Краткий обзор зарубежных промышленных контроллеров

Классические контроллеры компании Mitsubishi Electric, предлагающей широкую гамму устройств, представлены несколькими линейками производства, от компактных, серии ALPHA, до мощных многофункциональных серии Q.

Важной особенностью контроллеров фирмы Mitsubishi Electric является:

- наличие процессоров RISC-архитектуры и специализированной операционной системы;

- возможность одновременно обрабатывать несколько алгоритмов или событий со строго детерминированным временем реакции;

- масштабируемость системы;

- возможность аппаратного резервирования;

- исключительно высокая надежность;

- поддержка практически всех существующих полевых шин и коммуникационных интерфейсов.

ПЛК Mitsubishi серии ALPHA 2 (рис. А2.3) представляют собой компактные, универсальные, недорогие логические модули. Они предназначены для применения в задачах автоматизации, где использование релейной автоматики не удовлетворяет современным требованиям, а использование мощных ПЛК является избыточным. Программирование ПЛК серии ALPHA 2 осуществляется с помощью наглядного программного обеспечения, использующего готовые библиотеки функциональных блоков. Базовые блоки контроллеров серии ALPHA 2 могут обрабатывать до 28 каналов ввода-вывода. Программная база контроллера включает 200 функций и 38 функциональных блоков, в том числе, математические операции, ШИМ, счетчик 1 кГц и службу коротких текстовых сообщений. В серии ALPHA 2 имеется 4 различных модуля расширения, устанавливаемых внутри корпуса ПЛК. Все модули – с гальванической развязкой (оптопары) входов и выходов.

Рисунок А2.3 – ПЛК Mitsubishi серии ALPHA 2

ПЛК Mitsubishi серии FX (рис. А2.4) включают в себя целое семейство контроллеров и отличаются высокой производительностью, гибкостью, функциональностью и масштабируемостью. Это идеальный выбор вне зависимости от того, необходима ли простая система, требующая до 10 каналов ввода-вывода (FX1S-10), или более сложная, требующая до 384 каналов ввода-вывода (FX3D). Все контроллеры FX совместимы друг с другом, а также с унифицированными функциональными модулями и модулями расширения. ПЛК серии FX поддерживают сетевую интеграцию.

Рисунок А2.4 – ПЛК Mitsubishi серии FX

ПЛК Mitsubishi System Q (рис. А2.5) представляет многопроцессорную концепцию, сочетающую в себе традиционный контроллер, контроллер управления движением и персональный компьютер.

Рисунок А2.5 – ПЛК Mitsubishi System Q

В одной системе может одновременно функционировать до 4-х процессоров, реализующих различные задачи управления. Высочайшая надежность, встроенная самодиагностика ЦПУ с регистрацией истории сбоев и удаленная диагностика системы позволяют использовать ПЛК Mitsubishi System Q для решения самых ответственных задач. Расширяемая конфигурация с количеством входов-выходов от 16 до 4096, а также быстродействие до 34 наносекунд за логическую операцию, позволяют использовать эти контроллеры для управления процессами любого уровня сложности. Компактность исполнения дает возможность максимально использовать пространство в шкафах управления. В ПЛК System Q реализована полная функциональность ПК с ОС Windows.

Контроллеры класса SoftPLC представлены несколькими линейками, в числе которых I-7188, I-8000, WinCon-8000 и Adam. РС-совместимые контроллеры отличаются от классических ПЛК тем, что в них большинство функций, которые у ПЛК решаются на аппаратном уровне, могут выполняться с помощью программного обеспечения.

Возможность применения более дешевых, отработанных и быстрее развивающихся открытых архитектур на базе РС-совместимой платформы позволяет широко использовать такие решения для задач, где раньше применялись только обычные PLC. Неоспоримыми достоинствами данных контроллеров являются:

- невысокая цена аппаратных средств;

- использование открытых протоколов, которое позволяет интегрировать в одну систему устройства широкого спектра производителей;

- простота программирования и доступность широкого спектра программного обеспечения, что минимизирует затраты времени и средств на создание системы;

- простота интеграции с системами управления более высокого уровня, что позволяет упростить доступ к данным технологических процессов со стороны систем управления предприятием.

Серия PC-совместимых контроллеров I-7188 (рис. А2.6). Контроллеры этой серии представляют собой функционально законченные устройства, размещенные в компактных пластиковых корпусах. Модули ввода-вывода могут находиться на значительном расстоянии от контроллера, подключаясь к нему по интерфейсу RS-485.

Рисунок А2.6 – Внешний вид контроллеров I-7188

По существу I-7188 – это миниатюрные РС-совместимые компьютеры. В них установлен процессор АМD188 с частотой 40 МГц, 128…512 кбайт SRAM, электронный Flash-диск (аналог жесткого диска) объемом 256…512 кбайт, часы реального времени, порт Ethernet и последовательные порты. Модификации I-7188X позволяют устанавливать в корпус специальные мезонинные модули с цепями ввода-вывода сигналов. Такое решение позволяет в ряде случаев обходиться без внешних модулей ввода-вывода. В настоящее время I-7188 не имеет себе равных среди РС-совместимых контроллеров по соотношению цена/производительность.

Отличительными особенностями PC-совместимых контроллеров серии I-8000 (рис. А2.7) является единый конструктивный блок, улучшенные технические характеристики и более широкий диапазон рабочих температур.

Конструктивно контроллер серии I-8000 выполнен в виде отдельного блока содержащего центральный процессор, источник питания, панель управления, коммуникационные порты и от 4 до 8 слотов расширения.
Модули ввода-вывода устанавливаются непосредственно в корзину контроллера. Для расширения системы можно использовать специальные корзины расширения, подключаемые по шине RS-485, или отдельные модули ввода-вывода серии I-7000.

Рисунок А3.7 – Внешний вид контроллеров серии I-8000

Серия контроллеров WinCon-8000 (рис. А2.8) является дальнейшим развитием серии I-8000. Теперь это даже не контроллер, а полноценный компьютер. Он разработан на базе процессора Intel Strong ARM на 206 МГц, имеет встроенный видеоконтроллер с портом VGA, разъемы USB, PS/2 для манипулятора и клавиатуры, а также возможность подключения накопителей стандарта Compact Flash.

Рисунок А2.8 – Внешний вид контроллеров серии WinCon-8000

Все это дает возможность использовать этот контроллер как полноценный промышленный компьютер. В то же время, WinCon сохраняет аппаратную преемственность и полностью совместим со всеми модулями ввода-вывода серии I-8000. Операционная система реального времени Windows CE.NET позволяет программировать WinCon, используя Visual Basic .NET, Visual C#, Embedded Visual C++, а также современные SCADA-системы.

Серия контроллеров ADAM-5000 фирмы Advantech (рис. А2.9) представлена моделями ADAM-5510 и ADAM-5511. Эти PC-совместимые контроллеры открывают пользователям новые возможности интеграции систем верхнего и нижнего уровня. Поддержка широко распространенной шины MODBUS, возможность программировать контроллер в среде Trace Mode, поддержка GSM-модема – все эти достоинства позволяют повысить удобство работы с контроллерами, облегчить процесс разработки системы и сократить трудозатраты на ее создание.

Рисунок А2.9 – Внешний вид контроллеров серии ADAM-5000

C 1998 года фирма Moeller выпускает программируемые реле различных серий под общим названием EASY и MFD-Titan. Этот компактный прибор снабжен процессором, энергонезависимой памятью, встроенной системой программирования, миниатюрной жидкокристаллической панелью и несколькими кнопками для ввода программы и некоторых параметров в процессе работы. Устройство имеет дискретные и аналоговые входы и выходы, и различные функциональные программные блоки, такие как таймеры, счётчики, компараторы, часы реального времени и многие другие.

EASY400 – это простейшие приборы, имеющие 8 входов (2 из них могут быть аналоговыми), 4 транзисторных или релейных выхода.

EASY600 имеют 12 входов (2 из них могут быть аналоговыми), 8 транзисторных или 6 релейных выхода, а также возможность наращивания количества входных и выходных сигналов за счёт подключения модуля расширения, и возможность интеграции в системы управления при помощи подключаемых интерфейсных модулей сетей передачи данных PROFIBUS-DP, CANopen, DeviceNet, ASi.

EASY500, EASY700, являются достойной сменой хорошо зарекомендовавших себя EASY400, EASY600 с увеличенным в три раза объёмом памяти и с большим, в 2 раза, количеством функциональных блоков.

EASY800 имеют значительно большую функциональность, более производительный процессор и возможности объединения до 8 устройств в сеть на основе встроенных сетевых возможностей, обеспечивая общую протяжённость сети до 1 км.

Серия MFD-Titan имеет оригинальную концепцию — программируемое реле представляется в виде сборной конструкции из процессорного модуля, дисплейного модуля и модуля входных/выходных сигналов. Каждая разновидность модулей имеет несколько типов, так что конструкция имеет большое количество вариантов — на все случаи жизни. При этом эта серия может работать в той же сети с программируемыми реле серии EASY800. Дисплейный модуль имеет графический экран с изменяемой подсветкой фона и степень защиты IP65.

Программное обеспечение EASY-SOFT позволяет легко и просто выполнять конфигурацию системы, конструировать программы на простом языке релейно-контактных схем с использованием функциональных блоков, проводить отладку в режиме имитации и создавать алфавитно-цифровые и графические экраны для системы визуализации.

В 2004 г. в свет вышли серии EASY500 и EASY700, являющиеся достойной сменой хорошо зарекомендовавших себя EASY400, EASY600 с увеличенным в три раза объёмом памяти и в 2 раза большим количеством функциональных блоков. Эти программируемые реле могут также использовать в качестве терминала графический дисплей MFD с возможностью удаления до 5 м, что значительно расширяет область их применения.

Такая яркая гамма программируемых реле позволяет охватить широкий круг задач автоматизации, таких как:

- управление наружным и внутренним освещением в соответствии с различными заданными алгоритмами;

- регулирование температуры и вентиляции в жилых помещениях, на предприятиях, в теплицах и оранжереях;

- управление внешним и внутренним водоснабжением дома, фонтанами, аквариумами, насосными станциями;

- управление транспортерами и смесителями;

- управление аппаратурой на подвижной технике, на кранах, мусоровозах;

- обеспечение сигнализации и оповещения;

- управление агрегатными станками, производственными линиями и др.

Приложение А3