Классификация программно-технических комплексов
Программно-технический комплекс –это совокупность микропроцессорных средств автоматизации, пультов индикации оператора и серверов различного назначения, промышленных сетей, которые позволяют соединять перечисленные составляющие, а также программных контроллеров.
Все программно-технические комплексы, в состав которых входит универсальный микропроцессор, делятся на классы в зависимости от набора выполняемых функций и объема получаемой и обрабатываемой информации на объекте управления:
- Контроллеры на основе персонального компьютера. Данный вид программно-технического комплекса используется для управления небольшими закрытыми объектами в промышленности, в специализированных автоматизированных медицинских системах, средствах связи и научных лабораториях. Как правило, общее число входов/выходов такого комплекса не превышает нескольких десятков, а наборов функций обеспечивается сложная обработка измерительной информации с расчетом нескольких эффектов управления.
- Локальные контроллеры. Данный вид комплексов делится на автономные и встроенные. Контроллеры этого класса, в большинстве случаев, обладают низкой или средней вычислительной мощностью. Мощность представляет собой сложную характеристику, в зависимости от частоты процессора, количества бит и объема оперативной (и постоянной) памяти. У локальных контроллеров имеются десятки операций ввода-вывода от приводов и датчиков, однако, существуют модели, которые способны выполнять больше ста операций ввода-вывода. Данное оборудование реализуется самые простые и типичные обработки данных об измерениях, регулирования, блокировок, а также программного логического управления. Некоторые контроллеры имеют физические порты, которые предназначены для передачи информации в другие системы автоматизации.
- Комплексные сетевые контроллеры. Данное оборудование широко используется для управления производственными процессами во многих отраслях промышленности. Минимальный состав комплексного сетевого контроллера включает в себя несколько рабочих станций операторов, набор контроллеров и промышленную сеть, которая соединяет между собой контроллеры и контроллеры с рабочими станциями.
- Распределенные маломасштабные системы управления. Данный вид программно-технического комплекса с микропроцессором превосходит большинство комплексов сетевых контроллеров по сложности выполняемых функций и мощности. Данное оборудование имеет ограничение по объему автоматизированного производства и набору выполняемых функций. К основным его отличиям от комплексов других классов являются: большее разнообразие модификаций контроллеров, блоков ввод-вывода, большая мощность центральных процессоров, гибка и более совершенная сетевая структура. Комплексы этого класса обладают многоуровневой сетевой структурой. Нижний уровень взаимодействует между контроллерами и рабочими станциями операторов, а верхний между несколькими узлами друг с другом и рабочей станцией менеджера автоматизированного производственного узла.
Функциональный состав программного-технических комплексов
Структура программно-технического комплекса определяется средствами и характеристиками взаимосвязи отдельных составляющих, разнообразие и гибкость структуры зависят от:
- количества сетевых уровней,
- возможных топологий связи на каждом сетевом уровне,
- параметров сети каждого уровня (тип кабеля, допустимые расстояния, максимальное количество компонентов, скорость передач данных, метод доступа к сети компонентов).
Перечисленные свойства программного-технического комплекса являются характеристиками возможности распределения аппаратуры в производственных целях; объем производства, который может быть охвачен системой автоматизации, реализованный на данном программно-техническом комплексе; возможность переноса блоков ввода-вывода непосредственно к датчикам и исполнительным механизмам. Пример самой простой и популярной структуры программно-технического комплекса представлен на рисунке ниже.
Рисунок 1. Пример самой простой и популярной структуры программно-технического комплекса. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
В данном случае все функциональные возможности системы разделены на два уровня. Первый уровень состоит из контроллеров, а вторым является пульт оператора, который может быть представлен рабочей станцией или промышленным компьютером. На первом уровне выполняется сбор сигналов от датчиков, которые установлены на объекте управления; предварительная обработка сигналов - фильтрация и масштабирование; реализация алгоритмов управления, а также формирование управляющих сигналов на исполнительные механизмы объекта управления; передача и прием данных из промышленной сети. На втором уровне формируются сетевые запросы к контроллерам, получение информации о ходе технологического процесса, долговременное хранение динамической информации, корректировка параметров алгоритмов управления.
