Гусев Н.В., Ляпушкин С.В., Коваленко М.В. Автоматизация технологических комплексов и систем в промышленности

Подождите немного. Документ загружается.

 сетевой интерфейс: 10/100Base-T;



опция для работы при температуре от –40 до +85 °С.

COM Express

COM Express –

это новое поколение стандарта «компьютера на моду-

ле», пришедшего на смену ETX. Особенностью нового стандарт являет-

ся появление шины PCI-Express, а также факт отсутствия «старых» ин-

терфейсов, таких как последовательные порты, FDD, параллельный

порт, клавиатура PS/2, мышь PS/2, а также несовместимость с ETX,

идентичность COM – Express и ETX – Еxpress.

Основные характеристики модуля COM-Express фирмы LiPPERT:



процессор: Intel

Celeron

M 423 Processor; Intel

Core

™

Duo

Processor L2400; Intel

Core

™

Duo Processor T2500;



чипсет: Intel

i82945GM;



память: до 4 Гбайт DDR2-SODIMM;



видеоинтерфейс: видеоОЗУ до 224 Мб; поддержка ЭЛТ и LVDS;

разрешение – 2048×1536 точек;



сетевой интерфейс: 10/100/1000 Base-T, контроллер Intel i82573E;



звуковой контроллер: AC'97;



последовательные порты: 2×RS232/RS422/RS485;



интерфейсы: 1×PCIe х16 (для графики/SVDO); 4×PCIe х1;

8×USB 2.0, 2×SATA2, 1×ATA100;



сторожевой таймер, светодиодные индикаторы состояния;



питающее напряжение: +12 В;



потребляемая мощность:

1,06 ГГц: ~18 Вт;

1,67 ГГц: ~28 Вт;

2,07 ГГц: ~40 Вт;



диапазон рабочих температур: –20…+60 °С или –40…85 °С (для

процессора Celeron M).

Рис. 4.11. Модуль COM-Express Toucan

фирмы LiPPERT на базе процессора Intel Core Duo

Mini-ITX

– это форм-фактор малоразмерных материнских плат,

разработанных компанией VIA. Размеры составляют 170×170 мм. Пла-

ты предназначены для применения как в коммерческих изделиях, так и

во встраиваемых системах.

Основные характеристики модуля MI910 фирмы iBASE:



процессор: Intel Core 2 Duo / Celeron M с частотой до 2,4 ГГц

(Socket 478, системная шина 533/800 МГц);



чипсет: Intel GM965 + ICH8M, cистемная шина 533/800 МГц;



ОЗУ: DIMM×2 до 4 Гбайт DDR-II РС2-6400;



видеоконтроллер: Intel GMA3000, интегрирован в чипсет, VGA,

2×LVDS, дополнительно до двух DVI-выходов через опциональный

Mini-PCI адаптер;



интерфейсы: PCI, PCI Express x1, Mini-PCI;



контроллеры НЖМД: 4 канала SATA 300 (4 устройства), 1 канал

UltraATA/100 (2 устройства);



сетевой интерфейс: один 10/100Base-T, опционально 10/100/1000Base-T;



интегрированный аудиоконтроллер высокого разрешения;



интерфейсы: 6×USB 2.0, 1×RS-232, 1×RS-232/422/485, 2×PS/2;



сторожевой таймер.

Рис. 4.12. Высокопроизводительная промышленная

материнская плата MI910 фирмы iBASE формата Mini-ITX

для ЦП Core 2 Duo на базе чипсета Intel GM965

Рис. 4.13. Компактный промышленный корпус для плат

формата Mini-ITX с одним слотом расширения фирмы iBASE

Основные характеристики промышленного корпуса для плат фор-

мата Mini-ITX фирмы iBASE:



настольное/настенное положение;



совместим с Mini-ITX платами iBASE (кроме моделей с LGA775);



отсек для 2,5" HDD с быстрым доступом;



слот расширения для полноразмерной PCI платы;



интегрированный бескорпусный БП ATX мощностью до 85 Вт;



все интерфейсы на передней панели, до 6 USB портов, дополни-

тельные штатные места под разъемы СOM2/3/4, DVI, LVDS;



выход питания DC 12 В для внешних устройств;



режим запуска системы при подаче внешнего питания;



габаритные размеры: 300×72×200 мм.

MicroPC

Форм-фактор, предложенный в 1990 г. фирмой Octagon Systems.

Отличительная особенность плат заключается в их размере – 114×124

мм. Выходной разъем идентичен 8-разрядной шине ISA.

Рис. 4.14. Высокопроизводительная процессорная плата

в формате MicroPC с поддержкой Ethernet

и CompactFlash фирмы Fastwel CPU686E

3,5"

Форм-фактор таких плат соответствует размеру стандартного

3,5-дюймового дискового накопителя: 148×95 мм. Как правило, платы

этого стандарта могут наращиваться модулями PC/104.

Рис. 4.15. Одноплатный компьютер

фирмы ADVANTECH PCM-9381

Основные характеристики модуля ADVANTECH PCM-9381:



формат 3,5";



процессор Pentium M/Celeron M до 1,8 ГГц;



комплектация процессором Socket 478 или на плате;



кэш 2-го уровня на процессоре;

 чипсет: Intel 855GME;



ОЗУ: до 1 Гбайт DDR (1×SODIMM);



сторожевой таймер: 255 уровней;



поддержка твердотельной памяти: разъём CompactFlash;



видеосистема: VGA; LCD LVDS 48 бит;



Ethernet: 10/100/1000 Мбит/с;



аудиоконтроллер AC'97;



USB 2.0: 3 шт.;



порты ввода-вывода: 1×EIDE, 1×LPT, 1×RS-232/422/485,

1×RS-232,1×IrDA;



расширения: PC/104+.

5,25"

Форм-фактор таких плат соответствует размеру стандартного

5-дюймового дискового накопителя 203×145 мм. Платы этого стандарта

могут наращиваться модулями PC/104 или PC/104+.

Рис. 4.16. Одноплатный компьютер PCM-9584

фирмы ADVANTECH серии Biscuit PC формата 5,25"

на базе процессора Intel Pentium M

Характеристики модуля PCM-9584 фирмы ADVANTECH:



процессор: Intel Pentium M до 2,0 ГГц;



чипсет: Intel 915GM ICH6;



ОЗУ: SDRAM до 2 Гбайт DDR-II (2×SODIMM);



сторожевой таймер;



поддержка твердотельной памяти: разъем CompactFlash, uDOC;

 видеосистема: разрешение до 2048×1536 точек; VGA/LVDS/TV-

Out (опция);



2 независимых видеоинтерфейса;



Ethernet: 2×10/100/1000 Мбит/с;



аудио: AC'97;



порты ввода-вывода: 1×EIDE, 2×SATA, 1×FDD, 1×клавиатура,

1×мышь, 3×RS-232, 1×RS-232/422/485,1×LPT, 6×USB 2.0;



расширения: 1×PCI; 1×mini-PCI; PC/104-Plusa

1.4. Варианты крепления и монтажа плат

Рис. 4.17. Вариант 1:

платы расширения устанавливаются

в ISA-слоты компьютера

Рис. 4.18. Вариант 2:

установка «Этажеркой» процессорной платы

и платы расширения

Рис 4.19. Вариант 3:

автономное использование процессорной платы

Рис. 4.20. Вариант 4:

установка плат стандарта PC/104 поверх плат

в формате MicroPC

Рис. 4.21. Вариант 5: гибкая установка «встык»

Рис. 4.22. Штатные каркасы для настенного монтажа

4.5. Программируемые логические контроллеры,

критерии выбора

Программируемый логический контроллер (ПЛК)

– это микро-

процессорное устройство, предназначенное для управления технологи-

ческими процессами в промышленности и другими сложными техноло-

гическими объектами [2]. Принцип работы ПЛК заключается в сборе

сигналов от датчиков и их обработке по прикладной программе пользо-

вателя с выдачей управляющих сигналов на исполнительные устройст-

ва. ПЛК заменяет релейно-контактные схемы, собранные на дискретных

компонентах – реле, счётчиках, тай

мерах, элементах жёсткой логики.

Принципиальное отличие ПЛК от релейных схем заключается в том,

что все его функции реализованы программно. На одном ПЛК можно

реализовать схему, эквивалентную тысячам элементов жёсткой логики.

При этом надёжность работы схемы не зависит от её сложности.

Дальнейшим этапом развития (ПЛК) является программируемый

контроллер автоматизации (PAC). Эти устройства совмещают функции

множеств

а других изделий и могут использоваться в большинстве раз-

рабатываемых систем управления.

На современном этапе в качестве ядра любой системы промыш-

ленной автоматизации используется ПЛК, к которому со стороны объ-

екта автоматизации подключаются датчики и исполнительные органы.

Через датчики в ПЛК поступает информация о текущем состоянии объ-

екта, а через исполнительные органы ПЛК мож

ет изменять состояние

управляемого объекта. Эта базовая схема может усложняться. Напри-

мер, ПЛК могут подключаться к АРМ оператора для супервизорного

управления или к БД для накопления информации и интеграции в АСУ

предприятия. Поскольку все ПЛК строятся на базе цифровой техники,

естественным образом предполагаются некоторые языковые средств

а их

программирования. Однако, в силу специфики задачи, иногда алгорит-

мические языки программирования, такие как Си, Паскаль, Си++, не го-

дятся для этих целей.

Специфика автоматизации предполагает наличие собственно сис-

темы управления, включающей датчики обратной связи и органы

управления, и внешней среды, на которую система управления воздей-

ствует через орган

ы управлении, и объекта управления технической

системы, реализующей некоторую производственную технологию. Воз-

действия (или, другими словами, реакция системы управления) опреде-

ляются алгоритмом управления в зависимости от событий на объекте

управления, информация о которых поступает через датчики обратной

связи. Для цифровых систем это обстоятельство обусловливает циклич-

ность управляющего алгоритма по схеме: считывание состояния входных

сигналов через датчики, их обработка и формирование выходных сигна-

лов, выдача выходных сигналов на исполнительные органы. Событий-

ность предполагает алгоритмические изменения программы и набора

обрабатываемых ею входных/выходных сигналов в зависимости от про-

исходящих на объекте событий.

Алгоритм управления предполагает синхронизацию своего испол-

нения с физиче

скими процессами во внешней среде, что обусловливает

необходимость развитой службы времени и активную работу с времен-

ными объектами: задержками, паузами, тайм-аутами.

Другая характерная особенность алгоритмов управления – логиче-

ский параллелизм, отражающий существование множества параллельно

протекающих процессов в объекте управления. Логический паралле-

лизм предполагает наличие в алгоритме управления независимых или

слабо зависимых ч

астей логически обособленных потоков управления.

В состав классического ПЛК входят следующие компоненты (рис. 1.23):

1) объединительная панель;

2) блок питания;

3) процессорный модуль;

4) коммуникационные модули;

5) модули ввода/вывода;

6) панель расширения;

7) панель оператора.

Рис. 4.23. Состав классического ПЛК

Рис. 4.24. Место ПЛК в структуре АСУ ТП

Рис. 4.25. Классификация применяемых ПЛК

в зависимости от количества точек ввода/вывода

по данным Control Engineering

Рис. 4.26. Сферы применения ПЛК