Программно-технический комплекс Учебное пособие Новочеркасск юргту (нпи) 2010. Удк 519. 23 (075. 8) Ббк 22. 17я73
| Вид материала | Учебное пособие |
- Практикум Новочеркасск юргту (нпи) 2010 удк 330 (075. 8) Ббк 65. 012. 1я73, 2097.42kb.
- Учебно-методическое пособие Новочеркасск юргту (нпи) 2011 г. Удк 004 : 012 (076) ббк, 1329.07kb.
- Учебно-методическое пособие Новочеркасск юргту (нпи) 2011 г. Удк 004 : 012 (076) ббк, 994.64kb.
- Пособие предназначено для студентов, изучающих курсы «Экономики» и«Экономической теории», 4766.75kb.
- Учебно-методическое пособие Новочеркасск 2006 удк 004. 4 (07), 341.54kb.
- Учебное пособие к практическим занятиям по дисциплине «Физическая культура» Новочеркасск, 1055.75kb.
- Конспект лекций москва 2004 удк 519. 713(075)+519. 76(075) ббк 22. 18я7, 1805.53kb.
- Данное пособие предназначено для кураторов академических групп младших курсов, а также, 1695.39kb.
- Пособие предназначено для студентов специальности «Прикладная информатика (в экономике)», 1911.82kb.
- Учебное пособие тверь 2008 удк 519. 876 (075. 8 + 338 (075. 8) Ббк 3817я731-1 + 450., 2962.9kb.
3.7. Открытая модульная архитектура контроллеров
Концепция открытой модульной архитектуры контроллеров – OMAC (Open Modular Architecture Controls) была выдвинута фирмой General Motors летом 1994 г.. Те же или близкие к ним концептуальные требования разрабатаны европейскими (European Open System Architecture for Controls within Automation Systems, OSACA) и японскими (Japan International Robotics and Factory Automation, IROFA и Japan Open System Environment for Controller Architecture, OSEC) организациями. Смысл OMAC-требований к контроллерам можно связать с названием архитектуры:
- Open (открытая) архитектура, обеспечивающая интеграцию широко распространенного на рынке аппаратного и программного обеспечения;
- Modular (модульная) – архитектура, позволяющая использовать компоненты в режиме Plug&Play; Scaleable (масштабируемая) архитектура, позволяющая легко и эффективно изменять конфигурацию для конкретных потребностей;
- Economical (экономичная) – архитектура, обеспечивающая невысокую стоимость жизненного цикла контроллерного оборудования;
- Maintainable (легко обслуживаемая) – архитектура, выдерживающая напряженные условия работы в цехах и простая в ремонте и обслуживании (минимальное время простоя).
Аппаратная платформа контроллеров. До последнего времени роль контроллеров в АСУ ТП в основном выполняли PLC (Programmable Logic Controller – программируемые логические контроллеры) зарубежного и отечественного производства.
Наиболее популярны в нашей стране PLC таких зарубежных производителей, как Allen-Braidly, Siemens, ABB, Modicon, и такие отечественные модели, как "Ломиконт", "Ремиконт", Ш-711, "Микродат", "Эмикон". В связи с бурным ростом производства миниатюрных PC-совместимых компьютеров последние все чаще стали использовать в качестве контроллеров, причем эта тенденция напрямую связана с концепцией OMAC.
Первое и главное преимущество PC-контроллеров является их открытость, т. е. с возможностью применять в АСУ ТП самое современное оборудование. Это важно, если учесть, что модернизация АСУ ТП идет поэтапно и занимает длительное время, иногда несколько лет.
Второе важное преимущество PC-контроллеров заключается в их "родственности" с компьютерами верхнего уровня, что не требует дополнительных затрат на подготовку профессионалов, обеспечивающих их эксплуатацию. Эту работу могут с успехом выполнять специалисты, обеспечивающие эксплуатацию компьютеров верхнего уровня. Это позволяет сократить сроки внедрения систем управления и упрощает процедуры их эксплуатации, что в конечном счете приводит к общему снижению затрат на создание или модернизацию АСУ ТП.
Более высокая надежность – третье преимущество PC-контроллеров. Обычно рассматривают физическую и программную надежность контроллеров. При этом под физической надежностью понимается способность аппаратуры устойчиво функционировать в условиях окружающей среды промышленного цеха и противостоять ее вредному воздействию, а под программной надежностью понимается способность ПО устойчиво функционировать при возникновении ситуаций, требующих реакции в заданное время. Физическую надежность PLC и PC-контроллеров можно считать одинаковой, поскольку нет оснований предполагать, что у PC-контроллеров она будет ниже. Большинство PC-контроллеров ориентированы на работу в тяжелых условиях, например в расширенном диапазоне температур, а также защищены от пыли, влаги, ударов, вибрации и электромагнитных излучений. Программная надежность определяется прежде всего степенью отлаженности ПО.
Для PC-контроллеров лучше всего подходит ОС QNX (фирма QSSL, Канада). Это связано с тем, что архитектура QNX является открытой, модульной и модифицируемой. QNX может загружаться как из ПЗУ, флэш-памяти, так и с помощью удаленной загрузки по сети.
3.8. Архитектура производственной базы данных реального времени
Сбор, анализ и передача производственных данных в систему управления базы данных в АСУ ТП (АСУП) в режиме реального времени играет решающую роль в системах поддержки принятия решений на предприятии. Многие клиенты используют управляющую обратную связь в режиме реального времени, чтобы обеспечить замкнутый цикл контроля качества. Производители объединяют сети, интеллектуальные программируемые контроллеры, основанные на данных, OPC-серверы и надежные процессоры транзакций, чтобы обеспечить связь баз данных реального времени с системами управления. Базы данных реального времени для систем управления требуют быстродействующих, надежных систем, которые для устранения сбоев должны быстро и надежно передавать данные из цеха в базу данных и обратно.
В течение многих лет Microsoft, Oracle и IBM сосредотачивали свои усилия на архитектурах, обеспечивающих высокую доступность. Чем ближе к цеху хранится информация, тем труднее производителям получить к ней доступ. Хранение данных в управляющих базах данных реального времени обеспечивает надежный и открытый способ доступа к данным для многих пользователей.
Поскольку управляющие базы данных реального времени никогда не смогут заменить по безопасности хранение всех данных на уровне PLC, благодаря надежности и хорошей статистике безотказной работы, то пользователи могут также предпочесть гибридное решение, загружая все спецификации качества в контроллер через программу управляющей базы данных реального времени LabVIEW Real-Time LabVIEW реального времени.
Требованиями при разработке производственной информационной системы являются: документированность кода, надежность в эксплуатации, управляемость пользователем, открытость интерфейса базы данных, а также оценка старения продукта в будущем. На основе данных критериев выделяют три основных блока этой архитектуры: сервер производственной базы данных, систему сбора производственных данных и систему формирования отчетов на базе Web-технологий (рис. 3.5).
Сервер производственных данных. Как показано на рис. 3.5 сервер производственных данных включает сервер базы данных и Web-сервер Интернет/интранет. Сервер производственных данных может быть установлен в помещении администратора системы или в удаленном доступе через Интернет-соединение по безопасному https-протоколу. Требования к объему оперативной памяти и жесткого диска для большинства случаев составляют 512 Мб и 40 Гб соответственно. Система архивирует данные со сроком хранения более 6 месяцев.
 |
| Рис. 3.5. Основная архитектура производственной информационной системы, созданной на основе производственной базы данных компании, Web-сервера и системы сбора производственных данных |
Система сбора производственных данных – это место получения всех производственных данных. Ее основной функцией является сбор данных с производственных контроллеров, хранение данных в „упрощенной“ версии производственной базы данных и обеспечение операций для передачи записей на сервер производственных данных.
Информация сохраняется в производственной базе системы сбора данных в режиме реального времени в том же формате, что и на сервере производственных данных. Инженер по технике автоматизированного управления несет ответственность за данные, получаемые в системе сбора данных, а администратор базы данных – за данные, сохраняемые на сервере производственных данных.
Сервер может быть промышленным компьютером, расположенным поблизости от производственной линии. В этом случае рекомендуется специальный защитный корпус NEMA 4/12. „Серый ящик“ системы сбора данных имеет три соединения: Ethernet (с сервером и другими заводскими компьютерами), высокоскоростной интерфейс производственной сети (Modbus, DeviceNet и т.д.) и провод питания.
Используя Web-сервер, такой как Microsoft IIS (Internet Information Services) Server, для диагностики и получения основных отчетов, инженер по технике автоматизированного управления сможет обеспечить целостность данных при их передаче между сервером производственных данных и системой сбора данных.
Если сетевое соединение между системой сбора данных и сервером данных потеряно или заблокировано, транзакции данных запоминаются в системе сбора данных и восстанавливаются (путем повтора транзакций) на сервере данных сразу после восстановления соединения.