Компьютеры в системах автоматизации
Компьютер – это устройство, которое способно автоматически выполнять заданную, изменяемую последовательность операций.
Несмотря на традиции использовать программируемые логические контроллеры для решения задач автоматизации, многие из них гораздо эффективнее решаются при помощи персонального компьютера. Компьютер может использоваться также в качестве пульта оператора и одновременно выполнять функции контроллера и пульта управления. В системах автоматизации используются офисные и промышленные компьютеры. В полноценный контроллер компьютер может быть превращен, если установить на него:
- Сторожевой таймер.
- Электронный диск вместо жесткого.
- Внешние модули или платы ввод/вывода.
- Систему программирования контроллера.
Электронный диск представляет собой постоянно запоминающее устройство, которое состоит из микросхем флэш-памяти и жесткого диска определенного формата. Главными достоинствами электронного диска являются высокая устойчивость к вибрациям, высокий уровень надежности, отсутствие акустического шума, небольшой вес и низкое потребление энергии. Модули и платы ввод/вывода для компьютеров выпускаются независимыми производителями, чему способствовала стандартизация на конструктивное исполнение и шины для офисных и промышленных компьютеров. Сторожевой таймер предназначен для перезагрузки компьютера в случае его зависания. К достоинствам использования персональных компьютеров в качестве контролеров относятся:
- Легкая замена компьютера на новый без изменения программного обеспечения.
- Большая емкость оперативной памяти.
- Поддержка компьютеров различных дисководов, звуковых карт, принтера, систем распознавания и синтеза речи и других средств, которые недоступны для контроллера.
- Более низкая цена.
- Быстрое развитие аппаратного обеспечения.
- Высокое быстродействие.
- Поддержка монитора, клавиатуры и мышки.
- Наличие стандартов на шины.
- Возможность создания системы автоматизации при помощи пакетов SCADA.
У типового компьютера, в отличии от контроллера, имеются клавиатура, мышь, монитор, вентилятор для охлаждения процессора, операционная система. Наиболее типичное применение персонального компьютера при решении задач автоматизации - организация рабочего места оператора. В данном случае компьютер выполняет функции человеко-машинного интерфейса. Чтобы улучшить эффективность и эргономичность работы оператора применяют SCADA-пакеты с использованием анимации, цветной графики, звука, а также множеством других интеллектуальных функций. Для создания человеко-машинного интерфейса используются плазменные панели, мониторы с сенсорным экраном, проекторы экрана, сирены, колонки трекбол, клавиатура с высоким уровнем защиты и т. п. Для монтажа на панель или дверцу шкафа управления используются панельные компьютеры, объединяющие в одном конструктиве клавиатуру, процессорный блок и дисплей с сенсорным экраном.
Промышленные компьютеры
Промышленные компьютеры значительно отличаются от офисных конструкцией, но в них используют ту же архитектуру и микропроцессоры. К главным отличиям относятся:
- Использование блоков питания высокого уровня надежности с защитой от короткого замыкания по выходу и с расширенным диапазоном сетевых напряжений.
- Разъемы для сменных плат устанавливаются на объединительной пассивной панели.
- Наличие надежных штыревых разъемов для сменных плат.
- Прочная несущая конструкция.
- Чтобы сменить плату нет необходимости раскрывать корпус.
- Наличие сторожевого таймера.
- Может использоваться флэш-память вместо жесткого диска.
- Использование специализированных промышленных компьютерных шин.
- Наличие энергонезависимой оперативной памяти, что позволяет сохранять данные при исчезновении питания.
- Наличие съемной флэш-памяти.
Конструкция промышленного компьютера обеспечивает защиту от пыли, вибраций, влаги, электромагнитных наводок, а также облегчает техническое обслуживание. Для того, чтобы промышленный компьютер выполнял свои функции в диапазоне температур от -40 до 70 градусов по Цельсию используется индустриальная элементная база с расширенным температурным диапазоном или с искусственным подогревом и принудительным охлаждением. По емкости памяти и быстродействию промышленные компьютеры уступают офисным, что связано с большой длительностью разработки новых модификаций. Это обусловлено меньшей емкостью рынка промышленных компьютеров, которая определяет размеры инвестиций в новые разработки.
