Automatisering en procesbesturingssystemen.

Onderwerp 1: Specificiteit van het gebruik van microprocessortools in automatiserings- en controlesystemen

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.

22.

23.

24.

25.

26.

27.

28.

29.

30.

31.

32.

33.

39. Opeenvolgende benadering ADC

40. ADC van dubbele integratie en parallel type

41. Vergelijking van ADC-typen

42. THEMA 5: Methoden voor selectie en berekening van de belangrijkste kenmerken van input-outputsystemen

43.

Beschrijving van de presentatie Schematisch diagram van controlesystemen Nikitin Yu A. © 20 op dia's

Schakelingen van controlesystemen Nikitin Yu.A. ©

Onderwerp 1: Specificiteit van het gebruik van microprocessortools in automatiserings- en controlesystemen Hoorcollege

Doel, structuur en werking van digitale AIS. W. Vooruitzichten voor ontwikkeling. Specificiteit van het gebruik van microcomputers in controlesystemen. Algemene informatie over de interface. Poorten, controllers en adapters. Een korte omschrijving van. Bepaling van functionele (informatie) compatibiliteit van CAi-modules. W. Organisatie van besturingscomputers. Structuur. Typische verbindingen met het besturingsobject. Het concept van een standaardinterface, protocol, interface. Het hoofddoel.

De belangrijkste functies van de interface. Elektrische en ontwerpcompatibiliteit. Principes van het organiseren van interfaces. Lijnen, bussen, snelwegen. Classificatie van CAi-interfaces. U. De structuur van verbindingen van de CAi-interfaces. U. Definitie van de standaard CAi-interface. W. Definitie van een parallelle interface. Definitie van de seriële interface. Kenmerken van de CAi-interfaces. U. Classificatie van CAi-interfaces. W. Methoden voor gegevensoverdracht CAi. W. Synchronisatie bij het overbrengen van gegevens naar de CAi. W.

Strobing en bevestiging bij het overdragen van gegevens naar de CAi. W. Wijzen van informatie-uitwisseling in CAi. W. Kenmerken van de interface met een gemultiplexte adres- en databus. Logische en functionele organisatie. Verhogen van de laadcapaciteit van systeeminterfaces. RAM koppelen met de systeembus. Methoden voor gegevensuitwisseling tussen UVM en externe apparaten. Programmering van digitale ingangen van de pc-controller met behulp van I / O-kaarten. Programmering van digitale uitgangen op pc-gebaseerde controller met behulp van I / O-kaarten.

Wachten multivibrators. Doel en toepassing in interfaceapparaten. Multifunctioneel invoer-uitvoerapparaat. Besturingsmodule, functioneel diagram. Analoge ingangsmodule, functioneel diagram. Analoge uitgangsmodule, functioneel diagram. Discrete input / output-module, functioneel diagram. Digitale I / O-programmering. Analoge invoerprogrammering (ADC). Analoge output programmeren (DAC). Timer programmeren.

Het dynamische bereik van de DAC, zijn capaciteit en de prijs van het minst significante bit. ADC. Interface met gedemultiplexeerd adres en databus. Opnamecyclus. Werk diagrammen. Arbitragemethoden voor directe geheugentoegang. Werk diagrammen. Methoden voor het onderbreken van het hoofdprogramma. Werk diagrammen. Busvormer. Toepassingsgebied. Werkingsprincipe. Toewijzing van adresregister en gegevensregister in interface-apparaten. Adresselector en adresdecoder. Doel en werkingsprincipe.

Een belangrijk element in het werk van de TS CAi. Y is de organisatie van betrouwbare gegevensuitwisseling tussen verschillende niveaus, binnen één niveau en zelfs binnen een apart lokaal systeem.

Hoorcollege 2 Regelinrichtingen en automatische regelaars (typische regelapparatuur) Algemeen blokschema van CAi. U (t) \u003d F (ε (t)) dtεTi 1 dt dεTd U (ε) \u003d ε + + U (ε) \u003d x - (W - Δ W) Δ W \u003d dtε Ti

Hoorcollege 3 THEMA 2: Algemene informatie over interfaces Informatietaken TS CAi. У Functionele (controle) taken van de TS CAi. U Programmataken TS CAi. U Constructieve taken TS CAi. U Energietaken TS CAi. U Taken opgelost door de CAi. Hebben

Hoorcollege 3 - controle over de belangrijkste parameters; - het (op zijn verzoek) informeren van de operator over de huidige productiesituatie op een bepaald deel van het besturingsobject; - vaststelling van de tijd van afwijking van sommige procesparameters buiten de toegestane grenzen; - berekening, niet vatbaar voor directe meting; - berekening van de bereikte technische en economische indicatoren; - periodieke registratie van gemeten parameters en berekende indicatoren; - detectie en signalering van het ontstaan \u200b\u200bvan gevaarlijke (pre-nood-, nood-) situaties. Informatieve taken van de TS CAi. Hebben

Hoorcollege 3 Gemeten gegevens over de parameters en toestanden van het proces en de apparatuur worden in één richting verzonden en stuursignalen in de tegenovergestelde richting. De hierboven genoemde functies zorgen in het algemeen voor het verzamelen en verzenden van gegevens over de parameters en toestanden van het proces en technologische variabelen, dwz ze zorgen voor de circulatie van informatie in het monitoring- en controlesysteem. De logische voorwaarden voor informatiecompatibiliteit bepalen de functionele en structurele organisatie van de TSAi-interfaces. U. Zorgen voor informatiecompatibiliteit van TS CAi-interfaces. Hebben

Hoorcollege 4 Over de belangrijkste functionele (controle) taken van de TS CAi. Y omvatten: - stabilisatie van procesvariabelen op bepaalde waarden bepaald door de productievoorschriften; - geprogrammeerde verandering van procesmodi volgens vooraf bepaalde wetten; - bescherming van apparatuur tegen ongevallen; - vorming en uitvoering van controleacties; - verdeling van materiaalstromen en ladingen tussen technologische eenheden; - controle van starten en stoppen van units, etc. Functionele (controle) taken van TS CAi. У De lijst met alle functionele taken die door een bepaalde CAi worden uitgevoerd. Y (dat wil zeggen, zijn functionele samenstelling), kenmerkt de externe, consumentencapaciteiten van de TS van deze CAi. W.

Hoorcollege 4 Programmataken TS CAi. Y zijn bezig met de ontwikkeling van software (software), die volgens GOST 24. 003-84 een reeks programma's is die algoritmen voor informatieverwerking implementeren.Bij het ontwikkelen van software moet rekening worden gehouden met de informatieondersteuning van de TS CAi. Y, linguïstische ondersteuning, gedefinieerd als een reeks linguïstische middelen voor het formaliseren van een natuurlijke taal, en organisatorische ondersteuning, gedefinieerd als een reeks documenten die de activiteiten van het personeel van een geautomatiseerd controlesysteem in de omstandigheden van zijn functioneren regelen.

Hoorcollege 4 Constructieve taken van de TS CAi. U Oplossing van ontwerpproblemen van CAi. U is een van de belangrijkste voorwaarden voor een betrouwbare en veilige werking van voertuigen in de industrie, aangezien ze meestal onder zware bedrijfsomstandigheden werken en daarom een \u200b\u200bontwerp moeten hebben dat trillingsbestendigheid, schokbestendigheid, stof- en vochtbestendigheid, de vereiste temperatuurbereik, afmetingen waardoor ze kunnen worden gemonteerd in standaardrekken of ingebed in technologische apparatuur. consistentie van structurele elementen van de interface, ontworpen om mechanisch contact van verbindingen en mechanische vervanging van circuitelementen, blokken en apparaten te verzekeren. Compatibiliteit interfaceontwerp -

Hoorcollege 4 Energietaken TS CAi. De consistentie van statistische en dynamische parameters van elektrische signalen in het bussysteem, rekening houdend met de beperkingen op de ruimtelijke plaatsing van interface-apparaten en technische implementatie transceiver-elementen. naleving van elektrische compatibiliteit Automatiseringskast. Elektromagnetische compatibiliteit - Juiste selectie van voedings- en schakelapparatuur - Elektrische compatibiliteit van interfacecircuits

Hoorcollege 5 ONDERWERP 3: Systeeminterfaces van uniprocessor- en multiprocessorapparaten - Het gebruik van C en bij de controle van de productkwaliteit, de kwaliteit van een afzonderlijke technologische operatie en het technologische proces als geheel - Het gebruik van open technologieën bij de ontwikkeling en implementatie van TS CAi. Openheid is de definitie van een wereldwijd standaardisatieproces voor hardware- en software-architecturen gericht op het bereiken van compatibiliteit tussen hardware en software en de portabiliteit van producten van een groot aantal onafhankelijke leveranciers; het is een gelijk recht voor elke potentiële fabrikant en gebruiker om deel te nemen aan de ontwikkeling en commerciële exploitatie van een technische norm. De principes van open systemen vormen de basis van integratietechnologie. De basis moet gebaseerd zijn op het gebruik van moderne informatietechnologieën.

Lezing 5 Algemene PLC-structuur Programmeerbare logische controllers CPU-systeem ROM-systeem RAM EPROM RAM-module Systeeminterface CPU-module Gebruikersgeheugenmodule

Hoorcollege 5 Architectuur en werkingsprincipe van de microcomputer MP coördineert de werking van alle apparaten van het digitale systeem met behulp van de besturingsbus (ШУ). Naast de ShU is er een adresbus (SHA), die dient om een \u200b\u200bspecifieke geheugencel, invoerpoort of uitvoerpoort te selecteren. De bidirectionele gegevensoverdracht van en naar de MP vindt plaats via de databus (SD). De MP kan informatie naar het geheugen van de microcomputer of naar een van de uitgangspoorten sturen, en ook informatie ontvangen van het geheugen of van een van de ingangspoorten.

Lezing 6 Apparaten voor communicatie met het object-USO - apparaten die zijn ontworpen om analoge en discrete signalen van een object te ontvangen (ongeacht hoe vaak ze erin zijn omgezet), om te zetten in digitale vorm voor verzending naar een computer (controller), ook zoals voor het ontvangen van digitale besturingsgegevens van de pc en deze om te zetten in een vorm die overeenkomt met de actuatoren van het object. USO is een structureel compleet apparaat gemaakt in de vorm van modules, in de regel geïnstalleerd in gespecialiseerde borden met terminalconnectoren voor het voeden van externe circuits (dergelijke borden worden montageplaten genoemd) of op een standaard dragende DIN-rail.

Hoorcollege 6 a) b) c) Structuurschema's voor het construeren van de USO data-ingang DVI - informatie-ingang sensor NU - normaliserende versterker F - filter UVH - bemonsterings- en opslagapparaat ADC - analoog-naar-digitaal-omzetter AM - analoge multiplexer CU - besturingsapparaat PD - datazender ШУ - controlebus ШД - databus МУ - grootschalige versterker

College 6 PC-gebaseerde systeeminterfaces De fysieke laag van praktisch alle industriële netwerken is gebaseerd op een standaardinterface als de elektrische inhoud van het transmissiemedium.

Hoorcollege 6 Kenmerken van standaard fysieke interfaces. 90. ... 500906, 638, 4 Max. transmissiesnelheid, Kbaud 1200130050015 Max. kabellengte (zonder repeaters), m 32/321/101/1 Max. aantal ontvangers / zenders 12 V 40 m A en 20 m A 12 V Coderingsmethode Common mode ruisniveau in het kanaal tot 3 Laag gedeeltelijk hoog. Ruisgevoeligheid twisted pair / two twisted pair 2 informatie lijnen, 1 grondlijn. 4-draads twisted pair. Synchronisatie Transmissiemedium / async. Type overdracht RS-485 RS-422 IRPS RS-232 C Karakteristiek Standaard fysieke interfaces

Hoorcollege 7 Standaard fysieke interfaces Structuur van de RS-232 С-interface voor asynchrone communicatie over fysieke lijnen

Lezing 7 mm S 3 Sn S 2 S 1 m. ... Industrieel netwerk PROFIBUS Industrieel netwerk CAN PROFIBUS (PROcess FIeld BUS) CAN (Controller Area Network)

Lezing 7 Modbus-protocol Informatie-uitwisseling tussen apparaten die het Modbus-protocol gebruiken Het Modbus-protocol regelt de aanvraag- en antwoordcyclus die plaatsvindt tussen de apparaten van de masterbus Master (M) en de slave-slave (S),

Lezing 7 Modbus-protocol Kenmerken van ASCII- en RTUX-modi ASCII-beschrijving (7 -b en t) RTU (8 -b en t) S stem a c o d en stroom Ik gebruik ASCII-systemen 0-9, AF 8 -b en t over dv o ci sste m a C h i s l o b en t s symbool 1 6 8 Standard beats 1 1 Bytes (LSB per f e) 7 8 Parity In to l. / V s naar l. S t o w beats 1 of l en 2 Control n a l L R C (L o n g i t u d i n a l R e d u n d a n c y C h e c k). L R C C R C (C y c l i c a l R e d u n d a n c y C h e c k). C R C _

THEMA 5: Methoden voor selectie en berekening van de belangrijkste kenmerken van input-output systemen Methoden voor selectie en berekening van de basiskenmerken van input-output systemen (SVV). Ontwerpmethoden voor UHV-subkanalen. Criteria gebruikt bij het ontwerp van UHV. Selectie van het aantal UHV-kanalen. Bepaling van de UHV-prestaties. Lezing

Lezing 10 Windows NT als een RTOS kan alleen worden gebruikt in de volgende gevallen: - Soft RT OS, waardoor overschrijding van tijdsbeperkingen mogelijk is; - in eenvoudige systemen waar het aantal soorten gebeurtenissen klein is; - de belasting van de CPU blijft altijd laag; - er worden weinig stuurprogramma's gebruikt waarvan het algoritme onbekend is, of in ieder geval de kwaliteit van deze stuurprogramma's is gegarandeerd. Real-time systeem

Federaal Agentschap voor Onderwijs

Staats onderwijsinstelling

hoger beroepsonderwijs

"Omsk State Technical University"

Schakelingen van controlesystemen

Verzameling van taken voor praktische oefeningen en IWS

Omsk 2007

Samengesteld door A.N. Kompaneets, Cand. tech. wetenschappen

D. A. Kompaneits

De collectie onderzoekt ontwerpoplossingen die worden gebruikt in digitale technologie. Er worden voorbeelden gegeven van hun berekeningen en opties voor typische taken.

De taakverzameling is bedoeld voor voltijd-, deeltijd-, deeltijd- en afstandsonderwijsstudenten in de volgende specialiteiten: 220301 - "Automatisering van technologische processen en productie", 220401 - "Mechatronica".

Gepubliceerd bij besluit van de redactionele en uitgeversraad van de technische universiteit van Omsk

Invoering

Bij het ontwerpen van verschillende modules van worden vaak typische circuitoplossingen gebruikt. Het doel van deze verzameling taken is om studenten te leren dergelijke oplossingen toe te passen in hun praktische activiteiten.

De collectie bevat 14 taken die in praktijklessen en IWS kunnen worden overwogen. Voor het vervullen van de meeste taken moeten de studenten kennis hebben van de disciplines "Schakelingen van besturingssystemen", "Elektronica en microprocessortechnologie", evenals computerondersteund ontwerp van printplaten PCAD en programmeren van FPGA.

Bij de eerste taak is de belangrijkste taak van de student om, met behulp van naslagwerken, te leren de tijdsvertragingen te berekenen in de doorgang van logische signalen door microschakelingen. Deze taak is een van de belangrijkste, aangezien technische oplossingen die zijn gemaakt zonder rekening te houden met vertragingen in de meeste gevallen niet werken.

De tweede taak geeft een voorbeeld van het aansluiten van een LED als een open collectorelementbelasting. Een typische berekening van de belastingsweerstand wordt getoond.

In de derde en vierde taak worden voorbeelden van register- en trunktransceiverbeheer behandeld. Dergelijke oplossingen worden heel vaak gebruikt in de microprocessortechnologie. Berekeningen van de vertragingen in het verschijnen van informatie aan de uitgang in aanwezigheid van de nodige stuursignalen worden gegeven.

De vijfde taak betreft de ontwikkeling van adresdecoders op basis van verschillende digitale schakelingen. Een van de varianten van de adresdecoder op basis van "Exclusieve OF" -microschakelingen wordt gepresenteerd.

Taken van de zesde tot en met de elfde zijn gewijd aan de ontwikkeling van blokschema's van modules van een microprocessorbesturingssysteem voor communicatie met technologische apparatuur, zoals modules van ingangs- en uitgangssignalen, adaptieve besturing en beheer van aandrijvingen, analoge ingang / uitgang, meten converters. Deze schema's zijn de basis voor het cursusproject dat in de toekomst in deze discipline wordt ontwikkeld.

De twaalfde taak is gericht op het consolideren van de vaardigheden die zijn opgedaan tijdens het bestuderen van het computerondersteunde ontwerp van PCAD-printplaten.

De dertiende taak betreft de ontwikkeling van verschillende galvanische isolatoren, die veel worden gebruikt in de modules van de uitgangsstuursignalen van verschillende MPSU's.

De laatste taak is gericht op het consolideren van de kennis die is opgedaan tijdens het bestuderen van het geautomatiseerde programmeersysteem FPGA MAX + plusIIBaseline.

Het vervullen van de taken die in de collectie worden gegeven, zal het in de toekomst mogelijk maken om met succes ontwerpproblemen op te lossen in cursussen en diplomaontwerp.

Kazakh Agro Technical University vernoemd S. Seifullina

AUTOMATISERING EN PROCESBESTURINGSSYSTEMEN

voor voltijd- en deeltijdstudenten - afstandsonderwijs in de specialiteit 050718 - Elektriciteit

Astana 2009

Ministerie van Landbouw van de Republiek Kazachstan

Zelfstudie opgesteld door Art. pr. afdeling "Bediening van elektrische apparatuur" IN. Voloshin.

Beoordelaars: Keshuov S.A., doctor in de technische wetenschappen, hoogleraar aan de afdeling Electric Power Engineering van KazNAU;

Bainiyazov B.A., kandidaat voor technische wetenschappen, hoofd van de afdeling stroomvoorziening, KazATU genoemd naar S. Seifullin.

Automatisering en procesbesturingssystemen: leerboek. - Astana: Kaz ATU, 2009 - 7 2s., Ill.

Computertypering van tekst en grafische delen - Voloshin I.N.

De handleiding onderzoekt de algemene theoretische principes van de organisatie van moderne systemen, de automatisering van technologische processen, geeft informatie over de onderdelen van de automatiseringshiërarchie, analyseert moderne hardware en software. Biedt algemene informatie over de regelgevende en documentaire basis voor de ontwikkeling en werking van ACS TP.

Deze handleiding geeft de student een idee, niet alleen over de basisprincipes van automatisering, maar behandelt ook het leerproces van de discipline "Systemen van automatisering van technologische processen". Typische taken, methoden om ze op te lossen, taken voor onafhankelijke oplossing, enkele referentiegegevens worden gegeven

Beoordeeld en goedgekeurd voor publicatie door de Methodologische Commissie van de Energiefaculteit (notulen nr. 6 gedateerd 22 januari 2009)

1. INLEIDING OP DE ACS TP CURSUS

.1 Vereisten voor het uiterlijk van ACS TP

De moderne ontwikkelingsfase van de industriële productie kenmerkt zich door de overgang naar het gebruik van geavanceerde technologie, de wens om de extreem hoge operationele kenmerken van zowel bestaande als ontworpen apparatuur te bereiken, de noodzaak om productieverliezen te minimaliseren. Dit alles is alleen mogelijk als de kwaliteit van het beheer van industriële faciliteiten aanzienlijk wordt verbeterd, onder meer door het wijdverbreide gebruik van ACS TP.

De technische en economische voorwaarden voor het creëren van een ACS TP zijn allereerst een toename van de productieschaal, een toename van de eenheidscapaciteit van apparatuur, een complicatie van productieprocessen, het gebruik van geforceerde modi (hoge drukken, temperaturen, reactiesnelheden), de opkomst van installaties en complete industrieën die in kritieke modi opereren, en de complicatie van verbindingen tussen de afzonderlijke schakels van het technologische proces. Onlangs zijn bij de ontwikkeling van veel industrieën nieuwe factoren verschenen, die niet alleen verband houden met hogere eisen aan de kwantiteit en kwaliteit van producten, maar ook met de spanning op het gebied van arbeidskrachten. De groei van de arbeidsproductiviteit, onder meer door automatisering ervan, is praktisch de enige bron van uitbreiding van de productie. Deze omstandigheden stellen nieuwe eisen aan de schaal van gebruik en aan het technische niveau van ACS TP, om hun betrouwbaarheid, nauwkeurigheid, snelheid, efficiëntie te garanderen, d.w.z. op de efficiëntie van hun functioneren. Een andere belangrijke voorwaarde voor het gebruik van ACS TP in de industrie is de noodzaak om aanzienlijke potentiële productiereserves te realiseren. Merk op dat de technische basis van de productie in de meeste industrieën inmiddels een niveau van ontwikkeling heeft bereikt, waarbij de efficiëntie van het productieproces het meest direct en significant afhangt van de kwaliteit van het technologiebeheer en de productieorganisatie. Daarom wordt de taak van optimale beheersing van technologische processen naar voren gebracht, die in de meeste gevallen niet kan worden opgelost zonder een ontwikkelde ACS TP.

1.2 Processysteem - ACS TP

Technologische processen dienen als de materiële basis van elke productie, daarom is het, om productiekenmerken zoals productiviteit, kwaliteit (betrouwbaarheid) van producten en productierendement te verbeteren, noodzakelijk om de 'controleerbaarheid' van processen te waarborgen en geautomatiseerde controlesystemen voor hen te introduceren. . Het concept van 'technologisch proces als besturingsobject' omvat in het bijzonder technologische apparatuur, naast sensoren en actuatoren, die structurele elementen van apparatuur zijn, maar deel uitmaken van de technische middelen van ACS TP, daarom de besturing van een technologische proces in de volgende presentatie betekent controle van de bedrijfsmodi van technologische apparatuur.

In het volgende betekent de term 'gecontroleerd technologisch proces' een proces waarvoor input-gecontroleerde invloeden (controle, gecontroleerd) worden gedefinieerd, deterministische of probabilistische afhankelijkheden tussen inputinvloeden en outputparameters van het vervaardigde product (product) worden vastgesteld, methoden van automatische meting van inputinvloeden en outputparameters (alle of een deel ervan) en methoden van procesbeheersing. Een gecontroleerd technologisch proces is dus in principe een proces dat is voorbereid voor de implementatie van de ACS TP, d.w.z. om een \u200b\u200btechnologisch processysteem te creëren - ACS TP (Figuur 1.1).

In figuur 1.1 wordt de volgende notatie gebruikt:

Communicatieapparaat met de operator;

Operator;

Objectinterface-apparaat (USO);

9 - autonome visuele bedieningsapparatuur;

8 - sensoren;

Uitvoerende organen;

Technologisch controleobject (TOC).

De taak die wordt uitgevoerd in het technologische processysteem - ACS TP kan als volgt worden geformuleerd: maak op basis van de ontvangen gegevens over het technologische proces een voorspelling van het verloop van het technologische proces en stel en implementeer ook een dergelijk plan van controleacties (inclusief het wijzigen van de bedrijfsmodi van apparatuur) zodat op een bepaald moment de staat van het technologische proces overeenkomt met een bepaalde extreme waarde van het gegeneraliseerde criterium van de proceskwaliteit. Om dit probleem op te lossen, moet u hebben wiskundig model proces, dat de belangrijkste inhoud is van het besturingsalgoritme geïmplementeerd door de ACS TP.

Figuur 1.1

1.3 Doel, doelstellingen en functies van ACS TP

Het doel van elk geautomatiseerd besturingssysteem, de noodzakelijke functionaliteit, de gewenste technische kenmerken en andere kenmerken worden doorslaggevend bepaald door het object waarvoor het is gemaakt. dit systeem... Voor de ACS TP is het gecontroleerde object het zogenaamde technologische controle-object (TOC), een set technologische apparatuur en daarop geïmplementeerd volgens de relevante instructies of voorschriften van het technologische proces van het produceren van het doelproduct. De bovenstaande definitie van TOC benadrukt enerzijds de eenheid van het proces en de apparatuur en anderzijds de volledigheid van de omzetting van inputbronnen in het eindproduct (metaal, elektrische of thermische energie, chemicaliën, producten, enz. .).

Door de TOU te regelen, werkt de ACS TP rechtstreeks in op bepaalde elementen van de apparatuur: gasklep- en afsluitkleppen, schuifafsluiters, dempers, doseerapparatuur, enz. De intensiteit van deze controleacties tijdens bedrijf wordt zo gekozen dat het proces van het verwerken van inputmateriaal en energiestromen geïmplementeerd in de technologische apparatuur op de meest geschikte manier wordt uitgevoerd.

Bij het ontwikkelen van de ACS TP is het belangrijk om het besturingsobject correct te selecteren uit de algemene productie- en technologische structuur van de onderneming. Houd hierbij rekening met het doel en de rol van individuele apparaten, units en installaties, de mate van afhankelijkheid van hun werk van andere, naburige productiegebieden, de aanwezigheid van verdeelde (buffer) capaciteiten tussen hen en tenslotte de mate van centralisatie van beheer aangenomen (of wenselijk) in een bepaalde productie.

In overeenstemming hiermee kan het volgende worden beschouwd als TOC:

technologische eenheden en installaties;

afzonderlijke industrieën die een onafhankelijke, volledige technologische cyclus implementeren;

het productieproces van een volledige industriële onderneming, als het beheer ervan primair en voornamelijk technologisch van aard is, d.w.z. bestaat uit de selectie en coördinatie van rationele werkwijzen van onderling verbonden eenheden, locaties en industrieën.

Het doel van de ACS TP kan meestal worden gedefinieerd als het doelgericht onderhouden van het technologische proces en het voorzien van aangrenzende en hogere controlesystemen van de nodige informatie. In een aantal gevallen, wanneer het functioneren van nieuwe superkrachtige objecten zonder een moderne ACS (ACS) praktisch onmogelijk blijkt te zijn, is het doel van een dergelijk systeem om de haalbaarheid en stabiliteit van het technologische proces onder hoge intensiteit en economische wijzen van gebruik van apparatuur. De oprichting en werking van elke ACS TP moet gericht zijn op het behalen van duidelijk omschreven technische en economische resultaten (verlaging van de productiekosten, vermindering van verliezen, verhoging van de arbeidsproductiviteit, kwaliteit van doelproducten, verbetering van de arbeidsomstandigheden van personeel, enz.). Daarom is het, na het bepalen van het doel van de ACS TP, noodzakelijk om de doelstellingen van de werking van het systeem duidelijk te specificeren. Voorbeelden van dergelijke doelen voor industriële technologische faciliteiten zijn: het waarborgen van de veiligheid van de werking ervan; stabilisatie van parameters van inputstromen; het verkrijgen van de gespecificeerde parameters van de outputproducten; optimalisatie van de bedrijfsmodus van de faciliteit; coördinatie van de bedieningsmodi van de apparatuur. Het is gebruikelijk om de mate van realisatie van de gestelde doelen te karakteriseren aan de hand van het zogenaamde managementcriterium, d.w.z. een indicator die de kwaliteit van het technologische proces vrij volledig kenmerkt en numerieke waarden aanneemt afhankelijk van de controleacties die door het systeem worden gegenereerd. In een strikte, meestal wiskundige vorm specificeert het controlecriterium het doel van het creëren van een bepaald systeem. Een van de algemene formuleringen van de vraag naar de beheerscriteria is teruggebracht tot de wens om het grootste economische effect te bereiken, dat wordt bepaald door het verschil in de kosten van het eindproduct en grondstoffen, energie, arbeid en andere kosten. De optimale procesbeheersing zal zo'n proces zijn dat dit verschil maximaliseert. Beperkingen die in acht moeten worden genomen bij het kiezen van beheersacties spelen niet minder een rol dan een criterium. Er zijn twee soorten beperkingen: fysiek, dat niet kan worden overtreden, zelfs niet met de verkeerde keuze van controleactie, en voorwaardelijk, dat kan worden geschonden, maar de overtreding leidt tot onbeduidende schade, waarmee het criterium geen rekening houdt. Bij het managen wordt vaak rekening gehouden met de belangrijkste factoren door de beperkingen en niet door het criterium.

Meestal algemeen criterium de economische efficiëntie van technologische procesbeheersing is niet toepasbaar vanwege de complexiteit van het bepalen van de noodzakelijke kwantitatieve afhankelijkheden in specifieke omstandigheden; in dergelijke gevallen worden persoonlijke optimaliteitscriteria opgesteld, rekening houdend met de specifieke kenmerken van het beheerde object en aangevuld met voorwaardelijke beperkingen.

Dergelijke specifieke criteria kunnen bijvoorbeeld zijn:

maximale prestaties van de unit met bepaalde vereisten voor productkwaliteit, bedrijfsomstandigheden van de apparatuur, enz .;

de minimumkosten bij het produceren van producten in een bepaald volume en een bepaalde kwaliteit;

minimaal verbruik van sommige componenten, bijvoorbeeld dure additieven of katalysator.

Om het gewenste (inclusief optimale) verloop van het technologische proces te bereiken, is het in het besturingssysteem nodig om veel onderling samenhangende acties in het juiste tempo uit te voeren: verzamel en analyseer informatie over de stand van het proces, registreer de waarden van sommige variabelen en andere stabiliseren, passende controlebeslissingen nemen en implementeren enz. Het is deze "activiteit" van het controlesysteem die voorheen functioneren werd genoemd, d.w.z. uitvoering van zijn gevestigde functies. Laten we nu een definitie en korte uitleg van dit concept geven.

De ACS TP-functie is een reeks systeemacties gericht op het bereiken van een bepaald controledoel. In dit geval worden acties als voorgedefinieerd beschouwd en beschreven in de operationele documentatiereeksen van bewerkingen en procedures die door delen van het systeem worden uitgevoerd. In de meeste gevallen wordt onder de term "ACS TP-functie" verstaan \u200b\u200bzo'n complete set van acties die door het systeem worden uitgevoerd, die zich daarbuiten manifesteert en daarom een \u200b\u200bbepaalde consumentenwaarde heeft. De functies van de ACS TP als geheel als mens-machinesysteem moeten worden onderscheiden van de functies die worden uitgeoefend door de complexe technische middelen van het systeem (inclusief computerapparatuur). Het is verkeerd om in plaats van de functies van het hele systeem (inclusief een persoon) alleen een reeks acties te beschouwen die automatisch worden uitgevoerd door de technische middelen. Hoewel het belang van dergelijke acties, uitgevoerd zonder menselijke deelname, erg groot is, karakteriseren ze niet volledig het gedrag en de capaciteiten van de gehele ACS TP. In het systeem behoudt de persoon (operator, dispatcher) in de regel de belangrijkste, bepalende rol bij het uitvoeren van de meest complexe en verantwoordelijke functionele taken. Daarom is het noodzakelijk om rekening te houden met het volledige scala aan functies van de ACS TP, inclusief de functies die worden uitgevoerd met medewerking van personeel. Het is geaccepteerd om onderscheid te maken tussen informatie- en besturingsfuncties van ACS TP. Informatiefuncties omvatten dergelijke functies van de ACS TP, waarvan het resultaat de presentatie is aan de systeembeheerder of een externe ontvanger van informatie over het verloop van het gecontroleerde proces. Typische voorbeelden van informatiefuncties van ACS TP zijn:

controle over de belangrijkste parameters, d.w.z. voortdurende verificatie van de overeenstemming van procesparameters met toegestane waarden en onmiddellijk informeren van personeel in geval van inconsistenties;

het meten of registreren, door de operator te bellen, die procesparameters die hem interesseren tijdens objectcontrole;

het (op zijn verzoek) informeren van de operator over de huidige productiesituatie op een bepaald deel van het besturingsobject;

vaststelling van de tijd van afwijking van sommige procesparameters buiten de toegestane limieten;

berekening op afroep van de operator van enkele complexe indicatoren die niet rechtstreeks kunnen worden gemeten en die de productkwaliteit of andere belangrijke indicatoren van het technologische proces karakteriseren;

berekening van de bereikte technische en economische indicatoren van de werking van het technologische object;

periodieke registratie van gemeten parameters en berekende indicatoren;

detectie en signalering van het ontstaan \u200b\u200bvan gevaarlijke (pre-nood-, nood-) situaties.

Door deze basisinformatiefuncties uit te voeren, voorziet ACS TP zijn operator (dispatcher) of hoger systeem tijdig van informatie over de staat en eventuele afwijkingen van het normale verloop van het technologische proces.

De controlefuncties van de ACS TP omvatten acties voor de ontwikkeling en implementatie van controleacties op het controleobject. Hier wordt onder ontwikkeling verstaan \u200b\u200bde definitie (op basis van de ontvangen informatie) van rationele effecten, en implementatie is acties die de implementatie verzekeren van beslissingen die worden genomen na de ontwikkeling van beslissingen.

De belangrijkste bedieningsfuncties zijn:

stabilisatie van procesvariabelen op een aantal constante waarden bepaald door de productievoorschriften;

geprogrammeerde verandering van de procesmodus volgens vooraf bepaalde wetten;

bescherming van apparatuur tegen ongevallen;

de vorming en uitvoering van controleacties die de verwezenlijking of naleving van het regime verzekeren, optimaal volgens het technologische of technische en economische criterium;

verdeling van materiaalstromen en ladingen tussen technologische eenheden;

controle van starten en stoppen van units, etc.

De lijst met alle functies die worden uitgevoerd door een specifieke ACS TP (d.w.z. de functionele samenstelling) karakteriseert de externe, consumentenmogelijkheden van dit systeem.

Zelftestvragen

Voordelen van de introductie van ACS TP?

De taak die door de ACS TP wordt uitgevoerd in het technologische proces?

Functies van ACS TP?

Besturingsfuncties van ACS TP?

2. Moderne automatiseringsstructuur

.1 Hiërarchische structuur van automatisering

Verbetering van de technische en economische indicatoren van controlesystemen voor technische processen (TP) en productie in het algemeen, zoals kwaliteit van controle, betrouwbaarheid, verlaging van ontwerpkosten, operationele veiligheid, het vermogen om controlesystemen (CS) aan te passen aan de veranderende eigenschappen van objecten (TP); verbetering van de arbeidsomstandigheden van operators hangt in grote mate af van de gebruikte technische middelen.

Momenteel worden automatiseringssystemen voor technologische processen (ACS TP) geassembleerd tot geaggregeerde complexen van technische middelen (CTS), dit zijn complexe systemen van hardware, software en ontwerptools gericht op het oplossen van zowel standaard- als specifieke taken op de automatisering van technologische processen wordt uitgevoerd in overeenstemming met internationale standaardisatie gevormd door de IEC (International Electrotechnical Commission).

Automatiseringstaken kunnen in principe worden opgelost door een centrale of decentrale automatiseringsstructuur. Welke structuur het beste is, hangt af van het proces of de productiecyclus dat moet worden geautomatiseerd. Veel processen bestaan \u200b\u200buit deelprocessen en zijn technisch al gestructureerd - gedecentraliseerd. In dergelijke gevallen is elk onderdeel van de plant of deelproces onderhevig aan eigen systeem automatisering. Voor een aantal van deze gedecentraliseerde automatiseringssystemen wordt op ondergeschikt niveau een bijkomend gemeenschappelijk systeem toegewezen om deze ondergeschikte systemen te coördineren. Afhankelijk van de complexiteit of de grootte van de te automatiseren installaties, kunnen andere niveaus zich boven dit niveau bevinden. Hiërarchische besluitvormingsstructuren leiden tot hiërarchische automatiseringsstructuren.

Het structurele model van eisen voor automatisering is als een piramide verdeeld in niveaus (figuur 2.1). Hiermee kunt u de taken van automatisering en hun oplossing duidelijk scheiden door geschikte systemen, d.w.z. systemen die optimaal zijn afgestemd op de bijbehorende taak.

Niveau van sensoren en actuatoren (veldniveau).

Management niveau.

Procesbeheersingsniveau.

Productiemanagement niveau (bovenste niveau).

Planningsniveau

Bij het oplossen van automatiseringsproblemen voor elk niveau gelden de volgende principes:

Het ontvangen en verwerken van informatie op elk niveau dient zoveel mogelijk onafhankelijk te gebeuren;

De tijd van informatie-uitwisseling tussen de niveaus moet zo kort mogelijk zijn en niet tijdkritisch;

Interfaces moeten fysiek en inhoudelijk worden gedefinieerd.

Figuur 2.1 - Hiërarchie van een modern gedistribueerd automatiseringssysteem (rekening houden met bedrijfsparameters - BDE, rekening houden met machineparameters - МDE)

2.2 Taken van de automatiseringsniveaus

De functie van het laagste niveau, "veld", is om rekening te houden met de parameters van de staat en invloed op de parameters daarvan. werkwijze. Het maakt gebruik van sensoren en actuatoren (ook wel actuatoren genoemd).

Sensoren zijn structurele elementen of apparaten die fysieke grootheden, zoals druk en temperatuur, of de concentratie van chemicaliën, omzetten in elektrische signalen.

Actuatoren zijn actuatoren, pompen, kleppen of grijpers.

Op controleniveau zijn er controllers die direct gegevens verzamelen van sensoren en regelactoren. De grootte van de gegevens die de controller uitwisselt met de eindapparaten is meestal meerdere bytes bij een apparaatopvraagsnelheid van niet meer dan 10 ms.

Onlangs is de structuur van de betreffende controlesystemen aanzienlijk gecompliceerder geworden, terwijl duidelijke lijnen tussen verschillende niveaus zijn gewist. Dit komt door de penetratie van internet- / intranettechnologieën in de industriële sfeer, de aanzienlijke successen van industrieel ethernet, het gebruik van enkele industriële veldbusnetwerken in gevaarlijke gebieden in de chemische, olie- en gassector en andere industrieën met gevaarlijke productieomstandigheden. Bovendien betekent de opkomst van intelligente sensoren en actuatoren en interfaces voor communicatie met hen in feite de opkomst van het vierde, laagste niveau van ACS TP - het niveau van het netwerk van eindapparatuur.

Op het niveau van technologische procesbeheersing wordt de huidige bewaking en besturing uitgevoerd in de handmatige modus vanaf operatorconsoles of in automatische modus volgens een vastgesteld algoritme. Op dit niveau zijn de parameters van individuele productiegebieden gecoördineerd, nood- en pre noodsituaties, parametrering van controllers op een lager niveau, laden van technologische programma's, afstandsbediening van uitvoerende mechanismen. Het informatieframe op dit niveau bevat in de regel enkele tientallen bytes en de toegestane tijdvertragingen kunnen variëren van 100 tot 1000 milliseconden, afhankelijk van de bedrijfsmodus.

Op het niveau van productiecontrole zijn er conventionele IBM-PC-compatibele computers en bestandsservers die zijn verbonden via een lokaal netwerk. De taak van computersystemen op dit niveau is om visuele controle te bieden over de belangrijkste productieparameters, rapporten te genereren en gegevens te archiveren. De hoeveelheden gegevens die tussen knooppunten worden overgedragen, worden gemeten in megabytes en de timing van de informatie-uitwisseling is niet kritisch.

Dit niveau omvat een of meer controlestations, die een geautomatiseerd werkstation (AWP) van een dispatcher / operator zijn. De databaseserver kan hier ook worden geïnstalleerd. Op de bovenste verdieping kunnen werkplekken (computers) worden ingericht voor specialisten, ook voor een automatiseringsingenieur (engineeringstations).

Om het plaatje compleet te maken, moeten we ook het planningsniveau vermelden, dat de coördinerende en administratieve functies van de hele onderneming omvat, zoals inkoop, capaciteitsplanning of statistieken.

2.3 Uitwisseling van informatie tussen niveaus

Alle niveaus van de piramide moeten een verticale informatie- en technische verbinding met elkaar hebben; informatie wordt tussen hen uitgewisseld. Deze informatie-uitwisseling vindt plaats in beide richtingen, bottom-up en top-down. Beschouw deze "verticale communicatie" aan de hand van het voorbeeld van een veldniveau - een controleniveau. Gegevens van een proces, bijvoorbeeld gemeten waarden, moeten worden overgedragen naar het lokale niveau van basisautomatisering. Dit is een kleine hoeveelheid informatie die relevant is op een bepaald moment echter met hoge eisen aan de snelheid van de informatieoverdracht, bijvoorbeeld signalering van een gevaarlijke toestand die moet leiden tot een snelle stopzetting van de machine Individuele sensoren en actuatoren in installaties die tegenwoordig in bedrijf zijn, hebben vaak nog geen eigen logica en zijn rechtstreeks verbonden met het bedieningsniveau. het is nog steeds onmogelijk om te spreken, omdat informatie constant verschijnt, bijvoorbeeld als een analoog signaal. maar zelfs hier is de invloed van micro-elektronica al merkbaar. dus beginnen ze sensoren te gebruiken die kunnen zelfstandig signalen verwerken, voorbewerkingen van meetwaarden uitvoeren, normale en grenswaarden vergelijken of o meerdere waarden ontvangen en verzenden. Deze 'slimme' sensoren communiceren al met elkaar en dragen zo een deel van de automatiseringstaken over naar het veldniveau. Dit verhoogt in het algemeen de productiviteit van de gegevensverwerking en vermindert tegelijkertijd de communicatie tussen het veldniveau en het hogere automatiseringsniveau. alleen de relevante gegevens op het hoogste niveau worden in gecomprimeerde vorm verzonden De logica van de componenten op het controleniveau komt meer tot uitdrukking. Tegenwoordig communiceren ze niet alleen met de systemen van het hogere productiemanagementniveau, maar ook met de componenten binnen hun niveau. Vereisten voor communicatie op hiërarchisch niveau Op veldniveau communiceren actuatoren en sensoren over het algemeen zeer intensief met elkaar of met een hoger niveau, terwijl de hoeveelheid informatie relatief klein is en de levensduur van de data kort. Maar de hoge eisen van korte reactietijden vereisen real-time communicatie. hiërarchie taakautomatisering enforcer zijn meer gecentraliseerd. Hoewel het aantal apparaten dat bij het automatiseringsproces betrokken is, afneemt, worden deze apparaten zelf productiever. De frequentie van individuele transmissies daartussen neemt af, maar integendeel, de omvang en geldigheid van de datablokken nemen toe, de vereisten voor realtime nemen af. Ondanks deze verschillen komt de behoefte aan horizontale en verticale communicatie op alle niveaus voor (zie figuur 2.2).

Bovendien werkt elk niveau voornamelijk met gegevens die eraan ondergeschikt zijn. Gegevens die naar hogere niveaus moeten worden overgebracht, moeten eerst worden verkleind en gecomprimeerd. De bijbehorende informatieconcentratie voorkomt dat het ene niveau wordt overspoeld met gegevens van het andere. De gegevens die naar het lagere niveau moeten worden verzonden, moeten eerst worden uitgebreid met aanvullende informatie. Als aan deze principes wordt voldaan bij het structureren van de automatiseringstaken, d.w.z. als elk niveau zoveel mogelijk onafhankelijk is en de uitwisseling van informatie tussen de niveaus minimaal is, zal het volume van de horizontale informatiestroom op elk niveau toenemen.

Figuur 2.2 - Horizontale en verticale communicatie - de belangrijkste elementen van elke automatisering

Met directe links (point-to-point links), zoals weergegeven in figuur 2.3, is communicatie tussen twee componenten van hetzelfde niveau alleen mogelijk via het hogere niveau. Gedeeltelijk introduceert dit een lange weg voor informatie om te reizen. Informatie kan worden vertraagd als het upstream-systeem een \u200b\u200bbeperkte bandbreedte heeft.

Figuur 2.3 - Automatiseringscomponenten met directe links

Met name op de lagere niveaus, waar snelle overdracht bijzonder belangrijk is, voor horizontale communicatie, voor "zijwaartse beweging" binnen het ene niveau, moet u de andere kant op gaan. Alle apparaten en systemen van het automatiseringsniveau waartussen communicatierelaties ontstaan, moeten met elkaar worden verbonden. Met andere woorden: elke communicatiepartner moet met elkaar verbonden zijn (Figuur 2.4). IN grote projecten automatisering, zal een dergelijke structuur snel verwarrend worden.

Figuur 2.4 - Directe (tweepunts) verbindingen met zwaar zijverkeer leiden tot slecht zichtbare constructies

Figuur 2.5 - Met een toename van het hiërarchische niveau neemt de behoefte aan snelle verzending af, maar neemt de hoeveelheid informatie die tegelijkertijd wordt verzonden toe

Communicatie binnenin verschillende niveaus automatisering - van het veldniveau tot het planningsniveau - heeft verschillende busvereisten (figuur 2.5). De methode en de hoeveelheid overgedragen gegevens zijn van groot belang voor het vermogen en de kosten van de databus. Op veldniveau worden kleine hoeveelheden gegevens verzonden tussen vele partners en hoge graad relevantie. Het transmissiemedium moet goedkoop zijn. Hoe hoger de hiërarchische positie, hoe meer kenmerken de verzonden gegevens hebben. Dat wil zeggen, tussen enkele partners worden grote datapakketten verzonden die gedurende lange tijd relevant zijn. De bus moet zoveel informatie verwerken. Ongeacht de netwerktopologie worden verschillende transmissiemedia gebruikt voor communicatie met verschillende gradaties

2.4 Standaardoplossingen van ACS TP

De structuur van de ACS TP wordt voornamelijk bepaald door de middelen en kenmerken van de onderlinge verbinding van de afzonderlijke componenten van het complex (controllers, operatorconsoles, externe I / O-units), d.w.z. netwerkmogelijkheden. De flexibiliteit en verscheidenheid van ACS TP-structuren is afhankelijk van:

het aantal beschikbare netwerklagen;

mogelijke soorten communicatie (topologieën) op elk niveau van het netwerk: bus, ster, ring;

netwerkparameters van elk niveau: kabeltypen, toegestane afstanden, maximaal aantal knooppunten (componenten van het complex) verbonden met elk netwerk, informatieoverdrachtssnelheid, methode voor toegang van componenten tot het netwerk (willekeurig op het moment van berichtbezorging of het garanderen van de tijdstip van levering).

Figuur 2.6 - De eenvoudigste structuur van de ACS TP

De gespecificeerde eigenschappen van de ACS TP kenmerken het vermogen om:

distributie van apparatuur in productiewinkels;

het productievolume dat kan worden gedekt door het automatiseringssysteem geïmplementeerd in deze ACS TP;

de mogelijkheid om I / O-blokken rechtstreeks naar sensoren en actuatoren over te dragen.

Een van de eenvoudigste en meest populaire ACS TP-structuren wordt getoond in figuur 2.6. Alle systeemfunctionaliteit is duidelijk verdeeld in twee niveaus. Het eerste niveau bestaat uit controllers (controleniveau), het tweede is de bedieningsconsole (procesbesturingsniveau), die kan worden weergegeven door een werkstation of industriële computer.

Het niveau van controllers in een dergelijk systeem verzamelt signalen van sensoren die op het besturingsobject zijn geïnstalleerd; voorlopige signaalverwerking (filteren en schalen), de implementatie van besturingsalgoritmen en de vorming van besturingssignalen naar de actuatoren van het besturingsobject, verzending en ontvangst van informatie vanuit het industriële netwerk. De console van de operator genereert netwerkverzoeken naar de controllers op een lager niveau, ontvangt van hen operationele informatie over de voortgang van het technologische proces, geeft de voortgang van het technologische proces weer op het monitorscherm in een vorm die handig is voor de operator, biedt langdurige opslag van dynamische informatie (archivering) over het proces, corrigeert de nodige parameters, controle-algoritmen en regulatorinstellingen in low-level controllers.

Een toename van het informatievermogen (het aantal in- / uitgangsvariabelen) van het besturingsobject, een uitbreiding van het takenpakket dat op het bovenste besturingsniveau wordt opgelost, een toename van betrouwbaarheidsindicatoren leiden tot het ontstaan \u200b\u200bvan complexere softwarestructuren en hardwarecomplexen (Figuur 2.7).

Figuur 2.7 - Structuur van ACS TP

Besturingssystemen (OS) van de Windows-familie van Microsoft hebben de kantoorcomputermarkt bijna volledig veroverd en beheersen actief het niveau van industriële automatisering. De meeste servers en werkstations werken onder Windows NT / 2000 / XP. Bepaalde Microsoft-technologieën zijn al een industriestandaard geworden. Het gebruik van de "Client-server" -architectuur maakt het mogelijk om de efficiëntie en snelheid van het hele systeem te verhogen, de betrouwbaarheid en overlevingskansen van het systeem te vergroten dankzij de redundantie van servers, werkstations en de territoriale verdeling van de taken die moeten worden uitgevoerd. opgelost. Servers zijn in de regel gebaseerd op industriële computers en zijn redundant. De namen van servers in verschillende ACS TP verschillen: real-time databaseserver, operationele en archiefdatabaseserver, I / O-server, enz.

De belangrijkste functies van servers:

verzameling, verwerking van operationele gegevens van communicatieapparatuur met het object en controllers;

verzending van besturingsopdrachten naar controllers vanaf het bovenste besturingsniveau; opslag en weergave van informatie over de gespecificeerde variabelen;

het verstrekken van de vereiste informatie aan clientwerkstations;

archivering van trends, gedrukte documenten en gebeurtenisrapporten.

Moderne ACS TP omvat in de regel engineeringstations op basis van pc's in kantoorontwerp. Met hun hulp wordt technisch onderhoud van controllers uitgevoerd: programmering, inbedrijfstelling, afstemming. In sommige ACS TP maken engineeringstations ook technisch onderhoud van werkstations mogelijk.

Een andere kant van de moderne ACS TP houdt verband met de actieve penetratie van internettechnologieën tot op het niveau van industriële automatisering. Tegenwoordig bouwen alle toonaangevende fabrikanten van instrumentele software voor technologische procesbesturingssystemen, zowel buitenlandse als binnenlandse, ondersteuning voor deze technologieën in hun producten in. De meest uitgebreide toepassing van internettechnologieën in ACS TP is de publicatie op webservers van informatie over de voortgang van TP en allerlei samenvattende rapporten. Webservers hebben de mogelijkheid om te communiceren met een databaseserver die de nodige informatie over het proces opslaat. Hierdoor kan de klant via een browser (internetbrowser) de nodige vragen stellen aan de database. Deze benadering minimaliseert ook de kosten, aangezien er geen extra software aan de clientzijde hoeft te worden geïnstalleerd, behalve de gebruikelijke browserprogramma's (Internet Explorer, Netscape Navigator, enz.).

Zelftestvragen

Vereisten voor de introductie van ACS TP in het technologische proces?

Voordelen van de introductie van ACS TP?

Is het een gecontroleerde workflow?

De taak die door de ACS TP wordt uitgevoerd in het technologische proces?

Doel van ACS TP in het technologische proces?

Waar moet rekening mee worden gehouden bij het ontwikkelen van een ACS TP?

3. INDUSTRIËLE NETWERKEN

.1. Algemeen

Jarenlang werden systemen voor gegevensuitwisseling gebouwd volgens het traditionele gecentraliseerde schema, waarin er één krachtig computerapparaat was en grote hoeveelheid kabels waardoor sensoren en actuatoren werden aangesloten. Deze structuur werd ingegeven door de hoge prijs van elektronische computers en de relatief lage productieautomatisering. Tegenwoordig kent deze benadering praktisch geen aanhangers. Dergelijke nadelen van gecentraliseerde ACS TP, zoals hoge kosten voor het kabelnetwerk en hulpapparatuur, gecompliceerde installatie, lage betrouwbaarheid en complexe herconfiguratie, maakten ze in veel gevallen absoluut onaanvaardbaar, zowel economisch als technologisch. In de context van een snel groeiende productie van microprocessorapparatuur alternatieve oplossing werden digitale industriële netwerken (Fieldbus), bestaande uit vele knooppunten, waartussen de uitwisseling op een digitale manier plaatsvindt.

Tegenwoordig zijn er ongeveer honderd verschillende soorten industriële netwerken, protocollen en interfaces die in automatiseringssystemen worden gebruikt op de markt. Waaronder Modbus, PROFIBUS, Interbus, Bitbus, CAN, LON, Foundation Fieldbus, Ethernet, enz. Het gebruik van een industrieel netwerk maakt het mogelijk om knooppunten, controllers en intelligente input-output-apparaten, zo dicht mogelijk bij de eindapparatuur (sensoren en actuatoren), waardoor de lengte van analoge lijnen tot een minimum wordt beperkt.

Elk knooppunt van het industriële netwerk vervult verschillende functies:

het ontvangen van opdrachten en gegevens van andere knooppunten van het industriële netwerk;

gegevens lezen van aangesloten sensoren;

het omzetten van de ontvangen gegevens in digitale vorm;

ontwikkeling van het geprogrammeerde technologische algoritme;

afgifte van besturingsacties aan de aangesloten actuatoren op commando van een ander knooppunt of volgens het technologische algoritme;

overdracht van de verzamelde informatie naar andere netwerkknooppunten.

ACS TP op basis van industriële netwerken heeft, in vergelijking met traditionele gecentraliseerde systemen, verschillende kenmerken:

Aanzienlijke besparingen in kabelproducten. In plaats van kilometers dure kabels zijn honderden meters goedkoop twisted pair nodig. Het reduceert ook de kosten van hulpapparatuur (kabelgoten, terminals, kasten).

Verbetering van de betrouwbaarheid van het controlesysteem. In termen van betrouwbaarheid is de digitale methode van gegevensoverdracht veel beter dan de analoge. Digitale transmissie is ongevoelig voor interferentie en garandeert de levering van informatie dankzij speciale mechanismen die zijn ingebouwd in industriële netwerkprotocollen ( checksums, herverzending van beschadigde datapakketten).

Verbetering van de betrouwbaarheid en overlevingskansen van ACS TP op basis van industriële netwerken wordt ook geassocieerd met de distributie van bewakings- en controlefuncties over verschillende netwerkknooppunten. Het falen van één knooppunt heeft geen invloed op of heeft geen invloed op de ontwikkeling van technologische algoritmen in de resterende knooppunten. Voor kritische technologische gebieden is het mogelijk om communicatielijnen te dupliceren of de aanwezigheid van alternatieve manieren om informatie over te dragen. Hierdoor blijft het systeem operationeel bij schade aan het kabelnetwerk.

Flexibiliteit en aanpasbaarheid. Het toevoegen of verwijderen van individuele I / O-punten en zelfs hele knooppunten vereist een minimale hoeveelheid installatie werkt en kan worden gedaan zonder het automatiseringssysteem te stoppen. Herconfiguratie van het systeem gebeurt op softwareniveau en kost ook minimale tijd.

Gebruikmakend van de principes van open systemen, open technologieën, waarmee u met succes producten van verschillende fabrikanten in één systeem kunt integreren.

In 1978 stelde de Internationale Organisatie voor Standaardisatie (ISO), in tegenstelling tot gesloten netwerksystemen en om het probleem van de interactie van open systemen met verschillende soorten computerapparatuur en verschillende protocolstandaarden op te lossen, een 'Beschrijvend model van de onderlinge verbinding van Open Systemen "(OSI-model, ISO / OSI-model). Het ISO / OSI-model verdeelt netwerkfuncties in zeven lagen (tabel 3.1).

Aan fysiek niveau de fysieke kenmerken van het communicatiekanaal en de signaalparameters worden bepaald, bijvoorbeeld type codering, zendfrequentie, lengte en type lijn, type connector, etc. De meest gebruikte Level 1 Fieldbus-standaard is de RS-485-interface.

De verbindingslaag definieert de regels voor het delen van de fysieke laag tussen netwerkknooppunten. Netwerklaag is verantwoordelijk voor het adresseren en afleveren van het pakket langs de optimale route. De transportlaag analyseert de inhoud van pakketten, verdeelt en assembleert pakketten.

Tabel 3.1 - Lagen van het OSI-model

7Toepassingsniveau (Applicatielaag) 6 Presentatielaag 5 Sessielaag 4 Transportlaag 3 Netwerklaag 2 Datalinklaag 1 Fysieke laag De sessielaag coördineert de interactie tussen de knooppunten van het netwerk. De presentatielaag behandelt de transformatie van gegevensformaten, indien nodig. De applicatielaag biedt directe ondersteuning voor applicatieprocessen en eindgebruikerprogramma's en regelt de interactie van deze programma's met verschillende objecten datatransmissienetwerken.

Alles wat zich boven het 7e niveau van het model bevindt, zijn de taken die zijn opgelost toepassingsprogramma'soh. In de praktijk zijn de meeste industriële netwerken (Fieldbus) beperkt tot slechts drie lagen, namelijk fysiek, link en applicatie. De meest "geavanceerde" netwerken lossen de meeste problemen in hardware op, waardoor de softwarelaag pas op het zevende niveau blijft. Goedkope netwerken (bijvoorbeeld ModBus) worden vaak gebruikt op de fysieke laag RS-232 of RS-485, en alle andere taken, beginnend bij de datalinklaag, worden softwarematig opgelost. Als uitzondering zijn er industriële netwerkprotocollen die alle zeven lagen van het OSI-model implementeren, bijvoorbeeld LonWorks. De grote verscheidenheid aan open industriële netwerken, interfaces en protocollen hangt samen met de verscheidenheid aan vereisten voor geautomatiseerde technologische processen. Aan deze eisen kan niet worden voldaan met een universele en kosteneffectieve oplossing. Het is nu duidelijk dat geen van de bestaande netwerken zal niet de enige zijn die alle anderen begraaft. Wanneer de kwestie van het kiezen van het type industrieel netwerk wordt besproken, moet duidelijk worden gemaakt voor welk automatiseringsniveau deze keuze wordt gemaakt. Afhankelijk van de plaats van het netwerk in de hiërarchie van een industriële onderneming, zijn de vereisten voor zijn functionele kenmerken zal anders zijn.

Op elk niveau van het technologische proces worden specifieke datasets verwerkt. Bij het kiezen van een configuratie van samengevoegde en gedistribueerde ACS TP, moet rekening worden gehouden met de gegevensoverdrachtsnelheid, transmissieprotocollen en fysieke interfaces. Garantie samenwerken afzonderlijke delen van het systeem zijn alleen mogelijk als de juiste communicatiestandaarden tussen deze delen worden gebruikt. Door meerdere apparaten in één digitaal netwerk te combineren, ontstaan \u200b\u200bunieke systemen, in de regel ondersteund door één fabrikant, die "gesloten" ACS TP-systemen zijn.

De hiërarchie van industriële besturingssystemen wordt meestal weergegeven als een piramide van vier verdiepingen:

Figuur 3.1 - Hiërarchie van een modern gedistribueerd automatiseringssysteem

3.2 Lokale netwerken

De technologie van communicatie en gegevensverwerking maakt al jaren met succes gebruik van "local area networks" (LAN - Local Area Networks) en seriële bussen voor de overdracht van informatie (Figuur 3.2). Lokale netwerken ontstaan \u200b\u200bmet de ontwikkeling van de XEROX Corporation in de midden jaren 70 in de VS. Ze overbrugden de kloof tussen de vaak tijdrovende overdracht van gegevens op afstand via een telefoonkabel enerzijds en snelle computercommunicatie op "systeembussen", meestal slechts een paar meter lang, aan de andere kant.

Tegenwoordig communiceren automatiseringssystemen voor een groot deel met elkaar via lokale netwerken. Automatiseringstechnologie stelt andere, soms specifieke eisen aan een lokaal netwerk. Deze vereisten kunnen verband houden met gegevensoverdrachtsnelheden, het aantal aangesloten automatiseringscomponenten en netwerkuitbreiding of kosten.

Figuur 3.2 - Lokale netwerken (LAN - Local Area Networks) en seriële bussen voor informatieoverdracht

Elk van de netwerken die tegenwoordig in gebruik zijn, voldoet in de meeste mate aan bepaalde eisen, aan andere in mindere mate. Daarom zijn lokale netwerken in principe verdeeld volgens drie criteria:

door de vorm van het netwerk (topologie),

door het gebruikte transmissiemedium en

door toegangsmethode.

Een goede definitie van lokale netwerken (LAN's) wordt gegeven door de European Computer Manufacturer Association (ECMA):

LAN is een datatransmissiesysteem waarmee verschillende onafhankelijke apparaten met elkaar kunnen communiceren.

LAN is anders dan andere informatienetwerken door het feit dat communicatie beperkt is tot een geografisch gebied binnen het netwerkdekkingsgebied.

LAN gebruikt transmissiemedia met gemiddelde tot hoge snelheid met zeer lage foutenpercentages.

Lokale netwerken worden in de wetenschappelijke literatuur vaak bussen of bussystemen genoemd. Een bus is een gemeenschappelijke informatielijn waarop alle communicatiepartners zijn aangesloten, d.w.z. een specifieke manier om gegevens te transporteren.

Bussen kunnen fysiek anders worden geïmplementeerd, afhankelijk van de toepassing. Samen met de lijn onderscheiden ze de vorm van een ster, ring, boom. Elk van deze structuren (of topologieën) heeft bepaalde voordelen en vindt overeenkomstige toepassing in verschillende takken van automatiseringstechnologie. Figuur 3.3 toont de belangrijkste structuren. Als het nodig is om telefoonlijnen en mini-automatische telefooncentrales in communicatie te gebruiken, wordt een structuur in de vorm van een ster gevormd. Uitbreidingen in een sterstructuur zijn over het algemeen niet rendabel, een ster is niet flexibel, aangezien het centrale station connectiviteit moet hebben voor elk nieuw aangesloten systeem - om de vereiste connector te hebben. Bovendien verloopt alle horizontale communicatie via het bedieningspaneel, wat een aanzienlijk nadeel heeft. Ten slotte is om deze reden de functie van het hele netwerk afhankelijk van het bedieningspaneel. In ringvorm is het beheer en de controle van het netwerk vaak verdeeld over alle deelnemers.

Netwerkknooppunten - dit is een andere naam voor deelnemers - hebben twee connectoren die ze met andere deelnemers verbinden.

Figuur 3.3 - Automatiseringscomponenten zijn op verschillende manieren met elkaar verbonden

Ze zijn constant actief en genereren nieuwe berichten. Door deze versterking van het signaal kunnen ringvormige netwerken zich over grote afstanden uitstrekken. Het nadeel is echter dat elk station constant gereed moet zijn, omdat anders wordt de ring onderbroken en wordt het hele netwerk verstoord. Om betrouwbaarheidsredenen moeten er twee ringen zijn, d.w.z. het ontwerp moet voorzien in een reserve. Vanuit het oogpunt van kabelverbinding is de ring de duurste vorm. Een zuivere ringvormige structuur, zoals weergegeven in figuur 3.3, is in de praktijk onwaarschijnlijk. Als een ringsysteem in een gebouw wordt geïnstalleerd en vervolgens wordt uitgebreid, ziet het er waarschijnlijk uit zoals in figuur 3.4. De lijn is daarentegen het goedkoopste type kabelverbinding. Het hangt niet af van de hiërarchische rangschikking van de deelnemers. Alle deelnemers zijn met aftakkingen verbonden met een gemeenschappelijke kabel. In tegenstelling tot de ringstructuur wordt hier slechts de helft van de kabel gebruikt. De lineaire structuur heeft nog veel meer voordelen. er is een fysieke mogelijkheid tot communicatie van elk station met elkaar. Daarom wordt het tegenwoordig algemeen gebruikt als synoniem voor het concept van "bus". Een boomstructuur is een wijziging van een lineaire structuur, veel "takken" zijn verbonden met een "stam". Uitbreidingen zijn mogelijk door verdere takken te verbinden. Er ontstaan \u200b\u200bnetwerken waarin subnetten kunnen worden geïntegreerd met verschillende topologieën.

Figuur 3.4 - Kabelverbinding in een ringvormig netwerk in een gebouw is niet rendabel

Het transmissiemedium moet goedkoop zijn. Hoe hoger de hiërarchische positie, hoe meer kenmerken de verzonden gegevens hebben. Dat wil zeggen, tussen enkele partners worden grote datapakketten verzonden die gedurende lange tijd relevant zijn. De bus moet zoveel informatie verwerken. Ongeacht de netwerktopologie gebruikt communicatie verschillende transmissiemedia met verschillende vermogensniveaus.

Rails zijn opgebouwd uit kabels, zogenaamde transmissiemedia. In principe worden drie transmissiemedia onderscheiden: twisted pair, coaxkabel en steeds vaker gebruikte optische vezel (glasvezelgolfgeleider).

3.3 AS-interface

interface (Actuatoren / Sensoren interface - interface van actuatoren en sensoren) is een open industrieel netwerk van het lagere (veld) niveau van automatiseringssystemen, dat is ontworpen om de communicatie met actuatoren en sensoren te organiseren. Met de AS-interface kunt u sensoren en actuatoren aansluiten op een besturingssysteem dat is gebaseerd op het opbouwen van een netwerk met behulp van een tweedraadskabel, die zowel stroomtoevoer naar alle netwerkapparaten als polling-sensoren levert en commando's geeft aan actuatoren.

Als er speciale modules in het systeem zijn, maakt de AS-interface de aansluiting mogelijk van veelgebruikte, wijdverbreide sensoren en actuatoren. Bovendien wordt het assortiment sensoren en actuatoren met een geïntegreerde microschakeling van het AS-interface slave-apparaat ingebouwd in hun elektronische deel aanzienlijk uitgebreid.

Flexibiliteit in systeembesturing wordt bereikt door het gebruik van verschillende master-apparaten. De functies van master-apparaten kunnen worden uitgevoerd door programmeerbare logische controllers, industriële computers of communicatiemodules met hogere netwerken - ModBus, Interbus, CANopen, DeviceNet, Profibus, enz.

fysieke eigenschappen

Het belangrijkste fysieke eigenschappen De AS-interface en zijn componenten zijn als volgt: 2-aderige kabel voor signaaloverdracht en voedingsspanning.

Er kan een eenvoudige 2-aderige kabel met een doorsnede van 2x1,5 mm2 worden gebruikt. Het is niet nodig om een \u200b\u200bafgeschermde kabel of twisted pair te gebruiken. Gegevens en voedingsspanning worden gelijktijdig over één kabel verzonden. Het vermogen dat aan de slave kan worden geleverd, is afhankelijk van de gebruikte AS-i-voeding.

Om de verbindingen op de best mogelijke manier tot stand te brengen, wordt een speciaal kabelprofiel voorgesteld, dat de verbinding met verkeerde polariteit elimineert en de aansluiting van op maat gemaakte AS-i-modules mogelijk maakt door de kabelmantel te doorboren.

Boomachtige netwerktopologie met kabellengtes tot 100 m

Dankzij de AS-interface-boomtopologie kan elk punt op een kabelsegment worden gebruikt als het begin van een nieuwe tak. De totale lengte van alle onderafdelingen kan oplopen tot 100 m.

Tabel 3.2 - Onderscheidende kenmerken van de AS-interface zijn de volgende hoofdkenmerken

Topologie Bus, boom, ster, ring Aantal apparaten Tot 62 Aantal aangesloten sensoren en actoren Tot 4 sensoren en 3 actoren per slave Tot 248 sensoren en 186 actoren per master Maximale kabellengte Zonder repeaters / uitbreidingen tot 100 m Met repeaters / uitbreidingen tot 300 m Voeding Via AS-bus - interface: 2,8 A (nom) 8 A (max.) bij 29,5 - 31,6 V Cyclustijd gegevensupdate Met 31 slaves - niet meer dan 5 ms Met 62 slaves - niet langer dan 10 ms

3.4 HART-protocol

Een verenigd 4 - 20 mA-signaal voor het verzenden van analoge signalen is al tientallen jaren bekend en wordt veel gebruikt bij het maken van ACS TP in verschillende industrieën. Waardigheid van deze norm is de eenvoud van de implementatie, het gebruik ervan in een verscheidenheid aan apparaten, de mogelijkheid van ruis-immuun transmissie van een analoog signaal over relatief lange afstanden. Bij het maken van een nieuwe generatie slimme apparaten en sensoren was het echter nodig om, naast analoge informatie, digitale gegevens te verzenden die overeenkomen met hun nieuwe geavanceerde mogelijkheden.

Het Amerikaanse bedrijf Rosemount heeft hiervoor het HART-protocol (Highway Addressable Remote Transducer) ontwikkeld. Het HART-protocol is gebaseerd op de BELL 202 FSK-frequentiemodulatiemethode, waarbij een digitaal signaal wordt gesuperponeerd op een analoog stroomsignaal. Het frequentiegemoduleerde signaal is bipolair en vervormt, met de juiste filtering, het analoge hoofdsignaal van 4-20 mA niet.

BELL 202 FSK-standaard - codering van frequentieverschuivingen voor gegevensuitwisseling bij 1200 baud. Het signaal wordt over het analoge meetsignaal 4 - 20mA heen gelegd. Aangezien het FSK-signaal een gemiddelde waarde van 0 heeft, heeft het geen invloed op het 4-20 mA analoge signaal.

Het schema van de relatie tussen netwerkknooppunten is gebaseerd op het Master \\ Slave-principe. In een HART-netwerk kunnen er maximaal 2 masterknooppunten zijn (meestal één). De tweede master hoeft in de regel geen transmissiecycli te onderhouden en wordt gebruikt om de communicatie met elk datacontrole- / weergavesysteem te organiseren. De standaardtopologie is ster, maar een bustopologie is ook mogelijk. Er worden twee modi gebruikt om gegevens over het netwerk te verzenden:

asynchroon: volgens het "Master - request / Slave - response" -schema (één cyclus is binnen 500 ms);

synchroon: passieve knooppunten verzenden hun gegevens continu naar het masterknooppunt (de tijd voor het bijwerken van gegevens in het masterknooppunt is 250-300 ms).

Figuur 3.5 - Signaalcodering door frequentieverschuivingsmethode

Basisparameters van het HART-protocol:

veldbuslengte - 1,5 km;

gegevensoverdrachtsnelheid - 1,2 Kb / s;

het aantal apparaten op één bus - maximaal 16. - het protocol staat toe:

stel de sensoren op afstand af op het vereiste meetbereik via een veldbus op afstand;

voorzie geen afzonderlijke voedingskabels naar de sensoren en heb geen voedingsbronnen (voeding wordt geleverd door de voedingseenheden van de controllers via de veldbus);

verhoog de informatiestroom tussen de controller en de apparaten, als er zelfdiagnose in de apparaten zit, stuur dan berichten over fouten via de veldbus en vervolgens naar de operator.

PROFIBUS-protocol

Industriële communicatietaken vragen vaak om verschillende oplossingen. In het ene geval is het nodig om complexe, lange berichten met gemiddelde snelheid uit te wisselen. In de andere is een snelle vervanging vereist korte berichten met behulp van een vereenvoudigd communicatieprotocol, bijvoorbeeld met sensoren of actuatoren. In het derde geval is het noodzakelijk om te werken in explosieve en brandgevaarlijke productievoorwaarden. PROFIBUS heeft voor al deze gevallen een efficiënte oplossing: een familie van industriële netwerken die zorgen voor complexe oplossing communicatieproblemen ondernemingen. Deze generieke naam verwijst naar de verzameling van drie verschillende maar compatibele protocollen: PROFIBUS-FMS, PROFIBUS-DP en PROFIBUS-PA.

Figuur 3.6 - PROFIBUS-protocolkenmerken

Het PROFIBUS-FMS-protocol verscheen als eerste en is ontworpen om te werken op de zogenaamde werkvloer. Het belangrijkste doel is om grote hoeveelheden gegevens over te dragen. Het PROFIBUS-DP-protocol wordt gebruikt voor snelle gegevensuitwisseling tussen de programmeerbare logische controller en gedistribueerde communicatieapparaten met het object. Fysiek transmissiemedium - afgeschermd getwist paar RS-485-standaard.

De wisselkoers is direct afhankelijk van de lengte van het netwerk en varieert van 100 kbit / s op een afstand van 1200 m tot 12 Mbit / s op een afstand tot 100 m. De interactie van knooppunten in het netwerk wordt bepaald door de “ Master-Slave ”-model (master-slave). Master ondervraagt \u200b\u200bopeenvolgend de verbonden knooppunten en geeft besturingsopdrachten uit in overeenstemming met het technologische programma dat erin is ingebed. Het communicatieprotocol garandeert een bepaalde polling-cyclustijd afhankelijk van de wisselkoers en het aantal netwerkknooppunten, wat het gebruik van PROFIBUS in real-time systemen mogelijk maakt. PA is een netwerkinterface waarvan het fysieke transmissiemedium voldoet aan de IEC 61158 -2 standaard, kan worden gebruikt om een \u200b\u200bnetwerk te bouwen dat actuatoren, sensoren en controllers direct in de gevarenzone met elkaar verbindt.

PROFINET is een innovatieve open industriële Ethernet-standaard (IEC 61158) voor industriële automatiseringssystemen. PROFINET biedt toegang tot veldapparatuur van alle niveaus van fabrieksbeheer. PROFINET maakt systeembrede gegevensuitwisseling mogelijk, ondersteunt fabrieksbrede planning en gebruikt IT-standaarden tot op veldniveau. Bestaande veldnetwerken (bijv. PROFIBUS) kunnen in PROFINET worden geïntegreerd zonder de geïnstalleerde hardware te wijzigen. Oplossingen voor de automatisering van continue en batchprocessen zijn in voorbereiding.

PROFINET heeft zich al goed gevestigd in de automobiel- en voedingsindustrie, in de dranken- en tabaksindustrie, in logistiek en op andere gebieden. PROFINET is een uitgebreide standaard die alle vereisten voor het gebruik van ethernet in automatiseringssystemen dekt en een eenvoudige verbinding met bestaande veldnetwerken mogelijk maakt. De verbinding wordt gemaakt door middel van modules die functioneren als een proxyserver. Ze fungeren als meesters met betrekking tot PROFIBUS- of AS-Interface-netwerken. Op een Industrial Ethernet-netwerk kunnen ze communiceren met stations die de PROFINET-standaard ondersteunen. Deze benadering beschermt bedrijfsinvesteringen die eerder in het automatiseringssysteem zijn gedaan.Het bouwt voort op Industrial Ethernet-functionaliteit en gebruikt de TCP / IP-standaard (Transport Protocol / Internet Protocol) om parameterinstellingen, configuratie en diagnostiek uit te voeren. Real-time communicatie vindt plaats via standaard Ethernet-verbindingen in parallel met standaard Ethernet-communicatieopties.

3.7 INDUSTRIEEL INTERNET-protocol

Op het niveau van productiecontrole heeft Ethernet lange tijd een solide leiderspositie verworven. Op Ethernet gebaseerde oplossingen hebben praktisch alle andere gedistribueerde kantoortoepassingen verdrongen, en tegenwoordig is Ethernet het belangrijkste uitwisselingsmedium in lokale netwerken. Onlangs is Ethernet begonnen actief door te dringen in industriële procesbesturingssystemen. Er is een verscheidenheid aan hardware (switches en hubs) ontwikkeld om te voldoen aan de eisen van industriële omgevingen. Het gebruik van Ethernet als fysiek medium voor datatransmissie leidt tot het gebruik van goed adresseerbare logische protocollen. De meeste apparaten ondersteunen al TCP / IP. Dit maakt het gemakkelijk om lokale procesbesturingssystemen te integreren in netwerken van elke omvang, inclusief globaal netwerk Internet. De belangrijkste factor die de overwinning van Ethernet op het gebied van ICS verzekerde, was de beschikbaarheid van een enorme selectie compatibele hardware en software voor het bouwen van netwerken van deze standaard.

Het grote aantal fabrikanten en de onderlinge concurrentie hebben een natuurlijk economisch resultaat opgeleverd: Ethernet-gebaseerde oplossingen hebben praktisch alle andere verdrongen van op kantoor gedistribueerde applicaties.

Daarom moet rekening worden gehouden met de wens van gebruikers om de reikwijdte van Ethernet uit te breiden naar industriële installaties tot het niveau van veldautomatisering. Maar het is duidelijk dat het gebruik van een standaardset hardware- en softwareoplossingen in ACS TP onmogelijk is, aangezien kantoorapparatuur niet bestand is tegen werking in stoffige ruimtes, en het 802.3-protocol garandeert niet dat het netwerk 'bevriest' wanneer de verkeersintensiteit stijgt. Desalniettemin bestaat industrieel Ethernet en breidt dit actief zijn toepassingsgebied uit.

Vergelijkende kenmerken van netwerken en bussen

Tabel 3.3 - Vergelijkende kenmerken van netwerken en bussen

Netwerktopologie, toegangsmethode Fysiek gemiddelde lengte Snelheid Ethernet-knooppunten Bus, ster Coax. Twisted pair kabel optovolokno100m 2800m10Mbod 100MbodProfibusShina M \\ S markerVitaya paar optovolokno9600m 90km12Mbod125BitBusShina M \\ S2-paren ve provodnikov300m 1200m375Kbod 62,5Kbod28MODBUSShina M \\ SVitaya para1200m115,2KBod254DeviceNetShinaVitaya para100m 500m500Kbod 125Kbod64ASIShina, ster, ring, M \\ SVitaya para100m - segmentvormige 31HARTShina M \\ S1500m1 , 2 Kbaud 16 Fieldbus Foundation Bus, ster Tot 1 Mbaud 16

Zelftestvragen

Benoem de nadelen van gecentraliseerde ACS TP?

Wat is een industrieel netwerk?

Wat zijn de functies die elk knooppunt van het industriële netwerk vervult?

Kenmerken van industriële netwerken in relatie tot gecentraliseerde netwerken?

Wat is het ISO / OSI-model?

Beschrijf elk van de lagen in het ISO / OSI-model?

Wat betekent de term "Local Area Networks"?

Scheidingscriteria voor lokale netwerken.

Netwerkknooppunten is het?

Lijst met de netwerktopologieën?

Wat is een AS-interface?

Wat is het doel van het HART-protocol?

Wat zijn de belangrijkste voordelen van het PROFIBUS-protocol?

PROFIBUS-protocolkenmerken?

Wat is het doel van het INDUSTRIAL INTERNET-protocol?

4. Technische ondersteuning van ACS TP

.1 Programmeerbare logische controllers

In de architectuur van ACS TP nemen controllers een plaats in tussen het niveau van sensoren en actuatoren (veldniveau) en systemen van het procesbesturingsniveau. De belangrijkste functie van de controllers in het systeem is het verzamelen, verwerken en verzenden van primaire informatie naar het bovenste niveau, evenals de ontwikkeling van controleacties, in overeenstemming met de geprogrammeerde controle-algoritmen en de overdracht van deze acties naar de actuatoren. De meeste moderne controllers worden vervaardigd op basis van sectionele blokken. Elke logische module is fysiek een afzonderlijke eenheid die in een achterpaneel of op een enkel achterpaneel is geïnstalleerd. Het schakelen tussen de modules gebeurt via een enkel verdeelframe.

Deze constructie maakt het mogelijk het aantal gebruikte modules sterk te variëren en de fysieke architectuur van de controller optimaal af te stemmen op het op te lossen probleem. Bovendien is een dergelijke structuur handig voor onderhoud, modernisering en reparatie. Indien nodig worden alleen individuele modules vervangen zonder de architectuur van het hele systeem te wijzigen.

De belangrijkste functionele elementen van de controllers zijn:

stroomvoorziening;

processor module;

i / O-modules (Object Linking Device-modules);

communicatie- en interfacemodules (communicatiemodules);

gespecialiseerde modules.

De voeding moet de continuïteit en bedrijfszekerheid van alle controllerknooppunten garanderen. Bijzondere aandacht wordt besteed aan de aanwezigheid van een back-upstroombron (meestal een oplaadbare batterij), waarmee u informatie kunt opslaan wanneer de externe stroomvoorziening is uitgeschakeld.

De processormodule kan, afhankelijk van de gebruikte elementbasis, 8-, 16- en 32-bit zijn. De hoeveelheid RAM varieert aanzienlijk in verschillende modellen controllers: van tientallen kilobytes tot tientallen megabytes. Logischerwijs is de controller-processormodule vergelijkbaar met de systeemeenheid van een personal computer, waar de controllers, in plaats van diskdrives, herprogrammeerbare ROM (EPROM) en flash-geheugen gebruiken. In sommige modellen controllers ontbreekt flash-geheugen, in andere kan het tientallen en soms honderden megabytes bereiken. De processormodule heeft ook een ingebouwde real-time klok (RTC).

Input-output modules zijn ontworpen om analoge en discrete ingangssignalen om te zetten in digitale vorm en een besturingsactie uit te voeren in de vorm van een analoog of discreet signaal. Analoge ingangsmodules zijn ontworpen voor de invoer van uniforme stroomsignalen (0… 5mA, 4… 20mA) en spanning (0… 10V, ± 10V). Er zijn gespecialiseerde analoge ingangsmodules ontworpen voor directe aansluiting van verschillende sensoren (bijvoorbeeld thermokoppels, thermokoppels). Analoge uitgangsmodules zetten het digitale signaal om in een verenigd stroom- of spanningssignaal. Discrete I / O-modules werken meestal met discrete signalen op laag niveau (24 VDC). Sommige modellen controllers hebben discrete ingangsmodules voor AC- of DC-signalen van hoog niveau (tot 250 V) en discrete uitgangsmodules die zijn georganiseerd met thyristors, triacs (tot 250 V, 300 ... 500 mA) en hoogspanningsrelais (250 V, 2 A).

Communicatie- en interfacemodules zorgen voor communicatie van controllers met het bovenste niveau, evenals met elkaar. In de praktijk van het bouwen van ACS TP worden verschillende interfaces en protocollen gebruikt voor het verzenden van gegevens via het netwerk: seriële interfaces: RS-232, 422, 485, enz .; netwerkprotocollen: Ethernet, Profibus, CAN, Modbus, enz. Alle moderne programmeerbare logische controllers (PLC) hebben geavanceerde softwaretools. Ondanks het bestaan \u200b\u200bvan een internationale standaard voor programmeertalen voor programmeerbare logische controllers IEC 61131-3, leveren veel fabrikanten hun controllers met hun eigen technologietalen. Technologische programmeertalen maken het mogelijk om ingangen te pollen en uitgangen te initialiseren, rekenkundige en logische instructies te verwerken, timers en tellers te besturen en te communiceren met andere PLC's en een computer.

Programma-invoer in het geheugen van de controller wordt uitgevoerd met behulp van speciale programmeurs of via een computerinterface. Bijna elke fabrikant levert, samen met controllers, een softwarepakket voor het maken en debuggen van controllersoftware op een computer. Diverse simulatoren en gespecialiseerde editors, waaronder grafische, worden ook meegeleverd. Na het debuggen van programma's kunnen controllers ze opslaan in een niet-vluchtig ROM, van waaruit het programma opnieuw in het RAM wordt geladen na het inschakelen of initialisatie van de controller.

Veel moderne controllers zijn uitgerust met programmeerbare terminals om het lopende proces weer te geven, waardoor u zich kunt organiseren comfortabele plek operator zonder personal computers te gebruiken.

Alle universele op een microprocessor gebaseerde ACS TP zijn onderverdeeld in klassen, die elk zijn ontworpen voor een bepaalde reeks uitgevoerde functies en de overeenkomstige hoeveelheid ontvangen en verwerkt informatie over het besturingsobject.

4.2 Classificatie van microcontrollers ACS TP

Personal computer (pc) controller

Deze richting heeft zich recentelijk aanzienlijk ontwikkeld, wat voornamelijk wordt verklaard door de volgende redenen:

Verhogen van de betrouwbaarheid van de pc;

De aanwezigheid van veel aanpassingen aan personal computers in conventioneel en industrieel ontwerp;

Gebruikmakend van een open architectuur;

Eenvoudige aansluiting van alle I / O-units, USO-modules geproduceerd door derde bedrijven;

Mogelijkheid om een \u200b\u200bbreed scala aan ontwikkelde software te gebruiken voor real-time besturingssystemen, databases, besturings- en beheerapplicatiepakketten. PC-gebaseerde controllers worden in de regel gebruikt om kleine gesloten objecten te besturen en in de industrie in gespecialiseerde automatiseringssystemen in de geneeskunde, wetenschappelijke laboratoria en communicatie. Het totale aantal in- / uitgangen van een dergelijke controller is gewoonlijk niet meer dan enkele tientallen, en de set functies zorgt voor een complexe verwerking van meetinformatie met de berekening van verschillende besturingsacties. Het rationele toepassingsgebied van pc-gebaseerde controllers kan worden geschetst door de volgende voorwaarden:

Er wordt een grote hoeveelheid berekeningen uitgevoerd in een vrij kort tijdsinterval met een klein aantal in- en uitgangen van het besturingsobject (er is een grote rekenkracht vereist);

automatiseringstools werken in een omgeving die niet veel verschilt van die van pc's op kantoor;

Het is raadzaam (vanwege hun niet-standaard karakter) om de functies geïmplementeerd door de controller niet in een van de speciale technologische talen te programmeren, maar in een gebruikelijke programmeertaal op hoog niveau, zoals C ++, PASCAL;

Er is praktisch geen behoefte aan krachtige hardware-ondersteuning voor gebruik in kritieke omstandigheden, die wordt geboden door conventionele controllers. De functies van een dergelijke ondersteuning omvatten een diepgaande diagnostiek van het werk computerapparatuur, automatische redundantiemaatregelen, inclusief probleemoplossing zonder de controller te stoppen, softwarecomponenten wijzigen terwijl het automatiseringssysteem draait, enz. De volgende bedrijven opereren met succes op de pc-gebaseerde controllermarkt in Kazachstan: OCTAGON, ADVANTECH, ANALOGE APPARATEN, enz. Veel Kazachstaanse bedrijven kopen computerborden en input / output-modules van deze bedrijven en bouwen controllers van hen.

Lokaal programmeerbare controllers (PLC)

Er zijn momenteel verschillende soorten lokale controllers in gebruik in de branche:

ingebouwd in de apparatuur en het integrale deel ervan. Zo'n controller kan een CNC-werktuigmachine, een modern intelligent analytisch instrument, een automobilist en andere apparatuur besturen. Het wordt geproduceerd op een frame zonder een speciale behuizing, aangezien het in een gewone apparatuurkoffer is gemonteerd.

autonoom, het realiseren van de functies van bewaking en besturing van een klein, voldoende geïsoleerd technologisch object, zoals ketelhuizen op districtsniveau, elektrische onderstations. Stand-alone controllers zijn ondergebracht in beschermende behuizingen die zijn ontworpen voor verschillende omgevingsomstandigheden. Bijna altijd hebben deze controllers poorten voor punt-tot-punt-verbindingen met andere apparatuur en interfaces die ze via een netwerk met andere automatiseringsapparatuur kunnen verbinden. Een speciaal interfacepaneel met een operator, bestaande uit een alfanumeriek display en een set functietoetsen, is in de controller ingebouwd of erop aangesloten. Controllers van deze klasse hebben in de regel een laag of gemiddeld verwerkingsvermogen. Vermogen is een complexe eigenschap die afhangt van de bitcapaciteit en frequentie van de processor, evenals de hoeveelheid RAM. Lokale controllers hebben meestal tientallen I / O van sensoren en actuatoren, maar er zijn controllermodellen die meer dan honderd I / O ondersteunen. De controllers implementeren de eenvoudigste standaardfuncties voor het verwerken van meetinformatie, vergrendelingen, regulering en programmalogische besturing. Velen van hen hebben een of meer vaak meerdere fysieke poorten voor het overdragen van informatie naar andere automatiseringssystemen. In deze klasse moet een speciaal type lokale controllers worden onderscheiden, bedoeld voor noodbeveiligingssystemen. Ze onderscheiden zich door hun bijzonder hoge betrouwbaarheid, overlevingskansen en snelheid. Ze bieden verschillende opties voor de complete actuele diagnose van storingen met hun lokalisatie tot op een apart bord, redundantie, zowel van de afzonderlijke componenten als het hele apparaat als geheel. De meest voorkomende back-upmethoden zijn:

hete reserve van individuele componenten en / of de controller als geheel (als de test niet wordt doorstaan \u200b\u200bin de werkende controller, wordt de besturing overgedragen aan de tweede controller);

het verdrievoudigen van de hoofdcomponenten en / of de controller als geheel met 'stemmen' op basis van de resultaten van de signaalverwerking door alle controllers waaruit de groep bestaat (het uitgangssignaal is het signaal dat werd afgegeven door de meerderheid van de controllers in de groep , en de controller die een ander resultaat gaf, is defect verklaard);

werk volgens het principe van "stoom en reserve". Een paar controllers die parallel werken met het "stemmen" van de resultaten, en een soortgelijk paar bevindt zich in de hot standby. Wanneer een verschil wordt gedetecteerd in de resultaten van het eerste paar, gaat de controle over naar het tweede paar; het eerste paar wordt getest en ofwel wordt een onbedoelde storing gedetecteerd en keert de besturing terug naar het eerste paar, ofwel wordt een storing vastgesteld en blijft de besturing bij het tweede paar.

4.3 Switches, Hubs en Integrators

In het moderne economische omstandigheden door financiële moeilijkheden kunnen de meeste ondernemingen de volledige productie niet volledig automatiseren of moderniseren. We moeten het zwakste punt in de productie kiezen en het moderniseren, terwijl we zorgen voor compatibiliteit met de bestaande besturingssubsystemen van de ACS.

In dit stadium moet u de volgende taken oplossen:

coördinatie van fysieke interfaces en protocollen van verschillende industriële netwerken (Profibus, CANbus, Modbus, LonWork, enz.) en lokale netwerken met hun basisprotocollen (TCP / IP, IPX / SPX, NetBios, enz.);

ondersteuning van modems en radiomodems om interactie met afstandsbedieningen en subsystemen te garanderen;

synchronisatie van de interactie van verschillende subsystemen, levering van uniforme tijd en adressering van systeemparameters (indien nodig de vorming van een systeemdatabase);

zorgen voor interactie met SCADA-systemen, DBMS en hogere mens-machine-interfaces.

Deze taken worden opgelost met verschillende soorten schakelaars, hubs en integrators. Hun hardware en software kunnen, afhankelijk van de uitgevoerde functies, variëren van een goedkope controller die als gateway fungeert voor verschillende industriële netwerken tot een grote server met een breed scala aan functies die een groot aantal heterogene subsystemen combineert.

Communicatieserver (gateway-server, switch). De belangrijkste functies van dit soort servers zijn ondersteuning van verschillende industriële en lokale netwerken en het verzorgen van datatransport van het ene netwerk naar het andere (Figuur 4.1). In de regel worden ze gebruikt in gevallen waarin er subsystemen zijn met verschillende industriële netwerken, waar het niet nodig is om aanvullende gegevensverwerking uit te voeren, maar het volstaat alleen om de interactie van subsystemen te organiseren met behulp van transparante gegevensoverdracht van het ene subsysteem naar het andere .

Figuur 4.1 - Communicatieserver

De concentrator (dataserver) omvat de functies van een communicatieserver, terwijl hij aanvullende functies uitvoert zoals het verzamelen en primair verwerken van gegevens van een groep controllers op een lager niveau, en biedt ook een informatiekanaal voor systemen op een hoger niveau (archivering en visualisatie gegevens) (Figuur 4.2) ...

De integratieserver zorgt voor de integratie van verschillende subsystemen in één ACS TP. Het zijn volledig functionele servers, de krachtigste van alle servertypen op het gebied van hardware en software. Deze omvatten de functies van een mediaserver en een hub. Bovendien voeren ze een breed scala aan speciale functies uit voor gegevensverwerking, implementeren ze complexe besturingsalgoritmen, zorgen voor synchronisatie van de werking van subsystemen en ondersteunen ze een enkele tijd in het systeem, enz. (Figuur 4.3).

Figuur 4.2 - Concentrator

Figuur 4.3 - Integratieserver

Zelftestvragen

De belangrijkste functie van controllers?

Maak een lijst van de belangrijkste functionele elementen van de controllers.

Wat zijn pc-gebaseerde controllers?

Wat zijn programmeerbare lokale controllers (PLC's)?

Hub is het?

Wat is het belangrijkste doel van de communicatieserver?

Taken uitgevoerd door de integratieserver?

Wat zijn de belangrijkste manieren om te reserveren?

5. SOFTWARE ACS TP

.1 Softwareclassificatie

ACS TP-software is onderverdeeld in systeem- en toepassingssoftware.

Systeemsoftware (SSS) bestaat uit real-time besturingssystemen (RT OS) van controllers en werkstations (operatorconsoles).

In tegenstelling tot conventionele (kantoor) besturingssystemen, bieden real-time besturingssystemen gegarandeerde toegangstijd tot computerbronnen en systeemreacties op ongeplande externe gebeurtenissen en zijn ze in staat snelle technologische processen te ondersteunen (in de orde van milliseconden en microseconden). De meest voorkomende RT-besturingssystemen zijn OS9 / OS9000, QNX, VxWorks, LinxOS, VRTX, pDOS, pSOS +, RTOS-32. Onlangs is het toepassingsgebied als real-time besturingssystemen windows-systemen NT met industriële add-on, Windows CE.

Applicatiesoftware (APO) is onderverdeeld in: APO-controllers:

Het zijn niet-procedurele technologietalen waarmee logische bewerkingen eenvoudig kunnen worden geïmplementeerd. Configurator en bibliotheek van programmamodules (modules van wiskundige functies, primaire informatieverwerking, regulering). De kenmerken van de applicatiesoftware van de controllers zijn: gebruiksgemak van technologische talen. Beschikbaarheid in de bibliotheek van modules van moderne geavanceerde algoritmen (algoritmen voor zelfafstemmende regulatoren, adaptieve besturing, fuzzy regulator, enz.). Sommige controllers kunnen programma's uitvoeren die zijn geschreven in talen van hoog niveau (C, Pascal, VB).

PPO-operatorconsoles.

De pakketten met toegepaste programma's die op verzoek van de klant in de ACS TP zijn opgenomen, zijn zowel voor algemene doeleinden (statistische informatieverwerking, een expertsysteem ter ondersteuning van bestuurlijke besluitvorming, enz.) Als object (rationeel en soms optimale controle van typische processen).

De ontwikkeling van applicatiesoftware voor operatorconsoles kan op twee manieren gebeuren: met traditionele programmeertalen (C ++, Pascal, enz.) Of met bestaande kant-en-klare probleemgeoriënteerde toolkits. Het proces van het vanaf nul creëren van software met traditionele programmeertalen voor complexe gedistribueerde besturingssystemen is onaanvaardbaar lang en vereist enorme arbeidskosten van hooggekwalificeerde programmeurs. Deze directe programmeeraanpak is alleen relatief aantrekkelijk voor eenvoudige systemen of kleine fragmenten van een groot systeem waarvoor geen standaardoplossingen bestaan \u200b\u200b(er is bijvoorbeeld geen geschikte driver). Op dit moment worden bij het maken van automatiseringssystemen voor technologische processen op grote schaal softwarepakketten gebruikt voor het visualiseren van meetinformatie op bedieningspanelen, zogenaamde operatorconsolesconfigurators of SCADA-programma's. SCADA is een afkorting voor Supervisory Control And Data Acquisition.

Sinds kort hebben deze systemen er meer de exacte naam: MMI / SCADA, waarbij MMI (Man Machine Interface) de aanwezigheid van een mens-machine-interface definieert. Met deze pakketten kunt u complete software van hoge kwaliteit maken voor operatorconsoles, geïmplementeerd op verschillende soorten pc's en werkstations van computernetwerken.

Tot het midden van de jaren tachtig ontwikkelden bedrijven die produceerden hun eigen, gesloten SCADA-programma's die alleen waren ontworpen voor de omgeving van dit systeem. Sinds de tweede helft van de jaren 80 begonnen een aantal buitenlandse bedrijven en sinds de jaren 90 veel Russische bedrijven universele en open SCADA-programma's te ontwikkelen met een reeks interfaces, protocollen en stuurprogramma's die kunnen worden gebruikt voor een brede klasse van verschillende microprocessorsystemen. Enkele tientallen SCADA-programma's zijn verspreid over de Kazachstaanse markt, waaronder InTouch (Wonderware, VS), Factory Link (DATA Co. in de Verenigde Staten, VS), Genesis (Iconics, VS), iFIX (Intellution, VS), Trace Mode (AdAstra, Rusland), WIN CC (Siemens, Duitsland), MasterScada (inSAT, Rusland), DigiVis (ABB, Duitsland).

De belangrijkste functies van SCADA-programma's in termen van de ontwikkeling van een weergavepaneel (SCADA instrumenteel complex) en in termen van de bediening van de console in realtime (uitvoerend complex SCADA) zijn als volgt:

verzameling van actuele informatie van controllers of andere apparaten en apparaten die direct of via een netwerk zijn verbonden met de console van de operator (inclusief die op basis van standaard DDE-, OPC-protocollen);

primaire (computationele en logische) verwerking van meetinformatie;

archivering en opslag van actuele informatie en de verdere noodzakelijke verwerking ervan;

presentatie van huidige en historische informatie op het scherm (implementatie van gedynamiseerde geheugensteuntjesdiagrammen, histogrammen, animatiebeelden, tabellen, grafieken, trends);

identificatie van noodsituaties en pre-noodsituaties met automatische generatie van alarmsignalen;

invoer en verzending van operatorcommando's en berichten naar controllers en andere systeemapparatuur;

registratie van alle handelingen van de operator (handmatige start van het proces, noodstop, wijziging van de systeeminstellingen, enz.);

registratie van alle fouten en gebeurtenissen binnen het besturingssysteem (hardware-alarmen, netwerkfouten, enz.);

bescherming tegen ongeoorloofde toegang en het verlenen van verschillende rechten aan gebruikers tijdens het werken met het systeem;

afdrukken van rapporten en protocollen vrije vorm op gespecificeerde tijdstippen, presentatie en registratie van noodsituaties op het moment waarop deze zich voordoen;

oplossing van gebruikerstoepassingen en hun relatie met de huidige gemeten informatie en managementbeslissingen;

informatieve verbindingen met servers en andere werkstations via verschillende netwerkstructuren.

Het gebruik van SCADA-systemen kan de efficiëntie van het productieproces aanzienlijk verhogen door:

nauwkeurigere naleving van technologische normen en voorschriften, en als gevolg daarvan een afname van het percentage defecten en stabilisatie van de productkwaliteit;

minimaliseren routine activiteiten dispatcher of operator, waarbij hij zijn aandacht richt op de ontwikkeling van nauwkeurige en effectieve oplossingen voor procesbeheersing;

eliminatie of minimalisering van fouten gemaakt door operators als gevolg van additionele programma controle de juistheid van de vorming van afstandsbedieningsopdrachten;

vermindering van uitvaltijd van apparatuur veroorzaakt door ongelijke belasting van productiefaciliteiten;

het tijdig genereren van rapporten en het verstrekken van alle noodzakelijke informatie aan managementpersoneel;

analyse van factoren die de kwaliteit van afgewerkte producten beïnvloeden.

5.2 Softwarestructuur (SW)

ACS TP-software is een integraal onderdeel van een modern systeem als hardware. Alle belangrijke indicatoren van de kwaliteit en betrouwbaarheid van het automatiseringssysteem als geheel zijn afhankelijk van het juiste ontwerp en gebruik van software.

Onderdeel van de software - de systeemsoftware wordt meestal geleverd door het bedrijf en is ontworpen voor een specifiek computerplatform dat wordt gebruikt in een specifieke ACS TP.

Functioneel dicht bij de systeemsoftware staat speciale software waar niet voor bedoeld is automatische controle, en voor operationele monitoring van de voortgang van processen in het systeem, bijhouden van archieven, rapporten, visuele presentatie van huidige procesparameters, organiseren van virtuele meetinstrumenten, displays, etc. Dit zijn SCADA-systemen (System Control And Data Aquisition). Deze systemen werken meestal niet in realtime. Er zijn voldoende van dergelijke kant-en-klare systemen (bijvoorbeeld Trace Mode-systeem of DigiVis-systeem). Om de onafhankelijkheid van de fabrikant te waarborgen en om de betrouwbaarheid en probleemoriëntatie te vergroten, worden dergelijke systemen vaak met opzet gemaakt.

Een ander stuk software - apparaatstuurprogramma's - zou het resultaat moeten zijn van een overeenkomst tussen apparaatontwikkelaars en systeemsoftwareontwikkelaars. Meestal wordt deze afstemming bereikt door te voldoen aan de ontwikkelingsnormen voor bestuurders. Helaas is dit stukje software vaak niet van hoge kwaliteit. In ieder geval moet de automatiseringsingenieur - de ontwerper van de hele ACS TP - speciale aandacht aan dit aspect besteden.

Ten slotte is er een ander type software dat is ontworpen om ofwel specifieke rekenproblemen op te lossen die zich voordoen bij een gegeven ACS TP, ofwel om speciale (niet-standaard) apparaten te besturen. Deze applicatiesoftware wordt gedwongen om een \u200b\u200bontwikkelaar van een specifieke ACS TP te maken. In dit geval is het vaak nodig om assembleertaal te gebruiken, omdat hoge prestaties en voorspelbaarheid van programmagedrag vereist zijn. Dit is vooral het geval bij het programmeren van gespecialiseerde controllers die rechtstreeks verband houden met besturingsobjecten.

De mogelijkheid om in realtime te werken, een hoge betrouwbaarheid tijdens het gebruik te garanderen, ondersteuning voor standaarden voor alle soorten interfaces - al deze vereisten maken het mogelijk om industriële computersystemen in een aparte klasse te onderscheiden. De belangrijkste vereiste (naast betrouwbaarheid) die aan computersystemen van deze klasse wordt gesteld, is een gegarandeerde reactietijd op een gebeurtenis die heeft plaatsgevonden. Van deze voorwaarde de onderscheidende kwaliteiten van industriële computersystemen kunnen onmiddellijk worden geïdentificeerd:

maximaal mogelijke aanpassing van de rekeneenheid aan sensoren en randapparatuur;

het gebruik van wijdverspreide en beproefde en beproefde industriestandaarden (meestal VME), waardoor de compatibiliteit van een breed scala aan apparatuur kan worden gegarandeerd en de protocollen voor interactie ermee kunnen worden verenigd;

Figuur 5.1 - Softwarestructuur

gebruik van real-time besturingssystemen (RT OS), die het genereren van feedbacksignalen voor een vaste periode garanderen.

Net als elk ander besturingssysteem voert een RTOS de volgende basisfuncties uit die nodig zijn bij het gebruik van computertechnologie bij automatisering:

zorgen voor een conflictvrije interactie van veel parallelle taken (processen) met apparatuur;

conflictvrij delen van gemeenschappelijke computersysteembronnen (geheugen, schijven, enz.);

zorgen voor veilige gegevensoverdracht tussen processen in beschermde adresruimten;

het verschaffen van standaardmiddelen om toegang te krijgen tot bronnen zodat de programmeur niet de juiste codes hoeft te schrijven;

het verstrekken van standaardtelecommunicatie en netwerkondersteuning;

het onderhouden van de tijdservice (systeem- en netwerktimers);

creatie van een computeromgeving met verhoogde betrouwbaarheid;

Maar het is RTOS dat deze functies voor een gegarandeerde en bekende tijd uitvoert.

Er zijn verschillende RTOS-structuren (monolithisch, microkernel-gebaseerd, objectgeoriënteerd), maar het belangrijkste is dat elk besturingssysteem de hardware scheidt van de uitvoerbare taken, waardoor standaard betrouwbare toegangsmethoden worden gegarandeerd en interactie tussen taken wordt geboden.

Een aantal besturingssystemen (NT 4, Windows 2000, Windows XP) gebaseerd op de NT-kernel worden veel gebruikt in kantoortoepassingen en blijk geven van een behoorlijk behoorlijke betrouwbaarheid. De aanwezigheid van een enorme hoeveelheid software en een leger van ontwikkelaars laat in principe toe te geloven dat deze, met de juiste aanpassing van de code van het besturingssysteem, kan worden gebruikt in industriële toepassingen. Het zou wenselijk zijn om op alle niveaus van de industriële hiërarchie hetzelfde besturingssysteem te hebben.

5.3 Applicatiesoftware, programmeerprincipes

De vraag naar de toegepaste software van de ACS TP is zeer breed, net als het takenpakket dat door specifieke systemen wordt opgelost. Laten we even stilstaan \u200b\u200bbij enkele van de belangrijkste aspecten van de classificatie van deze software. Vanuit het oogpunt van een ingenieur die een complex van middelen van ACS TP creëert, kan de toegepaste software worden onderverdeeld in de volgende belangrijkste groepen:

aanvulling op het besturingssysteem (stuurprogramma's, etc.);

programma's voor controle, opvragen (ontvangst), gegevensoverdracht, gegevensverwerking, planning enz., dat wil zeggen toegepaste computertaken;

lokale regulatorsoftware. Dit stukje software is vaak geschreven voor gespecialiseerde microcontrollers en heeft daardoor zijn eigen kenmerken.

Het is ook belangrijk om te bedenken dat zeer verschillende programmeertechnieken worden gebruikt om deze ongelijksoortige applicatiesoftware te maken. Het meest traditionele deel zijn toegepaste rekenproblemen. Ze streven ernaar om deze problemen met traditionele methoden op te lossen en hiervoor proberen ze programmering te gebruiken in talen van hoog niveau, zonder uit het oog te verliezen dat het programma in real time moet werken. Meestal is het mogelijk om rond te komen met programmeren in C, C ++, Pascal en hiervoor (zo snel mogelijk) geïntegreerde omgevingen zoals Visual C, Builder of Delphi te gebruiken.

Als dit lukt, is het mogelijk om krachtige moderne software te maken die voldoet aan alle eisen voor gebruikersinterfaces.

Een onoverkomelijke barrière kan hier het ontbreken van vereiste software-ontwikkeltools voor een specifiek RT OS zijn. Op dit moment zijn er voor alle populaire RT-besturingssystemen ten minste C-compilers, wat het werk van de programmeur enorm vergemakkelijkt.

Het is belangrijk om de volgende principes in acht te nemen bij het maken van software voor lokale controllers:

Probeer bij het ontwikkelen van een ACS TP-project de homogeniteit van het computerplatform te waarborgen, wat het programmeren verder zal vereenvoudigen. Op dit moment betekent dit eigenlijk dat het raadzaam is om geen gespecialiseerde microcontrollers in lokale systemen te gebruiken, maar pc-compatibele controllers. Deze vereiste is natuurlijk niet noodzakelijk, aangezien er voldoende voorbeelden zijn waarin gespecialiseerde controllers het meest effectief zijn.

Bij taken van digitale signaalverwerking worden bijvoorbeeld speciale DSP-processors gebruikt. Het moet echter duidelijk zijn dat het onderhoud van zeer gespecialiseerde software vaak duur is.

Bij het ontwikkelen van microprogramma's voor lokale controllers, moet u de keuze van controllers zorgvuldig rechtvaardigen op basis van de vooruitzichten van een bepaald microcontrollerplatform. Bovendien is het belangrijkste aspect niet economisch, aangezien de kosten van moderne microcontrollers snel dalen, maar die van het systeem. Het gebruik van verouderde controllers is onpraktisch. Cross-programmeertools voor verschillende controllers verschillen aanzienlijk in termen van universaliteit, standaardisatie en focus op integratie in complexere hiërarchische systemen.

Programmabibliotheken die voor microcontrollers zijn gemaakt, zijn moeilijk hergebruik en delen met andere gebruikers, is het vaak gemakkelijker om programma's opnieuw te maken. Helaas is de objectgeoriënteerde benadering hier lang niet altijd van toepassing, aangezien het een sterke toename van de hoeveelheid code met zich meebrengt.

Een alternatief voor traditionele microcontrollerprogrammering is in principe java-technologieervan uitgaande dat het netwerk wordt opgestart uitvoerbare programma's (applets) naar controllers. Hierbij moet worden opgemerkt dat dit niet volledig veilig en niet altijd betrouwbaar is.

De International Electrotechnical Commission (IEC) keurde in 1993 de norm IEC 61131 deel 3 (IEC 61131-3) goed. Deze internationale norm maakt deel uit van de IEC 61131-normgroep die verschillende aspecten van het gebruik van programmeerbare logische controllers (PLC's) omvat.

Het doel van IEC 61131-3 is om bestaande PLC-talen te standaardiseren. De IEC 61131-3-standaard bleek zo relevant dat er niet genoeg kracht was om te wachten op aanpassing: de ondersteunende functies en de implementatie van de standaard op de markt werden uitgevoerd door een onafhankelijke organisatie PLCOpen, bestaande uit fabrikanten en gebruikers van software (software) georiënteerd op IEC 61131-3 Als resultaat van de activiteit van PLCOpen, verscheen een reeks gecertificeerde PLC-programmeertools op de softwaremarkt - tools die op grote schaal en met succes in de industrie worden geïntroduceerd. Over het geheel genomen wordt dit gezien als een volgende progressieve stap in het kader van het concept van "open systemen". De norm IEC 61131-3 beschrijft de syntaxis en semantiek van vijf PLC-programmeertalen. Deze talen zijn niet iets geheel nieuws, maar veralgemenen alleen wat algemeen bekend is op het gebied van industriële automatisering:

SFC (sequentiële functietabel) - grafische taalgebruikt om een \u200b\u200balgoritme te beschrijven als een reeks gerelateerde paren: stap en overgang. Een stap is een reeks bewerkingen op variabelen. Overgang is een reeks logische voorwaardelijke uitdrukkingen die de overdracht van controle naar het volgende stap-overgangspaar bepalen. Uiterlijk lijkt de SFC-beschrijving op bekende logische blokschema's. SFC heeft de mogelijkheid om het algoritme te parallelliseren. SFC heeft echter niet de middelen om stappen en overgangen te beschrijven, die alleen kunnen worden uitgedrukt door middel van andere standaardtalen (bijvoorbeeld voorwaardelijke uitspraken van Pascal - de ST-taal). Daarom is elke implementatie van de SFC-taal slechts een eerste weergave van de logica van het algoritme.

LD (Ladder Diagram) is een grafische programmeertaal die een gestandaardiseerde versie is van een klasse van Ladder Diagram-talen. Booleaanse uitdrukkingen in deze taal worden beschreven in de vorm van relais, die in de jaren 60 op grote schaal werden gebruikt op het gebied van automatisering, aangevuld met discrete apparaten: timers, tellers, enz.

FBD (Functional Block Diagram) is een grafische taal die inherent lijkt op LD. In plaats van relais gebruikt deze taal functieblokken, functioneel doel die veel breder zijn. Dit omvat blokken zoals PID-regelaar, filter, etc. In feite is FBD de meest natuurlijke manier om de structuur van een ACS te beschrijven vanuit het oogpunt van een automatiseringsingenieur. FBD wordt ondersteund door veel moderne ontwerpen en SCADA-systemen.

ST (Structured Text) is een teksttaal op hoog niveau voor algemene doeleinden met syntaxis gericht op Pascal. In feite is dit een normale programmering op hoog niveau.

IL (Instruction List) is een teksttaal op laag niveau. Naast de ST-taal programmeert het in feite in Assembler. Dit is nodig bij het ontwikkelen van stuurprogramma's en tijdkritische programma's.

Beschouw als voorbeeld de oplossing in de LD-taal (implementaties van de LD- en FBD-talen) van de taak om een \u200b\u200btechnologische sectie te besturen, waarvan het diagram hieronder wordt gegeven.

Veel beheertaken kunnen worden omschreven als een opeenvolging van gebeurtenissen. De manager moet de volgorde van uitvoering van evenementen controleren. Het voert niet alleen de normale bedieningshandelingen uit, maar houdt ook rekening met mogelijke storingen en kritieke situaties.

Laten we naar een eenvoudig voorbeeld kijken.

Figuur 5.2 - Technologische uitrusting - transportband

De operator drukte op de startknop.

De aanwezigheid van de blanco wordt gecontroleerd. Als dit het geval is, gaat het proces door. Als dit niet het geval is, beweegt de transportband totdat de blanco verschijnt.

Het werkstuk wordt vastgezet met een klem.

Het onderdeel is ingedrukt.

De klem maakt het onderdeel los en het komt onder de pers vandaan.

Het proces gaat door als de automatische (cyclische) modus is geselecteerd, anders stopt het. Dit is hoe het stroomschema van de bovenstaande bewerkingen eruit ziet. Een programma opdelen in logische blokken

Figuur 5.3 - Blokschema van het regelprogramma van de transportband

Voor de duidelijkheid van de verdere beschrijving wijzen we aan elk signaal van ons voorbeeld het X-beeld van de discrete input en het Y-beeld van de discrete output toe:

Tabel 5.1

SIGNALERINGSBESTURING Startknop X0 Kleminrichting Y0 Sensor voor de aanwezigheid van een onderdeel onder de pers X1 Drukken Y1 Werkstuk klemuiteinde X2 Transportbandbeweging Y2 Vrijgave limiet X3 Onderste eindschakelaar X4 Druk bovenste eindschakelaar X5 Transportbandstap X6 Modusschakelaar X7

Oplossing in LD-taal

Vóór de komst van programmeerbare logische controllers (PLC's) werden besturingsproblemen opgelost met behulp van relais en schakelaars, stevig verbonden met relaiscontactcircuits. Meer dan 30 jaar geleden gingen ze op zoek naar een manier om gemakkelijk en snel wijzigingen aan te brengen in de besturingslogica zonder de installatie te veranderen. Dit is hoe PLC's verschenen. De ontwikkelaars van de "nieuwe" technologie waren zeer vertrouwd met het oplossen van besturingsproblemen met behulp van relais en schakelaars, dus het was logisch om laddercircuits te simuleren in de programmeertaal LD, speciaal gemaakt voor PLC's. Dit is de reden waarom LD-programma's vergelijkbaar zijn met Ladderladders.

Figuur 5.4 toont een voorbeeld van een onderdeel van een LD-programma dat besturing implementeert volgens het algoritme dat op de vorige pagina is beschreven.

Figuur 5.4 - Een voorbeeld van een programma in de LD-taal

De verticale lijn aan de linkerkant symboliseert de stroombus, en de positie van de contacten en de toestand van de relaiswikkelingen bepalen de acties die plaatsvinden, die gewoonlijk vergrendelingen worden genoemd in relaiscontactcircuits. Hier zijn individuele contactcircuits duidelijk zichtbaar, die stroom leveren aan de relaiswikkelingen - trappen. Het LD-programma, dat een relaiscontactcircuit simuleert, "kijkt door" de contacten en wikkelingen van elke stap van links naar rechts, en de stappen zelf van boven naar beneden. Dit is de normale gang van zaken in LD. Het LD-programma ziet er grafisch uit als de treden van een soort trap die naar beneden leidt. Het is gemakkelijk in te zien dat "relaiscontacten" (normaal gesloten en open) in feite niet alleen de contacten zelf betekenen, maar ook enkele logische voorwaarden, wanneer er aan voldaan is, vindt er enige actie plaats op elke "sport van de ladder". Daarna ga je naar de volgende stap naar beneden.

Over moderne tools gesproken, de belangrijkste trend moet meteen opgemerkt worden: de meest veelbelovende zijn visuele ontwerptools die intuïtief zijn voor de ontwikkelaar. In elk vakgebied, inclusief automatisering, gaan visuele middelen ervan uit dat de ontwerper (of gebruiker) praktisch geen programmacode in een van de programmeertalen mag schrijven.

In plaats daarvan plaatst hij bepaalde visuele grafische afbeeldingen (meestal pictogrammen) op het werkgebied. Deze afbeeldingen vertegenwoordigen een weergave van enkele bouwstenen, algoritmen, apparaten. Door deze afbeeldingen volgens de vereiste structuur te verbinden en de eigenschappen van individuele componenten in te stellen, krijgt de gebruiker snel de gewenste weergave van zijn systeem.

Tools voor softwareontwikkeling, debugging en onderhoud

Programmeren kan praktisch worden vermeden door het objectgeoriënteerde karakter van een dergelijk model, waarin de benodigde programmacodes al in standaardblokken zijn ingekapseld. Dat wil zeggen, programmeren wordt vervangen door het instellen van parameters (meestal numeriek) in standaardalgoritmen. De vele voordelen van deze aanpak zijn duidelijk. Bovendien zijn de modernste, ook professionele, software systemen op verschillende gebieden van technologie, beeldverwerking, geluid, etc. precies in deze vorm gemaakt. De meest complexe maar standaardprocedures zijn eenvoudig te implementeren.

Het wordt mogelijk om de ervaring (programmacode) van eerdere ontwikkelaars te gebruiken zonder deze te bestuderen. Bedrijven - fabrikanten van automatiseringssystemen bieden enorme bibliotheken van dergelijke functies (klassen), en het wekt de misleidende indruk dat programmeren helemaal niet nodig is, dat iemand anders alles zal doen voor een automatiseringsspecialist. Deze mening wordt ijverig ondersteund door productiebedrijven. Maar juist hier ligt en zwakke kant deze aanpak. In werkelijkheid zijn er twee negatieve kanten aan het gebruik van standaardbibliotheken met functies (klassen):

gesloten broncodes (zowel in de zin van ontoegankelijkheid als in de zin dat de gebruiker niet geïnteresseerd is in het diepgaand begrijpen van andermans codes);

niet-optimale codes voor de specifieke situatie waarin deze auzich bevindt ("universeel betekent niet optimaal").

Deze twee punten leiden er feitelijk toe dat de gebruiker - de ontwikkelaar van een automatisch systeem de betrouwbaarheid van het hele systeem niet kan garanderen, aangezien het gesloten componenten bevat, en geen optimaliteit kan garanderen in termen van de snelheid van de werking van de delen van het systeem die essentieel zijn voor deze parameter. Dus puur visuele technieken programmeren is van beperkt nut in het geval van bekende problemen die niet kritisch zijn, naast de snelheid en betrouwbaarheid van het gehele systeem.

Men moet niet denken dat er maar weinig taken zijn. Typerend hiervoor is de creatie van een aantal SCADA-systemen, dat wil zeggen, dergelijke systemen die voornamelijk bedoeld zijn voor het verzenden van weergave van heterogene informatie, die een nogal onbetrouwbaar element bevat: een menselijke operator. In dergelijke systemen, vooral in het geval dat de werkelijke snelheid van het besturingsobject veel hoger is dan de snelheid van de menselijke operator, krijgt deze laatste alleen de rol toebedeeld van een min of meer passieve waarnemer die alleen strategische beslissingen neemt. En de praktijk leert dat voor dergelijke systemen het gebruik van visuele hulpmiddelen en objectgeoriënteerde benaderingen bij het programmeren effectief is. Voorbeelden zijn onder meer DigiVis of WIN CC. Samen met gespecialiseerde visuele programmeertools, is het gebruik van visuele omgevingen zoals Delphi of Builder van Borland, Visual C ++ van Microsoft, enz. Wijdverbreid. De reeks van dergelijke tools groeit snel en trekt steeds meer nieuwe benaderingen van programmeren aan, een volledige herziening ervan is tegenwoordig praktisch onmogelijk.

Om absoluut voorspelbaar softwaregedrag te bereiken, rekening houdend met het werk in realtime, wordt de ontwikkelaar van automatische systemen in sommige gevallen toch gedwongen om zijn eigen software te maken. De meest geschikte aanpak is hier als volgt:

gebruik voor zover mogelijk talen van hoog niveau waarmee u snel software kunt maken en debuggen;

en alleen in duidelijke gevallen van gebrek aan prestatie of betrouwbaarheid om programmering in Assembler te gebruiken.

Met deze aanpak kan de automatiseringsingenieur twee problemen tegelijk oplossen:

een reële mogelijkheid bieden om de broncodes van programma's over te dragen aan andere ontwikkelaars, ook wanneer het computerplatform wordt gewijzigd;

aanzienlijke besparingen in softwareontwikkelingstijd realiseren. Het is bekend dat de meest "verkwistende" in deze zin het programmeren is in de low-level taal - Assembler.

Van de juiste keuze softwareproductvoldoen aan de onderhoudseisen hangt vaak af van het lot van het gehele automatiseringssysteem en de effectiviteit van investeringen.

5.4 OPC-technologie

Bij moderne productiebedrijven neemt, samen met een toename van de automatiseringsgraad van technologische processen, het aantal elektronische gegevensverwerkingssystemen van het hogere hiërarchische niveau toe.

Talrijke softwareoplossingen (bijvoorbeeld SCADA) van verschillende fabrikanten worden tegenwoordig veel gebruikt in technologische procesbesturingssystemen en de werking van deze softwaresystemen is gebaseerd op de constante uitwisseling van gegevens met de componenten van het automatiseringssysteem (controllers, USO-modules, enzovoort.). De mogelijkheid van een dergelijke interactie wordt geboden door de fabrikanten van deze softwareoplossingen door hun onafhankelijke ontwikkeling van stuurprogramma's die zijn geïntegreerd in de bovengenoemde softwarepakketten. Deze aanpak leidt meestal tot de volgende problemen:

Verhoogde kosten: er moeten aparte stuurprogramma's worden ontwikkeld voor elk ondersteund apparaat.

Beperkte driverfunctionaliteit: niet alle functies van het apparaat worden ondersteund door de driverontwikkelaar.

Beperkte mogelijkheden voor uitbreiding en wijziging van de samenstelling van de componenten van het automatiseringssysteem: door de modernisering van het hardwareplatform kan de driver óf helemaal niet worden gebruikt, óf onstabiel werken.

Toegangsconflicten: verschillende programma's kunnen niet tegelijkertijd toegang krijgen tot dezelfde componenten van het automatiseringssysteem, omdat gegevenstoegang wordt uitgevoerd via zijn eigen stuurprogramma's, waarvan het werk op elk moment de mogelijkheid van alle anderen blokkeert.

Hardwarefabrikanten kunnen deze problemen oplossen door hun eigen stuurprogramma's te ontwikkelen en hen te voorzien van speciale gestandaardiseerde interfaces, zodat programma's van verschillende softwarefabrikanten deze probleemloos kunnen gebruiken. Een groot aantal programma's op het gebied van industriële gegevensverwerking wordt momenteel door Microsoft geïmplementeerd op basis van personal computers onder besturingssystemen van de Windows-familie (Windows 95/98 / NT / 2000 / XP). Om communicatieproblemen op te lossen, stelde Microsoft OPC-technologie voor, die nu een industriestandaard is geworden. (OLE for Process Control) is een standaard voor interactie tussen software componenten data-acquisitie- en controlesystemen (SCADA) gebaseerd op objectmodel COM / DCOM. OPC-technologie is ontworpen om:

een universeel mechanisme voor gegevensuitwisseling tussen sensoren, actuatoren, controllers, communicatieapparatuur met een object en systemen voor het presenteren van technologische informatie;

operationele verzending controle;

archivering van gegevens door databasebeheersystemen.

Via OPC-interfaces kunnen sommige toepassingen gegevens lezen of schrijven naar andere toepassingen, gebeurtenissen uitwisselen, elkaar op de hoogte stellen van abnormale situaties (alarmen), toegang krijgen tot gegevens die in archieven zijn geregistreerd ("historische" gegevens). Deze applicaties kunnen op één computer staan \u200b\u200bof via een netwerk worden gedistribueerd. Tegelijkertijd, ongeacht de leverancier, zal de OPC-standaard, erkend en ondersteund door alle toonaangevende fabrikanten van SCADA-systemen en -apparatuur, hun gezamenlijke werking garanderen. Een speciale klasse van OPC - toepassingen zijn OPC - specifieke hardware device servers - ze worden geleverd door veel hardwarefabrikanten. De OPC-server creëert een soort hardware-abstractie, waardoor elke OPC-client gegevens van het apparaat kan schrijven en lezen. Het apparaat waarvoor er een OPC-server is, kan worden gebruikt in combinatie met elk modern SCADA-systeem. Nu hoeven softwareontwikkelaars niet langer nieuwe stuurprogramma's te schrijven als, als gevolg van de modernisering van een bepaalde hardwarecomponent, de set functies voor toegang tot de gegevens verandert.

Zelftestvragen

In welke soorten software zijn we onderverdeeld?

Wat is systeemsoftware?

Is het applicatiesoftware?

Applicatiesoftware is onderverdeeld in ...? - is het een programma?

Wat zijn de belangrijkste functies van SCADA?

Maak een lijst van de voordelen van het implementeren van SCADA-programma's.

{!LANG-4c01086137b42136753bb5f12f601927!}

{!LANG-fe5f1930013f5680369e39f33c05e7a8!}

{!LANG-768cf5b18fc85329a5ae627a47f5921f!}

{!LANG-59de42fbef8fbf59dd6d36e58fb1f3f6!}

{!LANG-5656c6bc2799230ccfdacafa9f982e20!}

{!LANG-3fa976094e8f0e7c4c5a4100d9ed450a!}

{!LANG-327d64876abf6ee930484fe2a5a4788a!}

{!LANG-4e811ac3b157de11c3adc3f72e64438c!}

{!LANG-15eb34c0888ee82d7306f80b9791d58d!} {!LANG-2b859f920362a10fe8f4044c13999f5c!}{!LANG-8bd2eb1dfa4c4bdb009147a0a37e3009!}

{!LANG-0918f5eb96390ed5cfe00386f489bc0b!} {!LANG-c9a87ea3be4a4aeb4d5fc288e394fe0b!}{!LANG-306db031d9695ef43b058b88c18fe186!}

{!LANG-f6f279a5b9d3759a81845a76dc7ff102!}

{!LANG-8236c3f366e4bd9ba6225729331f2dec!}

{!LANG-f5311118303ad24db1f987f25e7d3f42!}

{!LANG-450185e384f35699dffbe36dc435912e!}

{!LANG-c87b3625e0786c4fafa8ebe16f12851b!}

{!LANG-d94439761a89605b46142dd8575a09ec!}

{!LANG-dd2ecc13a13f15dedec84e8c636e38b6!}

{!LANG-e086988241f3f9420e618468568beeec!}

{!LANG-710f6f4f7a026be54dd8b5fdc336fc3e!}

{!LANG-cf51ec3dc962087d14cf1af4a9555e84!}

{!LANG-f29d243955159f4ced103fc36b08b391!}

{!LANG-fd968c37755a900020514b1a51cb1b20!}

{!LANG-26347550e87e6cdac7021c1d571be63f!}

{!LANG-592fe788a8dacae90ceb409b30024b9b!}

{!LANG-88b016d09a5991faf4ed502d3df41294!}

{!LANG-8bf836e7748778cb44c8c0741dea4756!}

{!LANG-59a490126f7e09b67c2bea674d0b4dd8!}

{!LANG-c7edf6d1d9f790653c84e39657fb16b2!}

{!LANG-ebb36ff5e2ecae3a5d5c04d14f9a523f!}

{!LANG-801b5c91e80a6bf23b6a5cbedadd9061!}

{!LANG-094520599219acc4d07d4851619fdc6a!}

{!LANG-76f769ded71a6a35b49af4b0136fd523!}

{!LANG-932539c562b8f04ca22db599e4500dac!}

{!LANG-4591ebf20dd42965dabadf949503e8ff!}

{!LANG-fac41e8460ebbd717502946ef3a2e761!}

{!LANG-fd969f196fe67a9be08e9227dd5f50aa!}

{!LANG-b1e029fd56af86534939258da8144720!}

{!LANG-4dbb84014f00fc9429fbb592433a296e!}

{!LANG-6a783d78344d9eb16035e8d842426890!}

{!LANG-7c7b0efad7c40d3d0ec3325c96331a8c!}

{!LANG-08d5c64a9c4c1db16d34e22d265e9f5a!} {!LANG-0204ff08a030ac06a8f88aa4859a3bd5!}{!LANG-aac188c921c50ec3dffb9863a557104e!}

{!LANG-c0958a2933ea73a2f232dddf508689e4!}

{!LANG-da845ae7c43c046c8103f2a9945244d8!}

{!LANG-b1d6172a3f5fd074ed65099d17814f0e!}

{!LANG-e77894904d1ca30f852adaa5cb0a3811!}

{!LANG-adfa31109f034962ac9849558d2271d0!}

{!LANG-e027ca4ee9fa944f8abbf43c48d65437!} {!LANG-0555033560b2e06186b06575668cf637!}{!LANG-66f365e90098195b2aaaeda26e147301!}

{!LANG-b64e45ded8a1d51d18223d0917c236c9!}

{!LANG-47458492adf101e398d8b515bbe9f770!}

{!LANG-22dc09c90af02ddeef6584f367181921!}

{!LANG-8e70bf16acb2de720374d2b3cae97ace!}

{!LANG-8b347816403773635fba7e67244a9ead!}

{!LANG-0f664e794a23572e1124c32301c66975!}

{!LANG-e69bb6a9d180cce9d3d901516cdb547f!}

{!LANG-5469ec0a1b902ee70fff9f30d6bf6561!}

{!LANG-18ae3e5ecf6123cfd70a95aa2f873981!}

{!LANG-24a9672b78a8139f00d07f284eb686a5!}

{!LANG-f17ebc0627720d7bb42c245a44a3bdd3!}

{!LANG-8f7a9f1cb5e54e28f5af6eab9d0dbfc0!}

{!LANG-219bc03efca969c8c5009298ca14d909!}

{!LANG-3e10014802c97d4f430e4594ae4abc90!}

{!LANG-f7a7addb84fed212e1f2153091ae62b8!}

{!LANG-d0a2eb5895b65119732651a7cf3e7e8a!}

{!LANG-71b28dc8c4239e587e47944e6629eaf2!}

{!LANG-8cac2bf59006bd80a47e91cc6de4e662!}

{!LANG-5881eb98eee5666f0c7bd2bd0924ae83!}

{!LANG-192f93a49903dc11640e3afc99ee7a7b!}

{!LANG-0e7e8c2a2e9f0c175857fce522fb9aa4!}

{!LANG-17342b6435e06556072e64bb49e91a23!}

{!LANG-3920a71eae292af89c687d193099dd70!}

{!LANG-ce473bb8f04615738ba9550586f846d7!}

{!LANG-f0007c4e129ffd5ee4bb0f7101924167!}

{!LANG-357d9a1a0f544c0119b20c928fe21d7c!}

{!LANG-bc87a6755bdc6955f26931c7f2afde7d!}

{!LANG-ec450611cd499f2d7219e393483a0f36!}

{!LANG-74ec70861ea47d1f4cdfb7c65b595f7e!}

{!LANG-0b509dd69b494220318b370049ecee70!}

{!LANG-da99f11c4fc886ba7f489d4f4ffe9355!}

{!LANG-99597f0578e7f86f75d0eb33dd79f211!}

{!LANG-c7e502bbb3e0b138ce8a63abd53c8127!}

{!LANG-d124cf39ef0344a6a34c63b2f485082e!}

{!LANG-0aabe33f7af1d11b0951fde82f554af0!}

{!LANG-88ab5d1da5e0c19234801a6a5e494b91!}

{!LANG-2b9a28d5181c61ea0e9ecf0fc0234220!}

{!LANG-b731c267596920433b3daad33089ca05!}

{!LANG-7af07af77c32acd3b796210ac9ca25c6!}

{!LANG-523908a95fe2f026fb4c6468ea8e7c1c!}

{!LANG-7fe2b6320091534c94ef977f7ef11f43!}

{!LANG-665e1a928a97e6f898672068b368957d!}

{!LANG-2d299f7e8ceeffe662530795a453b6f8!}

{!LANG-ac290d982d3a2a6a6c7be901d6d57993!}

{!LANG-df2539ef6ad5354087f70498747f781c!}

{!LANG-7fafee0c6eafb027201778e69a506049!}

{!LANG-32aeb781a5c08e1acd7ac91abefabf6b!}

{!LANG-e3de8bad1b20a7bf28121239673b94c8!}

{!LANG-93c116baf4c7364b3895f6c76e62d66c!}

{!LANG-5c5c3e3dd2f39ae22c92e58ab73acb70!}

{!LANG-c85a562b6d477f9f303dbcb92c4b547e!}

{!LANG-346edb3155a4f4352c590210cc4ba4d3!}

{!LANG-3c0371f092305cbcd67819512caaabff!}

{!LANG-82f95193ad1f5e0e0d01c84173303926!}

{!LANG-e84a4f3471207f6b737a9e27c75568f5!}

{!LANG-f0c612f7cfff255ffae0716b96e8a273!}

{!LANG-506e14140bbed0c0d485090244bf6d80!}

{!LANG-d800a68e28f544a59aadcc8e1eeea438!}

{!LANG-22c6d13949ff4e221f2891ac99546950!}

{!LANG-016561e784ba4c748ab0182f945b84eb!}

{!LANG-6fea808054f85d84de5fbfe82b2d63ca!}

{!LANG-b6e97af445aedd9b0ec35bb207bb6e3d!}

{!LANG-006bee504b25645aa30470de3ab971a8!}

{!LANG-74715f9b0065e521e524444a4dbb729c!}

{!LANG-5b329948144e07fad3d7329168255c62!}

{!LANG-2116f474fe96362843dd5e6644d27d9b!}

{!LANG-1fee8fb37f0bbec391b2ea591996c37e!}

{!LANG-dc5c38a35984d0edbcba282fd88abb1b!}

{!LANG-dd8b3acab13c594242b53a627a8232d2!}

{!LANG-53ff3afcb326d4ebf91d9db05f721d20!}

{!LANG-eb0c7794698a9b4a8c08ae8a0dbcea50!}

{!LANG-7a9807ce5b08f6c64d3ff6b69b30a5a5!}

{!LANG-cdbbeaa0c07558bb752a634d24ad3bd4!}

{!LANG-5b821cd0aea70903954ac9039d0d18e4!}

{!LANG-c06f5584269876f996f1877d531c70f6!}

{!LANG-16c00488c51149e7ac85eb535f8c72d5!}

{!LANG-c89aa17a92facaf3f975033495a58262!}

{!LANG-1c80c37bfe398a3a6c12c1fab347090b!}

{!LANG-2b49f18e975e73c8bef19743179d94cf!}

{!LANG-4ec5cc63c34ee7462c6cf2d9550bdc42!}

{!LANG-6880f0cb80fe4e305c69a63afef444b3!}

{!LANG-6cc530c36aa192e2770dd62131f94fd5!}

{!LANG-5f2c3c51d7cd0bdc52c31c86bd472c47!}

{!LANG-a21ec8b4ef3215177c2c926efa1a9fcd!}

{!LANG-5a7ee31974b0e574ae17462405e2c122!}

{!LANG-a3fd013d9f4c69f8cdc7508ad2e24589!}

{!LANG-a20fa0edee54cc2cc3492b37d9c4ced2!}

{!LANG-ceb0fa3dfb4d0222fe0b3d44f4a6e877!}

{!LANG-beadce68cac924d099320378c4ab93a9!}

{!LANG-525c493fc132d94968306d11c68cf7f9!}

{!LANG-15c9b9bfa4135d470e1b0f19931bd8cb!}

{!LANG-7dcb2c76eee65fb843da08e0863fd5ef!}

{!LANG-7aad58c48635d316266362fc826953bd!}

{!LANG-cb3dcc70ca9c373a88bc105d45451918!}

{!LANG-a51672c62ab60f60328f2eb93f52ebe4!}

{!LANG-ea4a2ceed44e20fb1962e95cd4c6af6f!}

{!LANG-114c89c3953e656c90437e199d00267f!}

{!LANG-ff27d8f084aa005f565b8785706d2b5d!}

{!LANG-b07fae7323e10d4f0074ad06ed1975ca!}

{!LANG-22db096ed6cad805ddca9f4befdf7bdf!}

{!LANG-2d9bed9a041043bd0183b595b2803a72!}

{!LANG-4b7ccc447457e2c566fe304468e5f42a!}

{!LANG-7d4abba3843206e7b8800d462d891b83!}

{!LANG-a40d556e9994df551721d8b0be82b9f8!}

{!LANG-9507a4ffab72d4ca62123a3b3f123a6f!}

{!LANG-46cc025826c32297eb1f96ec21546448!}

{!LANG-50613bf72aca5d2230c3ad7aaae3cd51!}

{!LANG-17f9a8b3e662851c034b928a816e5533!}

{!LANG-b587922fa0a5ca47bfb9f3305bfe5d34!}

{!LANG-ce074fff8f171448b6f7230418da1a17!}

{!LANG-cfb69e053a659107210a9a8a0ff9bd44!}

{!LANG-b8a848b9d65602924604161eef68087a!}

{!LANG-b9388020d3740c752f258102f5a97ada!}

{!LANG-061d2ca6d047b8382b6303d453b3454c!}

{!LANG-a5a73a72a434259d413f41a968c61264!}

{!LANG-c3128ca56f73f5ca17adfcea585233e2!}

{!LANG-d103bde77a3e6c24c329583303fa917d!}

{!LANG-2944d94c8b29d9ee5e7ad1a11a41b1aa!}

{!LANG-4ed18582cd203f344b4a8ab2fdf3c686!}

{!LANG-2e64aaeec782ea6e0333ceb11a678737!}

{!LANG-9555bb29e71ed2725a56e0cba63fc810!}

{!LANG-3a6e0816dec68b499f164b7fc2443dff!} {!LANG-1f086c66894f75f648abeabf11f73474!}{!LANG-3e20abca3f48075b0cb77db67a164ada!}

{!LANG-fb5eb8fcc4b1b9be67fd5b9f5f238744!}

{!LANG-504a6ab45d501d14468b742ab27b88bb!}

{!LANG-bb7ca902ae2a7d3651d988f584ef927b!}

{!LANG-3a69a087d60ee155e9684353dbc93d8f!}

{!LANG-78e7aefeb6d87b581093a5797e8928a0!}

{!LANG-d72f6cb216b90d91f565e270414dc067!}

{!LANG-c4ccc0c74776bc4beefd16b29019384a!}

{!LANG-a36cea1e1d1fc417b7432a4caa66e0e2!}

{!LANG-f8750cc249e41d1f42b91cde8df1647f!}

{!LANG-7867fe233fef5d5ecc8da2302216236d!}

{!LANG-f2989a16ff04379f5a53a1ef953d645d!}

{!LANG-167639bee7ad657ba0ff9c6e7ca8fdc1!}

{!LANG-bd41a00cd41a61fcbaee2cebbce5300d!}

{!LANG-5b34c844939ba407a0a1cd6fbdfcee41!}

{!LANG-0c2ee48a5de7ef19eacdcf2d02575f6d!}

{!LANG-da334415905530644f22541d4ffa4326!}

{!LANG-8344ada2d5eea29eef805f16f9a5be45!}

{!LANG-29f1eec17f3576c644a9f3e1fd219fc0!}

{!LANG-6111db20e94072f5f72157ff3f82d055!}

{!LANG-6a9695c1cc5b3c8a7ca8ec4af8df2b0a!}

{!LANG-e1db7ec8f03bd6e679bbc163f25d426c!}

{!LANG-077cd6c58e9619a02ba088ceff4cf65c!}

{!LANG-3d0fe2524f53f45cca48aba0f4c558de!}

{!LANG-2ed92620cacc6befc92b7c5d50479a24!}

Zelftestvragen

{!LANG-01caf71d4b5de8ff44718324c4a22c92!}

{!LANG-9d79a0d6f4021e5c80e970a3a8e1780d!}

{!LANG-f4b1849f44c3b7972818ab84d6cebbe2!}

{!LANG-9041ee41bee85ce99888ecdec1eba0ad!}

{!LANG-d3a6bed341858f6e0b925fc9f858f2e7!}

{!LANG-e3795a1a1c305bb3e28ccd716e597338!}

{!LANG-3c9e967b8b58a348f0f417b54e0aa49f!}

{!LANG-7d3b9181c72cfaa69e1c21c95b1b0563!}

{!LANG-d59043429dbf21750a9c32b2772e2855!}

{!LANG-bb44561af1e6c9e2aeae17201f18f219!}

{!LANG-9e4522bdd5e178b9725540da368560fc!}

{!LANG-073e59aa53e786b846dc0f623c4f312c!} {!LANG-88a419762b904fbd0638b3af2420c273!}{!LANG-b36a33abf070a37c519dfa0dcd4f6e8a!}

{!LANG-2a1f27e3c0633bc0ab28f92811c16961!}

{!LANG-623c58192ab6c652c5730428f0376b31!}

{!LANG-97c03379b0a455872189a9c4186bbc42!}

{!LANG-e9008f896af5595c8c625035b3197c24!} {!LANG-34d61b398a8cadd2faa4add352548692!}

{!LANG-7fa2170ab3ed05058de0d084fe8bc99e!}

{!LANG-a5b5823878b79927a1f657f07e97fd4c!}

{!LANG-2114d571079ac948e398e11764ad3805!}

{!LANG-e7027423cd4f3e9c06a2cefb1b6da127!}

{!LANG-756c86528a940085b197aecd646dcfd0!}

{!LANG-59662949947addb1304f4cc9655230aa!}

{!LANG-9413e0e201de2842c873c33afbbebc89!}

{!LANG-02eb4b809ed4809f7560d9151046dd96!} {!LANG-73eaa2be7d9bf402bec7ed012e558e80!}{!LANG-5eaf523ac5dfd6af0a49c68d0bbf60ca!}

{!LANG-26279965a81e3590b5b0ff2dc2f81de9!} {!LANG-d87127be285d22ade677f039a6a30dcb!} {!LANG-072eceb3985853506ccbc15f31fb3051!}

{!LANG-e4010301689593f32e50c14a407bcac7!}

{!LANG-ac54b563c5c82b321baf6521c6354b95!}

{!LANG-ebb086be4d2ef2ba64c2c19f4b2dfa39!}

{!LANG-cce5c40ffc4a01e077e80cf3d55481fc!}

{!LANG-31bcd812a56225a823d259820290e805!}

{!LANG-c3a75857304bccdb90174fbdd9c129bd!}

{!LANG-f5015b82012747bd351a7bcbdcd0c8f9!}
{!LANG-b393cfce315288cf3e960cc34482e454!}

{!LANG-ec85d81d4636bc980a672e91b763ceda!}
{!LANG-f2bf67b942d2c9c835807148cfb868f4!} {!LANG-79b302e07a7d2de357808c670f7aaca5!}{!LANG-478c981efc5430c2e6f53e1d80579c68!}

{!LANG-a7c6093c4f445a96d0b522fbb5badb19!}

{!LANG-08049dfbde2c9ca34380a93ec1529956!}
{!LANG-629d46d0ee9e4b31db05df271f385070!}
{!LANG-fff027d443bcd85b99aca1440defd75a!}
{!LANG-841baa3eb9217f148c6bd73fb9a3af46!}
{!LANG-068fed32f40733d44b76bbccf491cad1!}
{!LANG-c3cbbeede2bcebcf6786a41092b3f1a6!}
{!LANG-a333d221a64c44540e2b1c9bffa82d00!}
{!LANG-d019925921c16781ba0f4e9f9e9cb959!}
{!LANG-b92bf2000bd534828084661ec2ec21f6!}
{!LANG-ab53db6cdf9cbfeaef4d4697d9f41d80!}
{!LANG-5113746ff1018ac6b582b638f41e4ba1!}
{!LANG-9f145bde05124e477c9f1e4de461a916!}
{!LANG-04838e78352cb498b43bdc0c1cd50237!}
{!LANG-65be6d110f97c34250c768f357618a0e!} {!LANG-f81f7ac3967c4593b2f6aa4c08034b36!}
{!LANG-dfb2921a909d3a7c9e4a7db9d325e813!}
{!LANG-46300a4d629f77a38ad3c29810607a2a!}
{!LANG-03eb44bb7c100d90fa235fa39420f3c9!}
{!LANG-09aefb116060ac1e31a8791da65b6ebf!}
{!LANG-b804369556efdee3c720c8b375dd8a47!}
{!LANG-c6da8494565e88798af79bf2ca6a2e99!}
{!LANG-0f1466ca0be767b949700ab2dcaa12f2!}
{!LANG-8f439c870404b5e9480da8f24af93186!}
{!LANG-ae98e2b308ead5710322fd025ac6c79b!}
{!LANG-2bdfa7592c5085540fcc7b0fb829ca63!}
{!LANG-7fd77a0be19d21b0a5c567c361c31ac1!}
{!LANG-ecf8495b68bc333794e7f2aa50fc968d!}
{!LANG-78581357ac0c31fae84bf75d7dbc1ada!}
{!LANG-8219d35decace2dd84764d0228c9b3b4!} {!LANG-d087cb7439a8beffb6b05f077aa717fe!}
{!LANG-3803d9db853557642bfdb56a4aa9193d!}
{!LANG-c67da5882841f51f16380a03c98c3b0a!}
{!LANG-9dcfbaae2a81b4f85dbd6975e0f23936!}
{!LANG-9362b9c48173e13b101cac0b1c0dfb57!}
{!LANG-410a0e6fa2f7d7c41647f4f215cf57be!}
{!LANG-8c158b9a7c8dcbace8420405db0550f8!}
{!LANG-b5ba2e93807328a0ec1025dd05c7fe80!}
{!LANG-738d5e613f3281ed02befe1619058d7d!} {!LANG-d86c019214cd071450ba3749c7777334!}
{!LANG-461a36ad010a957df4b5ac0101d2fcc1!}
{!LANG-5dd1ee4a8514addb5a5582c4d17cd490!}
{!LANG-8d1ed22f55cbb0b270dd49a1c8e0005d!}
{!LANG-2005e4e9005aaba29e58d069925455dc!}
{!LANG-7544f55a5ce1c792de21aa3d653011a1!}

{!LANG-a1c564192368c853b42146b957f5068d!}
{!LANG-f1b6e39309924ad7a2394b24c2bd0cba!}

{!LANG-1a2c082dc08b51d2607bd0f45c42e8e4!}
{!LANG-07e38155591ac78730f525c8c3bebbbd!}