современные программируемые промышленные контроллеры для автоматизации производственных процессов

Центральный процессор управляет ОЗУ, ЭППЗУ, ЖКИ дисплеем и внешними портами с помощью вспомогательных контроллеров ввода-вывода, исполняя ОС Windows CE и программу пользователя, написанную с помощью пакета CoDeSys.Рис. 3.2 Архитектура ПЛК NLcon-CEВспомогательный контроллер ITE I8152 управляет двумя портами и контроллером Realtek, который реализует стек протоколов Ethernet. Два порта RS-485 выполнены на основе контроллера Atmega 164 P с использованием двух UART процессора PXA-255. ЖКИ дисплей подключается непосредственно к ЦП с помощью плоского кабеля, через параллельный интерфейс CMOS. Мышь и клавиатура подключаются к ПЛК с помощью двух USB портов, которые могут быть использованы также для подключения съемной USB-флэш памяти.Одна из возможных структур подключения контроллера SimaticS7-300 представлена на рисунке 3.3. Рис. 3.3. Структура подключения контроллера SimaticS7-300S7-300 имеют модульную конструкцию и позволяют использовать в своем составе:модуль центрального процессора (CPU). Он необходим для того, чтобы выполнять программы пользователя и управлять всеми узлами контроллера;модуль блока питания (PS). Он необходимо для выполнения питание контроллера от сети переменного тока с напряжением 120/230 В или от источника постоянного тока напряжением 24/48/60/110 В;сигнальные модули (SM).Предназначены для дискретных и аналоговых входов/выходов, передающих сигналы с различными электрическими и временными параметрами;коммуникационные процессоры (CP). Используются с целью подключения контроллера к сетям PROFIBUS, PROFI-NET, IndustrialEthernet, AS-Interface и организации связи через Internet;функциональные модули (FM). Они необходимы для самостоятельного решения задачи автоматического регулирования и позиционирования. Функциональные модули имеютнабор встроенных каналов I/O, встроенный микропроцессор. Способны выполнять обработку информации на своём локальном уровне. За счёт этого снижается нагрузка на центральный процессор контроллера;интерфейсные модули (IM). Они обеспечивают возможность подключения к базовому блоку (стойка с ЦП) одной или нескольких стоек расширения.Общие технические характеристики процессоров S7-300 представлены в таблице 3.1.Таблица 3.1 – Технические данные центральных процессоров S7-300. ЗаключениеВ ходе выполнения реферата было проведено исследование современных промышленных контроллеров. Установлено, что ПЛК не получило возможности стать универсальным, как персональные компьютеры по причине:– жесткие ограничений на стоимость;– широкого круга целей автоматизации.Проанализирована архитектура контроллеров. Дано описание каждого из элементов, представлено описание их функций. Отмечены определённые функции, позволяющие проводить самодиагностику контроллеров. В третьей главе представлен сравнительный анализ отечественного ПЛК NLcon-CE и зарубежного контроллера SimaticS7-300. Приведены технические характеристики микропроцессоров, рассмотрены способы подключения всех узлов контроллера. Список использованных источниковBonastre A.; Capella J.V.; Ors R. A new generic architecture for the implementation of intelligent and distributed control systems. - IECON 02 - IEEE 2002 28th Annual Conference of the Industrial Electronics Society, vol. 3, 5-8 Nov. 2002, p. 1790 - 1795. BoniventoA., Carloni L.P., Sangiovanni-Vincentelli A. Platform-Based Design of Wireless Sensor Networks for Industrial Applications. - Design, Automation and Test in Europe, DATE '06. Vol. 1, 6-10 March 2006, p. 1-6.IEC 61511-1(2003)/Cor.1(2004). Functional safety - Safety instrumented systems for the process industry sector - Part 1: Framework, definitions, system, hardware and software requirements. IEC 61511-2(2003) Functional safety - Safety instrumented systems for the process industry sector - Part 2: Guidelines for the application of IEC 61511-1Ицкович Э.Л. Конкурентоспособность российских производителей контроллеров на рынке средств автоматизации производства. - Промышленные контроллеры АСУ, №2. 2008. - с. 4 - 10.Wei T., Songjiao S., Mengxiao W. Model identification and PID control of long time-delay processes. - Proceedings of the 4th World Congress on Intelligent Control and Automation, 2002, vol. 2, 2002, p.900 - 904.Yang P., Peng D.-G., Yang Y.-H., Wang Z.-P.. Neural networks internal model control for water level of boiler drum in power station. - Proceedings of 2004 International Conference on Machine Learning and Cybernetics, vol. 5, 26-29 Aug. 2004, p.3300 - 3303.Miyazaki K., Takamiya T., Tsukamoto H., Fabrication of micro-thin film thermocouples. - 22nd Int. Conf. onThermoelectrics. - 2003, p. 673 - 676.Mitsubishi Safety Programmable Controller. MELSEC QS Series. CC-Link Safety System. Remote I/O Module. User'sManual. MitsubishiElectricCorp. - - p.114Profibus RS 485-IS user and installation guideline. PROFIBUS Guideline, ver. 1.1, order №. 2.262. - PROFIBUS Nutzerorganisation, June 2003. - 38 p.Numerical recipes in C. The art of scientific computing. Second Edition. Cambridge University Press. http://www.nr.com.http://www.rlda.ru/NLcon-CE.pdfProduct Support. Mean Time Between Failures (MTBF) - list for SIMATIC products. http://support.automation.siemens.com/WW/view/en/16818490.