использоваться терминальный порт для программирования контроллера через ПК. Состав модулей выбирается пользователем в зависимости от решаемой задачи. Типовое число слотов для сменных модулей обычно составляет от 2 до 8;

• моноблочный – контроллер является единым конструктивом со встроенными средствами в/в (например, одноплатный контроллер). Встроенные средства в/в по количеству и составу могут быть проектно компонуемыми (заказываемыми у изготовителя). Моноблочный контроллер может иметь, например, 16 каналов дискретного ввода и 8 каналов релейного вывода;

• распределенный - с удаленными модулями в/в. Модули удаленного в/в выполняются в отдельных корпусах, соединяются с ЦП контроллера по сети (обычно по интерфейсу RS-485) и могут быть расположены на расстоянии до 1,2 км от него.

Обычно модульно-моноблочные контроллеры относят моноблочным.

Часто указанные типы контроллеров комбинируются, например моноблочный и модульный контроллеры могут быть дополнены удаленными модулями в/в, чтобы увеличить общее количество каналов.

Многие контроллеры имеют набор сменных процессорных модулей разной производительности. Это позволяет расширить круг потенциальных пользователей системы или упростить ее модернизацию без изменения конструктива контроллера.

По конструктивному исполнению и способу крепления контроллеры делятся на:

• панельные (для монтажа на панель или дверцу шкафа);

• для монтажа на DIN-рейку внутри шкафа;

• для крепления на стене;

• стоечные - для монтажа в стойке;

• бескорпусные (обычно одноплатные) для применения в специализированных конструктивах производителей оборудования (OEM — Original Equipment Manufacturer).

По области применения контроллеры делятся на следующие типы:

• универсальные общепромышленные;

• специализированные;

• специальные:

• модули удаленного ввода/вывода;

• ПИД-и другие регуляторы;

• частотные преобразователи (ЧП);

• коммуникационные;

• роботехнические;

• управления позиционированием и перемещением;

• другие.

Обычно специализированные и специальные контроллеры являются конфигурируемыми.

По способу ввода программы функционирования контроллеры программируются и конфигурируются:

• с лицевой панели контроллера;

• переносным программатором;

• с помощью временно подключаемых дисплея, мыши и клавиатуры;

• с помощью ПК через специальный (терминальный) порт или обычный порт связи.

Контроллеры различаются по языкам программирования:

• используются только языки стандарта МЭК 61131-3;

• используются компьютерные языки С, С#, Visual Basic и их сокращенные модификации;

• комбинированные - с возможностью программирования на языках МЭК и компьютерных.

Обычно контроллеры, программируемые на языках МЭК и комбинированные называют ПЛК. Контроллеры с компьютерными языками программирования часто называют или уточняют признаком - РС-подобный (PC-base) или называют компьютерами.

Не РС-подобные контроллеры, программируемые не на языках МЭК принято не называть ПЛК. Конфигурируемые контроллеры обычно называют по основной исполняемой функции избегая названия самого средства – контроллер, хотя некоторые импортные контроллеры содержат в названии слово «программный».

Контроллеры могут не содержать в своем составе модулей или встроенных средств в/в. Например, коммуникационные контроллеры, выполняющие функцию межсетевого шлюза, или контроллеры, получающие данные по связи от контроллеров нижнего уровня иерархии АСУ ТП.

Типовой состав и архитектура контроллера соответствует обычному составу ИИУС.