Файл: 1. 1 Негізгі терминдер мен анытамалар.doc

Егер технологиялық параметрдің критикалық өзгерісінің ең аз уақыты 10 с болса, онда АБЖ-нің барлық буындарында ақпаратты тасымалдау және өңдеу жылдамдығы 50 с аспауы керек.

САТ үшін сигналды қою уақыты реттегіщтер мен аралық коммутациялық аппаратуралардың сипаттамасына байланысты таңдалады. Құжаттық берілгендерде бұл құжаттарға қосу/өшірудің ең кіші уақыты және уақыт аралығындағы қосу/өшірудің ең көп саны көрсетіледі. Ереже бойынша бұл құрылғылар САТ бойынша (САТ сигналдарын қою уақыты шамамен 70-100 мкс.).

- Модуль бойынша орындалатын функциялар. Функцияның ең кішкене қажет тобымен модуль таңдалады.

Мысалға, егер кіріс тізбектерінің гальваникалық шешілуі мен сигнал қатаюы күшейткіш/мультиплексор арқылы орындалса, онда сорл функцияларды орындайтын кірістірілген модуль таңдаудың мәні жоқ.

- Сенімділік. Кейбір модульдер өздерінің кіріс/шығыстарында ЭЕМ-ның істен шығуында немесе орталық ЭЕМ-ғы қолданбалы программалар мен операциялық жүйенің «тоқтап қалуында» сигналдың соңғы мәндерін сақтап қалады. Бұл модульдердің пайдаланылуы сенімділікке қосымша талаптары бар жүйелерді жобалауда ақталынып алынады.

Сонымен қатар, фирма-өндірушілер құжаттарда жөндеу жұмыстары арасындағы период (MTBF) немесе «тоқтауға» дейінгі жұмыс уақыты модульдеріне сілтеме жасайды. Басқа тең сыртқы орта жағдайларында апатсыз жұмыстың үлкен қоры бар жабдықтар таңдалады.

- Қолдануда қойылатын талаптары (жұмыс температура диапазоны, ылғалдылық, вибрация, агрессивті орта болуы). Орналастыру орнының қоршаған орта параметрлерімен анықталады.

- Улкен өлшемдер мен энерго-тұтыну. Жеке қоректенуі бар АБЖ немесе элементтерінің өлшемі тым үлкен АБЖ жобалауда қатал шектеледі, одан да MicroPC немесе РС/104 форматындағы модульдерді таңдаған жөн.

- Программалық қолдау. Модульдерді программалық конфигурациялық мүмкіндіктері (dip-ауыстырып-қосқыштары немесе ұстатқыштарға қарағанда ыңғайлырақ). «Жоғары» дәрежелі программалық қамтамасыз етілуімен драйверлер үйлесімділігі. Олардың «жоғары» деңгейлі кең тараған тілдердегі қосымшаларды жасау кезінде пайдалану мүмкіндігі.

- Дистрибьюторлық қолдау мен сервистік қызмет. Аймақта ресми дилерлері бар фирмалар жабдықтарын таңдаған дұрыс.

- Бар модульдер. Егер бар модульдер өздерін жұмыс барысында жақсы көрсете білсе және техникалық параметрлер бойынша сәйкес келсе, онда жүйені кеңейту кезінде аналогты немесе дәл сол өндіргіш фирмалардың құрылғыларын таңдаған жөн болады. Ықшамдау мен жүйені реттеуде қиындықтар аз болады.

---

- Құны. Модульдің өзінің ғана емес, оны жеткізу мен сервистік қызмет бағасы да есепке алынуы тиіс.

4.3 Сигналды нормализатор /клеммалы плата/ гальваникалық шешілу модулі

Жалпы жағдайда бұл элемент барлық 3 функцияны атқарады (мысал – ADVANTECH фирмасының ADAM-3000 модульдер сериясы), немесе соның бірін.

Сигналды нормализациялау дегеніміз:

- «тоқ-кернеу» түрленуі (ЭЕМ және кірістірілген модульдер тек қана потенциалды сигналмен жұмыс істейді);

- табиғи сигналдарды бірыңғайлыға (унифицированный) түрлендіру (термопара, термокедергі, тензокөпір арқылы).

Сонымен қатар, жүйенің берілген элементінің құрамында шуды азайтушы кіріс RC-фильтрлері және кернеуді айырушылар болуы мүмкін.

Мысал: WAGO фирмасының 750-400 серия модульдері; ADVANTECH фирмасының PCLD 780/880/8115/8710/8712 сыртқы модульдері; DATAFORTH фирмасының ең кең тараған SCM5B, SCM7B сериясының модульдер номенклатурасы.

4.4 Күшейткіштер/мультиплексорлар

Егер датчиктерден кіріс сигналдарының саны аналогты енгізу модульдерінің кіріс санынан артқан жағдайда аналогты енгізу модульдерінің кіріс санын кеңейту үшін пайдаланылады (кірістердің стандартты саны МВА: 8 дифференциалды, 16 ортақ өткізгішпен).

Берілген жүйе элементі коммутациямен қатар басқа да бірқатар функциялар атқара алады:

- Коммутацияланған сигналды күшейту. Егер датчиктер негізгі ЭЕМ-нан салыстырмалы түрде алыс ара-қашықтықта орналасса, сонымен қатар термопаралардан, әсіресе ТВР,ТПП типтілерден келетін сигналды күшейту үшін қажет.

- Термопараны тікелей берілген құрылғыға қосуға мүмкіндік беретін термопараның суық дәнекерлеу температурасын компенсациялау.

- Жоғарғы және төменгі шектер арасындағы кіріс сигналын шектеу және қосымша фильтрлеу.

- Тізбектердің гальваникалық шешімі. Мультиплексорлар келесі типті болады: 4- 1, 8-1, 16-1, 32-1.

Мультиплексорлар каскадтық схемалар бойынша жиналуы және 256 қоршалған (изолированные) кірісті дифференциалдық каналдарды бір шығысқа ауыстыруды қамтамасыз ете алады.

Мысал: PCL кіріс/шығыс көп функционалдық платаларға(коммутатор 48-1) каскадтық схема бойынша құралған PCLD-789D мультиплексорларын қосу.


4.3 сурет - DВ-37 типті қрсқышпен жабдықталған аналогты кіріс платаларына аналогты сигнал коммутаторларын қосу

---

4.4 сурет - IDC-20 типті қосқыштарымен жабдықталған аналогты кіріс платаларына клеммалық платалар мен аналогты сигналдар коммутаторларын қосу

4.5 Сигналды шығарудың клеммалық платалары/гальваникалық шешу модульдері

Мына функцияларды атқарады:

- іске қосуды реттеуші аппаратураның қоректену желілері мен басқару желілерін гальваникалық шешу;

- шығыс сигналдарын күшейту (кірістірілген модульдерде шығыс каскадтарының жүктеме мүмкіндігі аз болады). Ереже бойынша 200мА және 40 В аспайды

- жүктемедегі қысқаша тұйықталудан шығыс тізбектерін сақтау;

- потенциалды сигналдарды тоққа түрлендіру.

Ең ірі өндірушілер Crayhill, Analog Devices, Advantech, WAGO.

Мысалдар: Analog Devices фирмасының 0 – 5В 0 – 20мА-ге 5В39-03 түрлендіруші модулі, Advantech фирмасының PCLD-885 релелі коммутацияларының қуатты платасы.
4.6 Релелі және жартылай өткізгішті күшейткіш/коммутаторлар, сигналды түрлендірушілер

Шығыс сигналдарын күшейту функциясын орындайды (егер сигналды шығарудың клеммалық платаларының жүктеуші мүмкіндіктері орындаушы механизмді басқаруға жеткіліксіз болса), сонымен қатара сигналдарды бір типтен екіншіге түрлендіру үшін (мысалға электрлік басқару сигналдарын пневматикалыққа түрлендіруші электропневматикалық түрлендіргштер), мысалға 24 В дискретті электрлік сигналды 2 бар пневматикалыққа түрлендіретін электропневматикалық түрлендіргіш РДВ-2А (пневматикалық қималы (отсечным) клапанды басқару үшін).

ТП АБЖ берілген элементін таңдаудың негізігі критериилері болып төмендегілер табылады:

- Жүктілік қасиеттер. Күшейткіштің шығыс қуаты орындаушы механизм жетегін басқаруына ең аз дегенде 5-10%-қ қормен жетуі керек.

- Бірлік уақыттағы қосу мен өшіру саны (релелі күшейткіштер мен екі позиционды электропневматикалық түрлендіргіштер үшін).

- Басқарушы сигналды қою уақыты (жартылай өткізгішті күшейткіштер, жиілікті түрлендіргіштер мен көп позиционды (аналогты) электропневматикалық турлендіргіштер үшін).

- Сенімділік ресурсы. «тоқтауға» дейінгі жұмыс уақыты.

- Жөндеу жұмыстарына жарамдылық.

- Қолдану шарт-талаптары.

- Құны.

4.7 «Жоғары» деңгейлі ЭЕМ

Орталықтандырылған АБЖ «төменгі» деңгейлі компьютер (контроллер) деп аталатын негізгі компьютермен қатар, 1 немесе 2-3 «жоғарғы» деңгейлі компьютерлерден тұрады. Олар берілгендерді архивтеу сервері рөлін атқарады, сонымен қатар АБЖ мен ұйымның жергілікті жүйесімен байланыс орнатады, «төменгі» деңгей компьютерінде программалық қамтамасыз етуді енгізеді және реттейді.

---

«Жоғарғы» деңгейлі ЭЕМ ретінде IBM PC таңдалады, қарапайым офистік орындаудағы үйлесімді компьютер, процессоры «төменгі» деңгейлі компьютерге қарағанда қуаттырақ (Pentium III 733МГц төмен емес және ОЗУ 512 Мб, НЖМД 40Гб, НГМД – 3.5, CD-ROM).

Мониторды таңдау критериі болып пайдаланудағы ыңғайлылық табылады, улкен өлшемді графикалық ақпаратты кескіндеу мүмкіндігі, яғни ең жақсысы диагоналі бойынша 17 дюймнен кем емес және кадрлік ашылуы 75 Гц-тен төмен емес мониторды пайдалану.

4.8 Датчиктер

Датчиктерді таңдау кезінде түрлендірудің дәлдік критерилері, пайдалану шарттары және құнымен қатар шығыс сигналының сипаттамасына көңіл аударған жөн, және басқа да тепе-тең жағдайларда датчиктерді бірыңғайланған шығыс сигналдарымен таңдау керек:

- токты 0-5 мА, 4-20 мА;

- потенциалды0-5 В, 0-10 В, 0-2,5В;

- жиілікті 0-10 кГц.

Табиғи шығыс сигналымен датчиктерді пайдалану (термопара, кедергі термометрі, тензодатчик) мәнді, егер бұл датчиктермен сол технологиялық объектіде өлшеу құны бірыңғайланған шығыс сигналдары бар тура сондай датчиктермен өлшеу құнынан әлдеқайда төмен болса.

Ескерту: Өлшеу құны дегеніміз сатып алу, жеткізу, датчиктер мен байланыс каналдарын орнатуға кететін жалпы шығын. Техникалық қызмет көрсету, жөндеу және тексеруге еңбекақылар.

Айта кететін бір мәселе, табиғи шығыс сигналдарымен датчиктерді пайдалану қиындыққа, сонымен бірге сигналды нормализатор элементтерінің қымбаттауына әкеледі.

4.9 Орталықтандырылған ТП АБЖ артықшылықтары мен кемшіліктері

Орталықтандырылған АБЖ жабдықтары ықшамдалған және кіріс пен шығыс сигналдарының көп санымен жергілікті технологиялық проуестердің автоматизациясы кезінде пайдаланылады. Орталықтандырылған АБЖ үшін программалық қамтамасыз етуді өндірген, ақпаратты енгізу/шығару құрылғылар жұмысын үйлестіру таратылған жүйелерге қарағанда оңайырақ. Орталықтандырылған АБЖ аппараттық құрал құны таратылған басқару жүйесінің аппараттық құралдарына қарағанда төмен.

Алайда орталықтандырылған АБЖ бірқатар кемшіліктері де бар, солардың ең бастысы – жүйенің төмен сенімділігі. Негізгі ЭЕМ істен шығуы толығымен технологиялық процесс қадамына бақылау жоғалуына әкеліп соқтырады. Бұл кемшілікті резервті ЭЕМ қолданумен және технологиялық процестерді қолмен басқару арқылы жоюға тырысады, алайда бұл шаралар жүйенің күрт қымбаттауына әкеледі. Сонымен қатар, дербес компьютер детерминделген уақыт аралықтарында басқарылу процесінде ешқандай оқиғаларға әсет етуге есептелмеген. ДК жұмысы кезінде операциялық жүйе немесе қолданбалы қосымша бөлшектер орталық процессорды жеткілікті ұзақ мерзімдерге (мысалы жұмыс тоқтап қалуларды өңдеу келесі жұмыстың тоқтап қалу мүмкіндіктеріне жол бермейді) блокадалайды. Мұндай жүйенің әрекеті технологиялық процестер үшін «апаттық» болып табылады. Сондықтан, өндірістік компьютерлер мен жұмыс станциялары немесе аппараттық (сторожевые таймеры), немесе нақты уақыттың қатаң тәртібінде жұмыс істеуге мүмкіндік беретін программалық схемалардан тұрады.

---

Сонымен қатар орталықтандырылған АБЖ бірқатар басқа да кемшіліктерге ие:

- Орталықтандырылған жүйеде өткізгіш байланыстар саны ең аз дегенде таратылғанға қарағанда 3 есе артық. Ал қазіргі таңда кабельді өнім (мыс өнімдері) қымбаттауда, микропроцессорлы техника арзандауда. Бүгін көп жағдайда экономикалық тұрғыдан тиімді болып цех аумағында немесе бір аймақта бірнеше жергілікті контроллерлер немесе бір жүйеге біріктірілген объектімен байланысатын интеллектуалдық құрылғылар орнатқан есептеледі.

- Көптеген қилы клеммалар негізінде өткізгіштерді құрастыру қателігінің болу ықтималдығы жоғары және қателіктерді табу мен жөндеу қиындықтары.

- Басқару объектісінің құрамында тағы да бірнеше кіріс және шығыс каналдары пайда болғандағы жүйенің кеңейтілу қиындықтары. Салынып қойған кабельдерге жаңа байланыс сымдарын салу – оңай іс емес.

- Таралғанға қарағанда орталықтандырылған жүйенің тестілеу бойынша жұмысының, қолданысқа енуінің құны жоғары.


5 БЕРІЛГЕНДЕРДІ ЖИЮ МЕН БАСҚАРУДАҒЫ ТАРАТЫЛҒАН ЖҮЙЕЛЕР

Берілгендерді жию мен басқарудағы таратылған (көпдеңгейлі) жүйелер деп «төменгі» контроллерлер базасында құрылып (немесе өндірістік ЭЕМ), нақты уақыт режимінде жұмыс істеп және берілгендерді қабылдау және өңдеуді іске асырып, технологиялық процесті басқарып, сонымен қатар операторлық станция ролін ойнайтын бір немесе бірнеше «жоғарғы» деңгейлі ЭЕМнен, берілгендер базасынан, берілгендерді мұрағаттау серверінен, Ethernet және Internet желілері бойынша берілгендерді жіберу жүйесін айтады.

5.1 сурет - Берілгендерді жию мен басқарудағы таратылған жүйелер құрылымы төменде келтірілген

«Төменгі» деңгейдегі контроллерлермен, сонымен қатар «төменгі» деңгейдегі контроллер мен «жоғары» деңгейдегі ЭЕМ арасындағы берілгендермен айырбас үшін әртүрлі желі сымдары пайдаланады: өрілген бу, талшықтық-оптикалық желі сымы, радиоарна.

Таратылған басқару жүйесі аймақтық таралған көп құрылғыларды технологиялық процестерді автоматтандыру жағдайында қолданылады, араларындағы байланыс әртүрлі желі сымы арқылы іске асатын оператор пульті және бағдарламанатын логикалық контроллерлер. Контроллерлерге технологиялық процесті басқару үшін көптеген функциялар қойылған,. Басқару пультіне – адам-машина интерфейсінің негізгі функцияларын іске асыру.

---