1 hluti stjórnkerfisins
Hægt er að skipta íhlutum iðnaðarstýringarkerfisins í stórum dráttum í tvo flokka eftir því hvar þeir eru staðsettir: stjórnunarmiðstöð og ytri staðartæki. Stjórnarmiðstöðvar eru staðsett í kerfisstjórnarmiðstöðinni og fela í sér mannleg vélarviðmót (HMI), verkfræðinga vinnustöðvar og söguþjóna (sagnfræðingur). Fjarstýringartæki eru tæki sem eru búsett á framleiðslustaðnum og eru beint tengd stýrivélum og skynjara sem hefur það meginhlutverk að hafa eftirlit með og stjórna líkamlegu ferlinu. Þrátt fyrir að staðartæki hafi venjulega ekki samskipti beint við fólk er líklegra að þau verði ráðist á þau og málamiðlun vegna þess að framleiðslustaðir eru venjulega minna öruggir en stjórnstöðvar.
1.1 Búnaður stjórnstöðva
Mannleg vélarviðmót HMI (stundum kallað SCADA kerfi) eru kerfi sem gera rekstraraðilum kleift að fylgjast með og stjórna ferlum. HMIS HMI eru venjulega hrein hugbúnaðarforrit sem keyra á almennri tölvu, venjulega í gangi í Microsoft Windows fjölskyldu stýrikerfisins. Sameiginleg HMI í iðnaði eru Wonderware, Siemens 'Wincc, Rockwell's RSView og Areva E-Terra, þar sem Kinseal er einnig góður kostur.
History Server sagnfræðingur er gagnagrunnsþjónn sem skráir sögu stöðu ferlisstýringarkerfisins. Í sumum tilvikum, ef sagnfræðingur er nógu öflugur, er einnig hægt að nota það sem HMI fyrir stjórnkerfið. Sagnfræðingur keyrir venjulega á helstu stýrikerfi og sameiginlegum vélbúnaðarbúnaði og endurspeglast venjulega á fyrirtækjakerfinu.
1.2 Tæki fyrir fjarstýringu
Fjarstýringartæki innihalda PLC, fjarlægar flugstöðvareiningar RTU, greindar rafeindatækir IED og rafræn lið. Þrátt fyrir að aðgerðir þessara tækja séu mjög mismunandi, þá er hægt að flokka þau gróflega saman út frá staðsetningu þeirra og líkt. Það eru einnig líkt í vélbúnaðararkitektúr sem notaður er í þessum tækjum, sem almennt veita hliðstæða eða stafræna inntak/úttak (I/O) og stjórnunaraðgerðir. Þeir lesa gögn beint frá skynjara og senda rekstrarskipanir til stýringar og í sumum tilvikum eru þau tengd öðrum reitbúnaði.
Einfölduð umfjöllun um tækin er að finna í þessari grein. Reyndar framkvæmir hvert þessara tækja sem nefnd eru hér að ofan (PLC, RTU, IED og rafræn lið) ákveðinn hlutmengi af aðgerðum í sambandi líkan stjórnunar kerfisins (ORM). Sem dæmi má nefna að RTU, sem venjulega eru virkni SCADA kerfa sem veita I/O stjórn á sviði, framkvæma sýnatöku með I/O skynjara á sviði, og hver fyrir sig, mun RTU búa til kallar fyrir stýrivélar. Rafrænt gengi mun alltaf framkvæma sýnatöku- og kveikjuaðgerðirnar. RTU mun búa til stöðusviðssvið og í sumum tilvikum mun vinna úr gagnaviðskiptum. Relays munu búa til stöðusviðssvið en eru ólíklegri til að takast á við skipaða gagnaviðmið.Rtus hafa yfirleitt ekki staðbundna stjórnunarvirkni, en gengi hafa þá virkni. Auk þess að eiga samskipti við skynjara, stýringar og stjórnunaraðgerðir á hærri stigi, hafa PLC mikilvægar staðbundnar stjórnunaraðgerðir. Þessar aðgerðir geta virst svipaðar, en það er marktækur munur á Orms.
2 Dæmigerður arkitektúr stjórnkerfisins
Mynd 1 sýnir dæmigerðan arkitektúr stjórnkerfisins. Í henni er algeng viðskiptafjöldi sem keyrir HMI í samskiptum við reitatæki eins og PLC með venjulegum netsamskiptareglum (td Ethernet). Verkfræðistöðin og sögu gagnagrunnurinn eru einnig venjulega venjulegir tölvur eða netþjónar sem eiga samskipti við reitatækin með stöðluðum netsamskiptum. Reitatæki tengjast öðrum reitbúnaði með því að nota Ethernet-byggðar iðnaðareftirlitsreglur eins og FieldBus. Sum vettvangstæki tengjast greindum tækjum með stöðluðum samskiptareglum um strætó eins og RS232 eða RS485, og sum reit tæki tengjast beint skynjara, i \ o tæki og vélstæki.
3 Forritanlegt Logic Controller PLC
PLC er akurbúnað sem hægt er að tengja beint við skynjara og stýrivélar eða önnur reitatæki. Notaðu í meginatriðum sömu undirliggjandi hluti. Tegundir nota í raun sömu undirliggjandi hluti.
3.1 PLC forritun
Hægt er að forrita plcs með því að nota eitt af þeim tungumálum sem talin eru upp í IEC 61131-3:
Stigamynd (LD), myndræn
Aðgerðarblokk skýringarmynd (FBD), myndræn
Skipulögð texti (ST), texti
Leiðbeiningarlisti (IL), texti
Röðunaraðgerðarrit (SFC), myndrænt
PLC starfar í hringrásarferlum sem kallast „skannar“, sem samanstanda af inntaki, framkvæmd rökfræði og framleiðsla.
3.2 Almennt PLC arkitektúr
Modular PLC eru samsettar af einstökum einingum sem tengjast með bakplani. Ómódel PLC samþættir alla íhluti í einni borð.
3.3 Samspil PLC mát
Í almennri PLC arkitektúr sem sýnd er á mynd 2 hefur hver eining líkamlegan rauf og er úthlutað röð af bakplani heimilisföngum. Viðmótaskrár og stuðpúða minningar verða fyrir innan sviðs heimilisföng. Skilaboð eru send og móttekin af einingum sem lesa og skrifa til skráa eða annarra eininga stuðpúða.
3.4 Örgjörvi mát
Örgjörvaeiningin er hjarta PLC. Það útfærir samhæfingu milli eininga og er stundum notuð sem bakplani. Örgjörvinn einingin stillir aðrar einingar á Power-Up ef þeir geyma ekki sínar eigin stillingar.
Örgjörvinnseiningin túlkar og keyrir stigalögfræði, les gildi frá samskiptaeiningunni eða I/O mát, heldur rekstrarástandi, keyrir „Skannar“ hringrás stigar rökfræði og skrifar framleiðsla gildi til samskiptaeiningarinnar eða I/O mát.
3.5 Samskiptaeining
Samskiptaeiningarnar taka samskiptareglur tengda kóða frá örgjörvaeiningunni. Þeir taka tímaviðkvæmar samspilsgögn um samskiptareglur frá örgjörvaeiningunni og tryggja að örgjörvaeiningin sé í eigin tímaviðkvæmri stjórnunarlykkju. Vegna þess að sumar samskiptareglur stjórnunarkerfisins eru mjög flóknar, getur samskiptaeiningin verið með mikla vinnsluorku, þannig að samskiptaeiningin getur verið eins flókin og örgjörvaeiningin.
3.6 I/O einingar
I/O einingar umbreyta merkjum milli lágspennu (3,3 volt eða 5 volt), lágstraums (Milliampere stig) stjórnunarrökfræði og háspennu (24 volt eða meira), hástraumur (amper stig) ferli. Analog I/O einingar innihalda hliðstæða-til-stafræna breytur (ADC) og stafræna-til-analog breytir (DACS). Þessar einingar hafa tiltölulega einfalda rökfræði og tiltölulega lítinn greindan vélbúnað og eina verkefni þeirra er að umbreyta á milli hliðstæðra og stafrænna merkja.
3.7 Almennir örgjörvar
Það eru þrjár gerðir af örgjörva arkitektúr sem oftast er að finna í PLC:
ARM arkitektúr (7 eða 9 seríur)
Motorola/Freescale 68000 Series Architecture
Kraftarkitektúr IBM
ARM arkitektúrinn var hannaður af ARM, fyrirtæki með aðsetur í Bretlandi með meira en 1.700 starfsmenn. Arm framleiðir ekki franskar, heldur hannar og leyfi hugverk (IP) fyrir þá. (1) ARM arkitektúrinn er mikið notaður í innbyggðum kerfum og tækjum og það hefur sérstaklega stóran hlut af neytandi rafeindatækni, svo sem farsímum og persónulegum stafrænum aðstoðarmönnum (PDA), með markaðshlutdeild yfir 90%. (2) ARM örgjörvar geta keyrt í stór-endískum eða litlum endískum ham og geta einnig notað handlegginn (32- bita) og þumalfingur (16- bita) Leiðbeiningar setur.Arm örgjörvar eru oft hluti af sérsniðnum kerfum-á-chips (SOCS).
Motorola (nú Freescale) 68000 serían er 32- bita flókið kennslusett (CISC) örgjörvi. Það er mikið notað í innbyggðum kerfum. Þetta var mest seldi heimsins 32- bita arkitektúr örgjörva árið 2000 og 68000 seríurnar eru stór-endískar.
Kraftarkitektúrinn inniheldur PowerPC, minni kennslusett (RISC) örgjörvi arkitektúr útfært af IBM, Freescale, AMCC, Tundra og PA semi, meðal annarra.
3.8 Minnisskipulag
PLC nota venjulega óstöðugt flassminnisgeymslu til að geyma örgjörvaeining vélbúnaðar og stiga rökfræðiforrit (eða önnur IEC 61131-3 tungumál). Heimilisfang leifturminnisins er kortlagt á heimilisfangi örgjörva, eins og stjórnunarskrár annarra tækja um borð.ram er notað til að geyma stöðu keyrslutíma.
3.9 Innbyggð stýrikerfi
Mörg innbyggð stýrikerfi eru einnig rauntíma stýrikerfi (RTO). Til að teljast RTOs verður stýrikerfið „að seinka ákvarðandi eða tryggja versta truflun tafar eða samhengisrofa tíma“.
PLC nota oft RTOS útfærslur í atvinnuskyni eins og VXWorks, Windows CE eða QNX, en geta einnig notað sérsniðna „innanhúss“ stýrikerfi. Þrátt fyrir að vera ekki enn algengt hafa sumir framleiðendur byrjað að nota Linux stýrikerfi á PLC.