Řídicí systémy
PLC IPC Regulátory

Řídicí počítače

Jedná se o počítače umožňující nasazení v obtížných podmínkách, doplněný V/V jednotkami styku s prostředím umožňujícími připojení řízené technologie, vybavené rozhraním pro sériovou komunikaci s dalšími řídicími systémy, PC s dispečerskými a vizualizačními SCADA/HMI software, panely operátora, inteligentními snímači atd.

IMC

30. Průmyslový počítač


Požadované vlastnosti řídicího počítače
  • spolehlivost (MTBF – Mean Time Between Failuers) řádově desítky až stovky tisíc hodin
  • práce v reálném čase – během T se snímají vstupní signály, provádí se výpočty a s minimální prodlevou se obsluhují výstupy
  • široký sortiment jednotek styku s prostředím (V/V karty, moduly)
  • komunikační kanály a komunikační služby (začlenění do distribuovaného řídicího systému)

  • multiprocesorový systém – systém řídicího počítače je často osazen několika mikroprocesory, většina V/V karet obsahuje vlastní mikrořadiče
  • prioritní přerušovací systém – usnadňuje obsluhu periferních zařízení, šetří čas μP
  • elektromagnetická kompatibilita (EMC) – systém musí být odolný vůči elektromagnetickým polím, sám nesmí být zdrojem růšení
  • odolnost vůči ztíženým provozním podmínkám

Struktura řídicího počítače
31. Struktura řídicího počítače

Programové vybavení řídicích počítačů
V současné době se prostředky automatizační techniky díky spolehlivějším a výkonnějším počítačům stále více posouvají do oblasti software.
  1. Operační systém
    2. Základním programovým vybavením každého řídícího počítače je operační systém, řídicí všechny činnosti počítače. Operační systém řídicího počítače, který je využit k přímému řízení procesů musí umožňovat práci v „reálném čase“.
    Jiné Možné varianty operačních systému:
    • OS/2
    • UNIX
    • FENIX
    • Microsoft

  2. Programy pro vývoj aplikací
    3. Jedná se o vývojová prostředí, která umožňují vytvářet aplikační programy pro řídicí počítače, PLC a další technické prostředky. Programy se tvoří nejčastěji objektovým programováním, využívají se již předem připravené bloky, kterým se definují parametry.

  3. Komunikační a linkovací programy
    4. Mají za úkol zajistit komunikaci a propojení mezi členy distribuovaného řídicího systému.

  4. Dispečerské a monitorovací programy SCADA/HMI
    5. Jsou grafické, uživatelsky orientované programy, umožňující tvorbu operátorských a dispečerských pracovišť s možností monitorování, kontroly chodu a řízení TP.

  5. Servisní a diagnostické programy

  6. Standardní uživatelské programy


Spojení řídicího počítače s technologickým procesem
Základní odlišnosti mezi PC a IPC je jak už bylo zmíněno je odolnost vůči zhoršeným provozním podmínkám, ale převážně pak ve I/O jednotkách umožňující připojení řízené technologie. Výrobci nabízejí širokou škálu I/O jednotek pracujících s binárními, či analogovými signály.
Řídicí počítač prostřednictvím svých vstupních obvodů načítá stavové proměnné řízeného procesu a pomocí výstupních obvodů ovládá podle vhodného algoritmu akční členy.

Vstupní signály
Nejčastějšími signály přiváděnými z technologického procesu do vstupních jednotek styku s prostředím jsou:
  • Analogový signál
  • Frekvenčně modulovaný impulzový signál
  • Číslicová signál
Analogový signál
Podává nejdokonalejší informaci o průběhu měřené fyzikální veličiny. Signál je měřen pomocí vhodného snímače, převodníkem upraven na elektrické napětí nebo proud a ve vstupní jednotce se vzorkuje a převádí na digitální podobu.
Frekvenčně modulovaný impulzový signál
Informaci o snímané fyzikální veličině nese frekvence impulzů přiváděných do vstupních obvodů IPS. Zdrojem signálu je například turbínový průtokoměr, impulzní elektroměr, inkrementální impulzní fotoelektrický snímač polohy (encodér). Součástí vstupních vyhodnocovacích obvodů je čítač, počítající vstupní pulzy. Jeho stav je v určitých časových okamžicích přenášen do CPU, kde je zpracován.
Číslicový signál
Zdrojem číslicového signálu jsou inteligentní snímače, které jsou osazené A/D převodníkem a poskytují informaci přímo v číslicové formě (nejčastěji binární kód). Snímače často předávají data po sériové komunikační lince – jako vstupní obvody pak slouží jednotka pro sériovou komunikaci.

Další informace naleznete v literatuře [24].