Leiterplattentechnisch - Diskussion über PCB CS Control System und seine Anwendung

1 Überprüfung der Entwicklung des Kontrollsystems

Im industriellen Produktionsprozess, Die SPS, die im 1969 herauskam, und die DCS, die im 1975 herauskam, sind möglicherweise die beiden einflussreichsten Computersteuerungssysteme. Das Aufkommen von SPS ersetzte Geräte wie Relais, und realisierte die Verriegelungssteuerung und Programmsteuerung der Schaltwerte; das Aufkommen von DCS ersetzten Instrumenten wie Displays und Regler, und realisierte die Indikation, Aufnahme und PID Loop Einstellung analoger Größen. Funktion. Ende der 1980er Jahre, mit der Entwicklung der Computertechnik, Kommunikationstechnik, integrierte Schaltungstechnik, und intelligente Sensorik, die Fieldbus Control System (FCS) changed the structure of the original Steuersystem and made the Steuerung system by An important step has been taken from closed to open. Mitte der 90er Jahre, PC-Based Control System (PCB CS) began to appear. Viele Wissenschaftler glaubten, dass es die vielversprechendste neue Technologie im Bereich der industriellen Automatisierung sein würde. Sie kombinierten PCB CS mit SPS, DCS, (or plus FCS) and called the three major (or four major) Steuerung systems of industrial production processes. Einige Leute sprachen sogar über "die meisten Leute denken, dass PC-Steuerung die traditionelle SPS oder DCS in den nächsten zehn Jahren allmählich ersetzen wird" in einem Artikel vor vier Jahren. Laut Experten von PHOENIX KONTAKT, Deutschland: Fast alle Beratungsorganisationen glauben, dass bis 2005, PC-basierte Steuerungssysteme werden mehr als 50% des Marktanteils ausmachen.

2 Struktur der Leiterplatte CS

Was ist Leiterplatte CS? Kombinieren Sie gehärtete PC-Hardware mit Steuerungssoftware, um Steuerungsfunktionen zu implementieren, die normalerweise von dedizierten SPS oder DCS ausgeführt werden, oder "verpacken" die Steuerfunktionen der SPS in Software und laufen in der PC-Umgebung.

Die PCB CS Steuersystem besteht hauptsächlich aus den folgenden drei Teilen: PC; I/O-Komponenten und deren Anschlüsse; Betriebssystemsoftware und Anwendungssoftware.

Der PC integriert die Bedienstation und Steuerstation in das vorherige SPS- und DCS-Steuersystem und hat mehrere Funktionen wie Umsetzungssteuerung, Kommunikation und Betriebsanzeige. Die schnelle Entwicklung der Computertechnologie ermöglicht es dem PC, eine wirklich offene Plattform bereitzustellen, so dass alle Funktionen des Systems auf der einheitlichen und offenen Plattform des PCs integriert sind, um Installationsraum zu reduzieren, Kabel zu sparen und komplexe Kommunikationsverbindungen zu vereinfachen. Das Internet oder das Intranet des Unternehmens kann wichtige Produktinformationen erhalten und die Optimierung des Produktionsprozesses realisieren. Aus Gründen der Zuverlässigkeit verwenden PCs in der Regel Industrie-PCs. Wir wissen, dass der PC, der in den frühen Tagen in der Steuerung erschien, nur die Funktion einer Mensch-Maschine-Schnittstelle Bedienstation hatte. Später wurde die Funktion allmählich erhöht. Der PC kann Funktionen wie Alarm, Berechnung, Report, Anbindung an die Datenbank und Anbindung an das Büronetzwerk ausführen. In der PCB CS Steuerung hat der PC eine weitere Steuerungsfunktion, die sogenannte PC-basierte Steuerung.

Die I/O-Komponenten sind ebenfalls vollständig offen und können eine Vielzahl von I/O-Hardware mehrerer Unternehmen unterstützen, einschließlich Remote-I/O- und I/O-Umspannstationen vieler SPS. Es kann auch mit Feldbus-Technologie kombiniert werden, um den PC über die Feldbus-Schnittstelle mit dem I/O-Gerät mit Feldbus zu verbinden. Da es sich bei diesen I/O-Komponenten um Geräte handelt, die im Langzeitbetrieb vor Ort getestet wurden, ist ihre Zuverlässigkeit zweifelsfrei. Es ist nur so, dass es keine bestimmte Reihe von I/O-Komponenten eines bestimmten Unternehmens wie die frühen SPS- und DCS-Steuerungssysteme verwenden muss, und Benutzer können ihre bevorzugten I/O-Komponenten auswählen.

Die obere Schicht ist offen für eine Vielzahl von Betriebssystemsoftware und Anwendungssoftware. Es gibt bereits eine Vielzahl von kommerziellen Betriebssystemsoftware und Anwendungssoftware, und Benutzer können auch ihre Lieblingssoftware wählen.

Aus den oben genannten drei Komponenten kann man sehen, dass die Offenheit des PCB CS-Systems umfassend ist, so dass seine aktuelle und zukünftige Entwicklungsgeschwindigkeit sehr schnell sein wird und es nie wie die vorherigen SPS- und DCS-Steuerungssysteme geschlossen wird. Aufgrund der langfristigen Entwicklungsverzögerung aufgrund seiner Einzigartigkeit und Spezifität wird es mit der Zeit voranschreiten und sich mit der Entwicklung von Computertechnologie, Kommunikationstechnologie, I/O-Komponentenfertigungstechnologie, Feldbustechnologie und Softwaretechnologie schnell verbessern.

3 Vorteile von PCB CS

Die Vorteile der Leiterplatte CS-Kontrollsystem kann als zusammengefasst werden: niedriger Preis; Einfacher Zugang zu verschiedenen Steuerungs- und Geschäftsanwendungen und Informationen; hervorragende Übertragbarkeit der Software auf neue Hardwareplattformen; Steuerung, Mensch-Maschine Schnittstelle und Programmierung Funktionen sind einfach zu integrieren; Einfache Integration der Prozesssteuerung, Logik-Steuerung, Chargensteuerung und Bewegungssteuerung in einem; Es ist nicht auf verschiedene proprietäre Steuerungssysteme angewiesen.

Zum Beispiel hat PC offensichtliche Vorteile in CPU, Speicher usw. Bei der Durchführung der Datenverarbeitung (wie analoger Betrieb), ist die Betriebsgeschwindigkeit des PCs normalerweise mehr als 10-mal die von SPS und DCS. Dies liegt daran, dass der PC in PC BCS Die Maschine mit der fortschrittlichsten PC-Produkttechnologie Schritt halten kann. Gleichzeitig kann das PCB CS-Steuersystem auch Investitionen in CPU, Stromversorgung, Rack, Schrank, Verdrahtung usw. sparen.

Der deutsche Wissenschaftler Dr. Eberhard Grotz glaubt, dass die sieben Trends der PC-basierten Automatisierungslösungen lauten: Immer mehr PCs werden in der Automatisierungstechnik eingesetzt; Mehr und mehr PC-spezifische Software, Menschen können PCs verwenden Programmierung und Betrieb sind wie auf einem programmierbaren Controller; Die Anwendung von Systemsoftware, die Echtzeit- und Steuerungsaufgaben am PC erledigen kann, wird immer umfangreicher; Die traditionelle PC-Programmierung hat die Produktion durch den Einsatz neuer Programmiertechniken stark gefördert. Fortschritte haben zur raschen Entwicklung der PC-basierten Automatisierungstechnik geführt; PC-basierte Automatisierungsstandards steigen. Internettechnologie gewinnt in der Automatisierungstechnik immer mehr an Bedeutung; Verteilte Systeme werden die Art und Weise der Automatisierungssteuerung verändern.

4 PCB CS Produkte

Major SPS-Hersteller, wie Siemens, ROCKWELL Automation, GE Fanuc, und Mitsubishi Electric haben ihre eigene Marke von Leiterplatte Produkte für CS-Steuersysteme. Das Merkmal ist, dass die Steuerung auf PC-Steuerung umgestellt wurde. Es kommuniziert untereinander über einen Steuerbus oder eine Kommunikationsschnittstelle. Die Originalfernbedienung I/O-Komponentenanschluss jeder Firma zeigt an, dass der SPS-Hersteller den technischen Weg von PCB CS control. Das Siemens Energy and Automation Group ISBU Center in Princeton, New Jersey, USA, Schwerpunkt PC-basierte Automatisierung. Der Controller in seiner PCB CS is SIMATIC WinAC (Windows Automation Center), Vollständig kompatibel mit SPS der SIMATIC S7 Serie. Vollständige SPS-Steuerungsfunktion, es ist I/O-Schnittstelle verwendet Kommunikationsmodul, um Profibus-DP anzuschließen, um SoftPLC-Steuerung zu realisieren.

In 1995 hat das TCS (Tailored Control System, Flexible Control System) System, das von Wayson Industrial Company vorgeschlagen wird, sieben Strukturtypen, von denen einer ist, einen PC zu verwenden, um das I/O-Modul direkt an die Szene zu bringen, das verwendet wird, um auf dem PC laufen zu lassen. Der interne Soft Logic Controller ersetzt den Controller, der für Gelegenheiten mit mehr Erfassungspunkten, aber weniger Kontrolle verwendet wird.

Die American Entity Company (gegründet durch die Fusion von Think,Do und Steeplechase) verwendet ein eingebettetes Betriebssystem, Fenster CE, um mit Hardwareherstellern zusammenzuarbeiten, um ein neues PCB-CS-Produkt zu lancieren – WinPLC, ein kleiner PC, der auf dem I/O-Substrat montiert ist. Der Computer, einschließlich des erstarrten Windows CE-Betriebssystems und der Laufzeitumgebung der Think,Do-Anwendungssoftware, Sie können Think-Software-Programme ausführen, die von gewöhnlichen PCs entwickelt wurden, um die Steuerung von I/O-Modulen auf demselben Substrat zu realisieren. Das WinPLC-System kann unabhängig vom Entwicklungs-PC laufen und eignet sich für kleine Steuerungssysteme, die keine Überwachungsbildschirme benötigen; Wenn das System Monitorbildschirme benötigt, kann ein Computer, der mit Think-Think-Software ausgestattet ist, auch über Ethernet Connect mit dem WinPLC-System verbunden werden. Verwenden Sie den Computer als obere Bedienstation. Laut einigen Experten haben herkömmliche SPS harte Echtzeiteigenschaften, die den I/O-Scanzyklus und die Unterbrechungsreaktion garantieren können. Das vom PC verwendete Betriebssystem Windows NT/2000 ist kein Echtzeitsystem und kann die Interrupt-Reaktionszeit oder den Task-Ausführungszyklus nicht garantieren. Gewissheit. Das Aufkommen von Windows CE 3.0 macht PC-basierte Steuerung in Bezug auf die Echtzeitleistung weiter, sogar übertrifft jede SPS und gewährleistet genaue Lese- und Schreibzyklen sowie Programmzyklen.

Einige Hersteller, die hauptsächlich I/O-Komponenten herstellen, haben sich ebenfalls der Förderung von PCB CS-Produkten angeschlossen. So können die I/O-Produkte der deutschen Firma Beckhoff mit verschiedenen Feldbussen wie PROFIBUS, INTERBUS, KANN und ControlNet ausgestattet werden. DeviceNet, etc., seine PCB CS Produkte bestehen aus Feldbussystem mit I/O Schnittstelle, Windows NT/2000 Betriebssystem, Beckhoff TwinCAT Steuerungssoftware und Industrie-PC. PHOENIX CONTACT, Deutschland, ist der erste, der seit 1995 ein PC-basiertes Bedienfeld vorgeschlagen und entwickelt hat, und nimmt die Programmiersprache des internationalen PLC-Standards IEC61131-3 an, um einen kompletten Satz von Steuerungssoftware basierend auf PC-Technologie zu entwickeln. PC-WorX.. Dieser Satz von Software kombiniert organisch Feldbus-Management-Software, SPS-Steuerungssoftware und Überwachungssoftware-Schnittstelle OPC und kann direkt mit intelligenten Bus-Modulen über INTERBUS oder ETHERNET kommunizieren.

Der ADAM-5510/P31-Produkt, das Advantech im Mai 1999 auf den Markt brachte, verwendet das Softwarepaket Paradym-31, die drei Sprachen enthält: sequentielle Funktionsdiagramme, ladder diagrams and function block diagrams specified in das IEC1131-3 standard. PCB CS Produkte launched early.

Das FOCS-System von Beijing Hollysys besteht derzeit aus zwei Strukturen: lokaler Typ und kompakter Typ. Das lokale System besteht aus I/O-Modulen mit Feldbus, Hauptcontroller und Bedienstation, und das kompakte System besteht aus I/O-Modulen mit Feldbus und Steuerstation. Die Steuerstation hier ist ein PC, der die Funktionen der lokalen Systemhauptsteuerung und der Betriebsstation vervollständigt, wie Überwachung, Betrieb, Steuerung, Vernetzung, Konfigurationsprogrammierung usw. Es kann gesehen werden, dass das kompakte System von FOCS ein PCB-CS-Steuersystem ist. Aufgrund des ersten Einsatzes dieser Technologie positionieren Hersteller das System derzeit als kostengünstiges Datenerfassungssystem und als Steuerung mit weniger Verstellschleifen. Sowohl Netzteil als auch I/O Module können redundant konfiguriert werden. Tatsächlich kann das FOCS Kompaktsystem auch in Situationen mit hohen Zuverlässigkeitsanforderungen eingesetzt werden.