Nitootọ ọpọlọpọ ninu rẹ mọ tabi paapaa ti rii bii awọn ohun elo adaṣe nla ti wa ni iṣakoso, fun apẹẹrẹ, ile-iṣẹ agbara iparun tabi ile-iṣẹ kan pẹlu ọpọlọpọ awọn laini iṣelọpọ: iṣe akọkọ nigbagbogbo waye ni yara nla kan, pẹlu opo awọn iboju, awọn gilobu ina. ati awọn isakoṣo latọna jijin. eka iṣakoso yii nigbagbogbo ni a pe ni yara iṣakoso akọkọ - nronu iṣakoso akọkọ fun ibojuwo ohun elo iṣelọpọ.
Nitootọ o n iyalẹnu bawo ni gbogbo rẹ ṣe n ṣiṣẹ ni awọn ofin ti ohun elo ati sọfitiwia, bawo ni awọn eto wọnyi ṣe yatọ si awọn kọnputa ti ara ẹni deede. Ninu àpilẹkọ yii, a yoo wo bii ọpọlọpọ awọn data ṣe de yara iṣakoso akọkọ, bawo ni a ṣe fi awọn aṣẹ ranṣẹ si ohun elo, ati ohun ti a nilo ni gbogbogbo lati ṣakoso ibudo konpireso, ọgbin iṣelọpọ propane, laini apejọ ọkọ ayọkẹlẹ, tabi paapaa koto fifa ọgbin.
Ipele ti o kere julọ tabi ọkọ ayọkẹlẹ aaye ni ibi ti gbogbo rẹ bẹrẹ
Eto awọn ọrọ yii, koyewa si aimọ, ni a lo nigbati o jẹ dandan lati ṣapejuwe awọn ọna ibaraẹnisọrọ laarin awọn oludari microcontrollers ati ohun elo abẹlẹ, fun apẹẹrẹ, awọn modulu I/O tabi awọn ẹrọ wiwọn. Ni igbagbogbo ikanni ibaraẹnisọrọ yii ni a pe ni “ọkọ ayọkẹlẹ aaye” nitori pe o jẹ iduro fun gbigbe data ti o wa lati “aaye” si oludari.
“Field” jẹ ọrọ alamọdaju ti o jinlẹ ti o tọka si otitọ pe diẹ ninu awọn ohun elo (fun apẹẹrẹ, awọn sensọ tabi awọn oṣere) pẹlu eyiti oludari n ṣe ajọṣepọ wa ni ibikan ti o jinna, ti o jinna, ni opopona, ni awọn aaye, labẹ ideri alẹ. . Ati pe ko ṣe pataki pe sensọ le wa ni idaji mita lati oludari ati wiwọn, sọ, iwọn otutu ninu minisita adaṣe, o tun gba pe o wa “ni aaye.” Ni ọpọlọpọ igba, awọn ifihan agbara lati awọn sensosi ti o de ni awọn modulu I/O tun n rin irin-ajo awọn ijinna lati mewa si awọn ọgọọgọrun awọn mita (ati nigbakan diẹ sii), gbigba alaye lati awọn aaye jijin tabi ẹrọ. Lootọ, iyẹn ni idi ti ọkọ akero paṣipaarọ, nipasẹ eyiti oludari gba awọn iye lati awọn sensọ kanna, nigbagbogbo ni a pe ni ọkọ akero aaye tabi, ti o kere julọ, ọkọ akero ipele kekere tabi ọkọ akero ile-iṣẹ kan.
Eto gbogbogbo ti adaṣe ti ile-iṣẹ ile-iṣẹ kan
Nitorinaa, ifihan itanna lati sensọ n rin irin-ajo kan ni ijinna kan pẹlu awọn laini okun (nigbagbogbo pẹlu okun Ejò deede pẹlu nọmba kan ti awọn ohun kohun), eyiti awọn sensosi pupọ ti sopọ. Awọn ifihan agbara ki o si tẹ awọn processing module (input / o wu module), ibi ti o ti wa ni iyipada sinu kan oni ede understandable to oludari. Nigbamii ti, ifihan agbara yii nipasẹ ọkọ akero aaye lọ taara si oludari, nibiti o ti ni ilọsiwaju nipari. Da lori iru awọn ifihan agbara, awọn ọna kannaa ti awọn microcontroller ara ti wa ni itumọ ti.
Ipele oke: lati ọṣọ kan si gbogbo ibi iṣẹ
Ipele oke ni a pe ni ohun gbogbo ti o le fi ọwọ kan nipasẹ oniṣẹ eniyan lasan ti o ṣakoso ilana imọ-ẹrọ. Ni ọran ti o rọrun julọ, ipele oke jẹ ṣeto awọn imọlẹ ati awọn bọtini. Awọn gilobu ina ṣe afihan oniṣẹ nipa awọn iṣẹlẹ kan ti o waye ninu eto, awọn bọtini ni a lo lati fun awọn aṣẹ si oludari. Eto yii nigbagbogbo ni a pe ni “igi-ọṣọ” tabi “igi Keresimesi” nitori pe o jọra (bi o ti le rii lati fọto ni ibẹrẹ nkan naa).
Ti oniṣẹ ba ni anfani diẹ sii, lẹhinna bi ipele ti o ga julọ yoo gba igbimọ oniṣẹ ẹrọ - iru kọmputa ti o wa ni alapin ti o wa ni ọna kan tabi omiiran gba data fun ifihan lati ọdọ oluṣakoso ati fi han loju iboju. Iru igbimọ yii ni a maa n gbe sori minisita adaṣe funrararẹ, nitorinaa o nigbagbogbo ni lati ṣe ajọṣepọ pẹlu rẹ lakoko ti o duro, eyiti o fa airọrun, pẹlu didara ati iwọn ti aworan lori awọn panẹli ọna kika kekere fi silẹ pupọ lati fẹ.
Ati nikẹhin, ifamọra ti ilawo ti a ko tii ri tẹlẹ - ibi iṣẹ kan (tabi paapaa awọn ẹda-iwe pupọ), eyiti o jẹ kọnputa ti ara ẹni lasan.
Ohun elo ipele-oke gbọdọ ṣe ajọṣepọ ni diẹ ninu awọn ọna pẹlu microcontroller (bibẹẹkọ kilode ti o nilo?). Fun iru ibaraenisepo, awọn ilana ipele oke ati alabọde gbigbe kan ni a lo, fun apẹẹrẹ, Ethernet tabi UART. Ni ọran ti “igi Keresimesi”, iru awọn ijuwe bẹ, nitorinaa, ko ṣe pataki; awọn gilobu ina ti tan ni lilo awọn laini ti ara lasan, ko si awọn atọkun fafa tabi awọn ilana nibẹ.
Ni gbogbogbo, ipele oke yii ko ni iyanilenu ju ọkọ akero aaye lọ, nitori ipele oke yii le ma wa rara (ko si nkankan fun oniṣẹ lati wo lati inu jara; oludari funrararẹ yoo rii ohun ti o nilo lati ṣe ati bii ).
Awọn ilana gbigbe data “Atijọ”: Modbus ati HART
Diẹ eniyan mọ, ṣugbọn ni ọjọ keje ti ẹda aiye, Ọlọrun ko sinmi, ṣugbọn o ṣẹda Modbus. Paapọ pẹlu ilana HART, Modbus jẹ boya ilana gbigbe data ile-iṣẹ atijọ julọ; o farahan pada ni ọdun 1979.
Ni wiwo ni tẹlentẹle ti wa lakoko lo bi awọn kan gbigbe alabọde, ki o si Modbus ti a muse lori TCP/IP. Eyi jẹ ilana amuṣiṣẹpọ titunto si-ẹrú (ẹrú agba) ti o nlo ilana-idahun ibeere. Ilana naa jẹ ohun ti o lewu ati o lọra, iyara paṣipaarọ da lori awọn abuda ti olugba ati atagba, ṣugbọn nigbagbogbo kika naa fẹrẹ to awọn ọgọọgọrun milliseconds, ni pataki nigbati imuse nipasẹ wiwo ni tẹlentẹle.
Pẹlupẹlu, iforukọsilẹ gbigbe data Modbus jẹ 16-bit, eyiti o fa awọn ihamọ lẹsẹkẹsẹ lori gbigbe awọn iru gidi ati ilọpo meji. Wọn ti tan kaakiri boya ni awọn apakan tabi pẹlu isonu ti deede. Botilẹjẹpe Modbus tun jẹ lilo pupọ ni awọn ọran nibiti awọn iyara ibaraẹnisọrọ giga ko nilo ati isonu ti data ti o tan kaakiri ko ṣe pataki. Ọpọlọpọ awọn aṣelọpọ ti awọn ẹrọ oriṣiriṣi fẹran lati faagun ilana Modbus ni iyasọtọ tiwọn ati ọna atilẹba pupọ, fifi awọn iṣẹ ti kii ṣe boṣewa kun. Nitorinaa, ilana yii ni ọpọlọpọ awọn iyipada ati awọn iyapa lati iwuwasi, ṣugbọn tun ngbe ni aṣeyọri ni agbaye ode oni.
Ilana HART tun ti wa ni ayika lati awọn ọgọrin ọdun, o jẹ ilana awọn ibaraẹnisọrọ ti ile-iṣẹ lori laini laini oni-waya lọwọlọwọ ti o sopọ taara awọn sensọ 4-20 mA ati awọn ẹrọ miiran ti HART.
Lati yipada awọn laini HART, awọn ẹrọ pataki, ti a pe ni awọn modems HART, ni a lo. Awọn oluyipada tun wa ti o pese olumulo pẹlu, sọ, Ilana Modbus ni iṣelọpọ.
HART jẹ ohun akiyesi fun otitọ pe ni afikun si awọn ifihan agbara afọwọṣe ti awọn sensọ 4-20 mA, ifihan agbara oni-nọmba ti ilana funrararẹ tun gbejade ninu Circuit, eyi ngbanilaaye lati sopọ oni-nọmba ati awọn ẹya afọwọṣe ni laini okun kan. Awọn modems HART ode oni le sopọ si ibudo USB ti oludari, ti a ti sopọ nipasẹ Bluetooth, tabi ọna ti atijọ nipasẹ ibudo ni tẹlentẹle. Ni ọdun mejila sẹhin, nipasẹ afiwe pẹlu Wi-Fi, boṣewa alailowaya WirelessHART, ti n ṣiṣẹ ni ibiti ISM, han.
Keji iran ti Ilana tabi ko oyimbo ise akero ISA, PCI (e) ati VME
Awọn ilana Modbus ati HART ti rọpo nipasẹ awọn ọkọ akero ile-iṣẹ kii ṣe pupọ, bii ISA (MicroPC, PC/104) tabi PCI/PCIe (CompactPCI, CompactPCI Serial, StacPC), ati VME.
Akoko ti awọn kọnputa ti de ti o ni ọkọ akero data agbaye ni ọwọ wọn, nibiti ọpọlọpọ awọn igbimọ (awọn modulu) le ti sopọ lati ṣe ilana ifihan kan ti iṣọkan kan. Bi ofin, ninu apere yi, awọn isise module (kọmputa) ti wa ni fi sii sinu awọn ti a npe ni fireemu, eyi ti o idaniloju ibaraenisepo nipasẹ awọn bosi pẹlu awọn ẹrọ miiran. Fireemu, tabi, gẹgẹbi awọn amoye adaṣe otitọ fẹ lati pe, “crate,” ti wa ni afikun pẹlu awọn igbimọ igbewọle ti o wulo: afọwọṣe, ọtọtọ, wiwo, ati bẹbẹ lọ, tabi gbogbo eyi ni a fi papọ ni irisi ounjẹ ipanu kan laisi a fireemu - ọkan ọkọ lori oke ti awọn miiran. Lẹhin ti o, yi orisirisi lori bosi (ISA, PCI, ati be be lo) pasipaaro data pẹlu awọn isise module, eyi ti bayi gba alaye lati awọn sensosi ati ki o se diẹ ninu awọn kannaa.
Adarí ati ki o Mo / Eyin modulu ni a PXI fireemu on a PCI akero. Orisun:
Ohun gbogbo yoo dara pẹlu awọn ISA, PCI (e) ati awọn ọkọ akero VME, paapaa fun awọn akoko yẹn: iyara paṣipaarọ kii ṣe itiniloju, ati awọn paati eto wa ni fireemu kan, iwapọ ati irọrun, o le ma gbona-swappable. Awọn kaadi I/O, ṣugbọn Emi ko fẹ gaan sibẹsibẹ.
Sugbon eṣinṣin kan wa ninu ikunra, ati diẹ sii ju ọkan lọ. O jẹ ohun ti o ṣoro pupọ lati kọ eto pinpin ni iru atunto kan, ọkọ akero paṣipaarọ jẹ agbegbe, o nilo lati wa pẹlu nkan lati ṣe paṣipaarọ data pẹlu awọn ẹrú miiran tabi awọn apa ẹlẹgbẹ, Modbus kanna lori TCP/IP tabi ilana miiran, ni gbogboogbo, nibẹ ni o wa ko to conveniences. O dara, keji kii ṣe ohun ti o dun pupọ: Awọn igbimọ I / O nigbagbogbo n reti diẹ ninu iru ifihan agbara iṣọkan bi titẹ sii, ati pe wọn ko ni ipinya galvanic lati awọn ohun elo aaye, nitorinaa o nilo lati ṣe odi kan ti ọpọlọpọ awọn modulu iyipada ati awọn iyipo agbedemeji, eyi ti gidigidi complicates ipilẹ ano.
Awọn modulu iyipada ifihan agbara agbedemeji pẹlu ipinya galvanic. Orisun:
"Kini nipa ilana ọkọ akero ile-iṣẹ?” - o beere. Ko si nkankan. Ko si ninu imuse yii. Nipasẹ awọn laini okun, ifihan agbara n rin lati awọn sensọ si awọn oluyipada ifihan agbara, awọn oluyipada n pese foliteji si igbimọ I / O ọtọtọ tabi afọwọṣe, ati data lati inu igbimọ naa ti ka tẹlẹ nipasẹ awọn ebute I / O nipa lilo OS. Ati pe ko si awọn ilana pataki.
Bawo ni awọn ọkọ akero ile-iṣẹ igbalode ati awọn ilana ṣiṣẹ
Kini bayi? Titi di oni, imọran kilasika ti kikọ awọn ọna ṣiṣe adaṣe ti yipada diẹ. Ọpọlọpọ awọn ifosiwewe ṣe ipa kan, bẹrẹ pẹlu otitọ pe adaṣe yẹ ki o tun rọrun, ati ipari pẹlu aṣa si awọn ọna ṣiṣe adaṣe pinpin pẹlu awọn apa jijin lati ara wọn.
Boya a le sọ pe awọn imọran akọkọ meji wa fun kikọ awọn ọna ṣiṣe adaṣe loni: agbegbe ati awọn eto adaṣe pinpin.
Ninu ọran ti awọn eto agbegbe, nibiti ikojọpọ data ati iṣakoso ti wa ni aarin ni ipo kan pato, ero ti eto kan ti awọn igbewọle / awọn modulu igbejade ti o ni asopọ nipasẹ ọkọ akero iyara ti o wọpọ, pẹlu oludari pẹlu ilana paṣipaarọ tirẹ, wa ni ibeere. Ni ọran yii, gẹgẹbi ofin, awọn modulu I / O pẹlu mejeeji oluyipada ifihan agbara ati ipinya galvanic (botilẹjẹpe, dajudaju, kii ṣe nigbagbogbo). Iyẹn ni, o to fun olumulo ipari lati ni oye kini iru awọn sensosi ati awọn ọna ṣiṣe yoo wa ninu eto adaṣe, ka nọmba awọn ohun elo titẹ sii / igbejade ti a beere fun awọn iru awọn ami ifihan ati so wọn pọ si laini ti o wọpọ pẹlu oludari. . Ni ọran yii, gẹgẹbi ofin, olupese kọọkan nlo ilana paṣipaarọ ayanfẹ rẹ laarin awọn modulu I / O ati oludari, ati pe ọpọlọpọ awọn aṣayan le wa nibi.
Ninu ọran ti awọn ọna ṣiṣe ti a pin, ohun gbogbo ti a sọ ni ibatan si awọn eto agbegbe jẹ otitọ, ni afikun, o ṣe pataki pe awọn paati kọọkan, fun apẹẹrẹ, ṣeto awọn modulu igbewọle-jade pẹlu ẹrọ kan fun gbigba ati gbigbe alaye - kii ṣe microcontroller ti o ni oye pupọ ti o duro ni ibikan ninu agọ kan ni aaye, lẹgbẹẹ àtọwọdá ti o pa epo naa - le ṣe ajọṣepọ pẹlu awọn apa kanna ati pẹlu oludari akọkọ ni ijinna nla pẹlu oṣuwọn paṣipaarọ to munadoko.
Bawo ni awọn olupilẹṣẹ ṣe yan ilana fun iṣẹ akanṣe wọn? Gbogbo awọn ilana paṣipaarọ ode oni pese iṣẹ ṣiṣe giga, nitorinaa yiyan ti ọkan tabi olupese miiran nigbagbogbo kii ṣe ipinnu nipasẹ oṣuwọn paṣipaarọ lori ọkọ akero ile-iṣẹ pupọ yii. Imuse ti ilana funrararẹ ko ṣe pataki pupọ, nitori, lati oju wiwo ti olupilẹṣẹ eto, yoo tun jẹ apoti dudu ti o pese eto paṣipaarọ inu kan ati pe ko ṣe apẹrẹ fun kikọlu ita. Ni ọpọlọpọ igba, akiyesi si awọn abuda ti o wulo: iṣẹ ṣiṣe ti kọnputa, irọrun ti lilo imọran olupese si iṣẹ-ṣiṣe ti o wa ni ọwọ, wiwa ti awọn iru ti a beere ti awọn modulu I / O, agbara si awọn modulu gbona-swappable laisi fifọ. akero, ati be be lo.
Awọn olupese ohun elo ti o gbajumọ nfunni ni awọn imuse tiwọn ti awọn ilana ile-iṣẹ: fun apẹẹrẹ, ile-iṣẹ olokiki Siemens ti n dagbasoke lẹsẹsẹ ti Profinet ati awọn ilana Profibus, B&R n ṣe agbekalẹ ilana Ilana Powerlink, Rockwell Automation n ṣe agbekalẹ ilana EtherNet/IP. Ojutu inu ile ni atokọ ti awọn apẹẹrẹ: ẹya ti Ilana FBUS lati ile-iṣẹ Russia Fastwel.
Awọn solusan agbaye diẹ sii tun wa ti ko ni asopọ si olupese kan pato, gẹgẹbi EtherCAT ati CAN. A yoo ṣe itupalẹ awọn ilana wọnyi ni awọn alaye ni ilọsiwaju ti nkan naa ati ṣe akiyesi iru ninu wọn ni o dara julọ fun awọn ohun elo kan pato: ọkọ ayọkẹlẹ ati awọn ile-iṣẹ afẹfẹ, iṣelọpọ ẹrọ itanna, awọn eto ipo ati awọn roboti. Duro ni ifọwọkan!
orisun: www.habr.com