PCB Tecnico - Discussione sul sistema di controllo PCB CS e la sua applicazione

1 Revisione dello sviluppo del sistema di controllo

Nel processo di produzione industriale, il PLC uscito nel 1969 e il DCS uscito nel 1975 possono essere i due sistemi di controllo computerizzato più influenti. L'avvento dello SpA ha sostituito i dispositivi come i relè e realizzato il controllo di interblocco e il controllo di programma dei valori di commutazione; L'avvento del DCS ha sostituito strumenti come display e regolatori, e ha realizzato l'indicazione, la registrazione e la regolazione del loop PID delle grandezze analogiche. Funzione. Alla fine degli anni '80, con lo sviluppo della tecnologia informatica, della tecnologia di comunicazione, della tecnologia dei circuiti integrati e della tecnologia dei sensori intelligenti, il Fieldbus Control System (FCS) ha cambiato la struttura del sistema di controllo originale e ha reso il sistema di controllo di un passo importante è stato fatto da chiuso a aperto. A metà degli anni '90, il PC-Based Control System (PCB CS) ha iniziato ad apparire. Molti studiosi credevano che sarebbe stata la nuova tecnologia più promettente nel campo dell'automazione industriale. Combinarono PCB CS con PLC, DCS, (o più FCS) e chiamarono i tre principali (o quattro principali) sistemi di controllo dei processi di produzione industriale. Alcune persone hanno persino parlato di "la maggior parte delle persone pensa che il controllo PC sostituirà gradualmente PLC o DCS tradizionali nei prossimi dieci anni" in un articolo quattro anni fa. Secondo gli esperti di PHOENIX CONTACT, Germania: Quasi tutte le organizzazioni di consulenza ritengono che entro il 2005 i sistemi di controllo basati su PC rappresenteranno più del 50% della quota di mercato.

2 Struttura del PCB CS

Che cos'è la scheda PCB CS? Combinare hardware PC temprato con software di controllo per implementare funzioni di controllo solitamente eseguite da PLC o DCS dedicati, o "impacchettare" le funzioni di controllo di PLC nel software ed eseguire nell'ambiente PC.

Il sistema di controllo PCB CS è composto principalmente dalle seguenti tre parti: PC; componenti I/O e loro connettori; software di sistema operativo e software di applicazione.

Il PC integra la stazione operativa e la stazione di controllo nel precedente sistema di controllo dello SpA e del DCS ed ha molteplici funzioni come controllo dell'implementazione, comunicazione e visualizzazione dell'operazione. Il rapido sviluppo della tecnologia informatica consente al PC di fornire una piattaforma veramente aperta, in modo che tutte le funzioni del sistema siano integrate sulla piattaforma unificata e aperta del PC per ridurre lo spazio di installazione, risparmiare cavi e semplificare complesse connessioni di comunicazione. Internet o intranet dell'azienda possono ottenere importanti informazioni di produzione e realizzare l'ottimizzazione del processo produttivo. Per motivi di affidabilità, i PC utilizzano solitamente PC industriali. Sappiamo che il PC che appariva nel sistema di controllo nei primi giorni aveva solo la funzione di una stazione operativa di interfaccia uomo-macchina. In seguito, la funzione è stata gradualmente aumentata. Il PC può completare funzioni come allarme, calcolo, report, connessione al database e connessione alla rete dell'ufficio. Nel sistema di controllo PCB CS, il PC ha un'altra funzione di controllo, il cosiddetto controllo basato su PC.

Anche i componenti I/O sono completamente aperti e possono supportare una varietà di hardware I/O di più aziende, incluse sottostazioni I/O e I/O remote di molti PLC. Può anche essere combinato con la tecnologia bus di campo per collegare il PC al dispositivo I/O con bus di campo attraverso l'interfaccia bus di campo. Poiché questi componenti I/O sono tutte apparecchiature che sono state testate nel funzionamento a lungo termine in loco, la loro affidabilità è senza dubbio. È solo che non ha bisogno di utilizzare una certa serie di componenti I/O di una certa azienda come i primi sistemi di controllo PLC e DCS, e gli utenti possono scegliere i loro componenti I/O preferiti.

Lo strato superiore è aperto a una varietà di software del sistema operativo e software di applicazione. Ci sono già una varietà di software di sistema operativo commerciale e software di applicazione, e gli utenti possono anche scegliere il loro software preferito.

Dai tre componenti di cui sopra, si può vedere che l'apertura del sistema PCB CS è completa, quindi la sua velocità di sviluppo attuale e futura sarà molto veloce e non sarà mai chiusa come i precedenti sistemi di controllo PLC e DCS. A causa del ritardo di sviluppo a lungo termine dovuto alla sua unicità e specificità, avanzerà con i tempi e migliorerà rapidamente con lo sviluppo della tecnologia informatica, della tecnologia di comunicazione, della tecnologia di produzione di componenti I / O, della tecnologia bus di campo e della tecnologia software.

3 Vantaggi del PCB CS

I vantaggi del sistema di controllo CS della scheda PCB possono essere riassunti come: prezzo basso; facile accesso a varie applicazioni e informazioni di controllo e business; ottima portabilità del software su nuove piattaforme hardware; Controllo, interfaccia uomo-macchina e programmazione Le funzioni sono facili da integrare; è facile integrare il controllo di processo, il controllo logico, il controllo batch e il controllo del movimento in uno; non si basa su vari sistemi di controllo proprietari.

Ad esempio, il PC ha evidenti vantaggi in CPU, memoria, ecc Quando si esegue l'elaborazione dei dati (come l'operazione analogica), la velocità di funzionamento del PC è solitamente più di 10 volte quella di PLC e DCS. Questo perché il PC in PC BCS La macchina può tenere il passo con la più avanzata tecnologia di prodotto PC. Allo stesso tempo, il sistema di controllo PCB CS può anche risparmiare investimenti in CPU, alimentazione elettrica, rack, gabinetto, cablaggio, ecc.

Lo studioso tedesco Dr. Eberhard Grotz ritiene che le sette tendenze delle soluzioni di controllo dell'automazione basate su PC siano: sempre più PC sono utilizzati nella tecnologia di controllo dell'automazione; sempre più software specifico per PC, le persone possono utilizzare PC Programmazione e funzionamento sono come su un controller programmabile; l'applicazione di software di sistema in grado di completare in tempo reale e controllare le attività su un PC sta diventando sempre più estesa; La tradizionale programmazione PC ha fortemente promosso la produzione utilizzando nuove tecniche di programmazione. I progressi hanno portato al rapido sviluppo della tecnologia di controllo dell'automazione basata su PC; Aumentano gli standard di automazione basati su PC; La tecnologia Internet sta diventando sempre più importante nella tecnologia di controllo dell'automazione; I sistemi distribuiti cambieranno il modo di controllo dell'automazione.

4 prodotti PCB CS

I principali produttori di PLC, come Siemens, ROCKWELL automazione, GE Fanuc e Mitsubishi Electric hanno lanciato il loro marchio di prodotti del sistema di controllo CS della scheda PCB. La caratteristica è che il controller è stato cambiato in controllo PC. Comunica tra loro attraverso un bus di controllo o un'interfaccia di comunicazione. Il collegamento remoto originale del componente I/O di ogni azienda indica che il produttore PLC ha accettato il percorso tecnico del controllo PCB CS. Il Siemens Energy and Automation Group ISBU Center di Princeton, New Jersey, USA, si concentra sull'automazione basata su PC. Il controller nel suo PCB CS è SIMATIC WinAC (Windows Automation Center), completamente compatibile con i PLC della serie S7 SIMATIC. Funzione completa di controllo PLC, la sua interfaccia I/O utilizza il modulo di comunicazione per collegare Profibus-DP per realizzare il controllo SoftPLC.

Nel 1995, il sistema TCS (Tailored Control System, Flexible Control System) proposto dalla Wayson Industrial Company ha 7 tipi strutturali, uno dei quali consiste nell'utilizzare un PC per portare direttamente in scena il modulo I/O, che viene utilizzato per funzionare sul PC. Il controller soft logic interno sostituisce il controller, che viene utilizzato per occasioni con più punti di acquisizione ma meno controllo.

L'American Entity Company (formata dalla fusione di Think & Do e Steeplechase) utilizza un sistema operativo embedded, Windows CE, per cooperare con i produttori di hardware per lanciare un nuovo prodotto PCB CS-WinPLC, che è un piccolo PC montato sul substrato I / O Il computer, compreso il sistema operativo Windows CE solidificato e l'ambiente Runtime del software applicativo Think & Do, È in grado di eseguire programmi applicativi Think & Do sviluppati da PC ordinari per realizzare il controllo dei moduli I/O sullo stesso substrato. Il sistema WinPLC può funzionare indipendentemente dal PC di sviluppo ed è adatto per sistemi di controllo su piccola scala che non richiedono schermi di monitoraggio;

Alcuni produttori che producono principalmente componenti I/O hanno anche aderito ai ranghi della promozione dei prodotti PCB CS. Ad esempio, i prodotti I/O prodotti dall'azienda tedesca Beckhoff possono essere dotati di vari bus di campo, come PROFIBUS, INTERBUS, CAN e ControlNet., DeviceNet, ecc., i suoi prodotti PCB CS sono composti da sistema bus di campo con interfaccia I/O, sistema operativo Windows NT/2000, software di controllo Beckhoff TwinCAT e PC industriale. PHOENIX CONTACT, Germania, è stato il primo a proporre e sviluppare un pannello di controllo basato su PC dal 1995, e adotta il linguaggio di programmazione dello standard internazionale IEC61131-3 dello SpA per sviluppare un insieme completo di software di controllo basato sulla tecnologia del PC. PC-WorX... Questo insieme di software combina organicamente software di gestione bus di campo, software di controllo PLC e interfaccia software di monitoraggio OPC e può comunicare direttamente con moduli bus intelligenti attraverso INTERBUS o ETHERNET.

Il prodotto ADAM-5510/P31 lanciato da Advantech nel maggio 1999 utilizza il pacchetto software Paradym-31, che contiene tre lingue: diagrammi di funzioni sequenziali, diagrammi scala e diagrammi di blocchi di funzioni specificati nello standard IEC1131-3. I prodotti PCB CS sono stati lanciati in anticipo.

Il sistema FOCS di Beijing Hollysys ha attualmente due strutture: tipo locale e tipo compatto. Il sistema locale è composto da moduli I/O con bus di campo, controller principale e stazione operativa, e il sistema compatto è composto da moduli I/O con bus di campo e stazione di controllo. La stazione di controllo qui è un PC, che completa le funzioni del controller principale del sistema locale e della stazione operativa, come monitoraggio, funzionamento, controllo, rete, programmazione di configurazione e così via. Si può vedere che il sistema compatto di FOCS è un sistema di controllo PCB CS. A causa del primo utilizzo di tale tecnologia, i produttori stanno attualmente posizionando il sistema come un sistema di acquisizione dati a basso costo e un sistema di controllo con meno cicli di regolazione. Entrambi i moduli di alimentazione e I/O possono essere configurati in modo ridondante. Infatti, il sistema compatto FOCS può ancora essere utilizzato in occasioni con elevati requisiti di affidabilità.