ЖУРНАЛ СТА 3/2015

контроллер с несколькими входами/ выходами. Кроме того, шина EtherCAT в контроллере REGUL R600 может ис- пользоваться как внутри крейта, так и между ними (меняется лишь физиче- ский уровень сигнала). Поэтому не имеет значения, будет модуль размещён в крейте центрального процессора (ЦП) или за несколько километров от него (в контроллере предусматривается ис- пользование подключаемых модулей малого форм-фактора) – в крейте рас- ширения функции и доступность моду- ля будут одинаковыми. Другая отличительная особенность сети EtherCAT заключается в её кольце- вой структуре, позволяющей резерви- ровать канал связи в случае обрыва ли- нии. При этом стоит отметить, что в контроллере REGUL R600 используют- ся две независимые шины EtherCAT. В случае работы контроллера в режиме «горячего» резерва два процессора об- щаются с модулями ввода/вывода по независимым каналам с циклом обме- на по шине 1 мс. О СОБЕННОСТИ РЕАЛИЗАЦИИ РЕЗЕРВИРОВАНИЯ ПЛК REGUL R600 поддерживает различные схемы резервирования: 1) 100% зеркальное резервирование – каж- дый ЦП имеет собственный набор модулей ввода/вывода, представляя собой зеркало другого ЦП (рис. 2); 2) резервирование ЦП и контроллеров ши- ны/блоков питания – оба ЦП находят- ся в одном крейте и осуществляют об- мен данными с одними и теми же мо- дулями ввода/вывода по независи- мым шинам EtherCAT (рис. 3); 3) комбинированные схемы резервирова- ния представляют собой различные сочетания 1-го и 2-го вариантов раз- мещения модулей (рис. 4). Центральный процессор контролле- ра REGUL R600 обладает большой вы- числительной мощностью. Его ядром является процессор серии Intel Atom E6xx с частотой 1,6 ГГц. В ПЛК уста- навливается до 2 Гбайт оперативной памяти. В распоряжении пользователя 2 Гбайт свободного пространства для прикладной программы и до 64 Гбайт для архивов и баз данных. Что касается самих модулей, то во всех, включая модули дискретных входов/вы- ходов, установлены микропроцессоры. Таким образом, модули представляют со- бой своего рода микроконтроллеры, ра- ботающие с циклом 1 мс. За это время в модулях происходит первичная обработ- ка сигнала, включающая в себя: ● проверку сигналов на выход за задан- ный диапазон и резкое изменение ве- личины; ● функцию антидребезга для дискрет- ных сигналов; ● программируемое время усреднения; ● преобразование значения сигнала в инженерные величины; ● контроль на короткое замыкание и обрыв выходной цепи; ● поддержку резервированной сети с выдачей информации по двум портам; ● реализацию алгоритмов противоава- рийной защиты (ПАЗ) с выдачей сиг- налов непосредственно в модуль вы- вода, минуя центральный процессор (с максимальной задержкой вход-вы- ход 2 мс); ● присвоение метки времени с точ- ностью 1 мс как самому сигналу, так и событию по этому сигналу. Конечно, в большинстве случаев та- кая скорость для обработки не требу- ется, однако за счёт неё достигается вы- сокая точность и стабильность измере- ния. Так, например, если необходимо измерить аналоговый входной сигнал с цикличностью 100 мс, то от модуля можно получить скользящую среднюю от 100 измерений, которые предвари- тельно ещё и отбракованы по скачкам. Д РУГИЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ В качестве операционной системы контроллера REGUL R600 используется QNX 6.5 Neutrino. Отметим её ключевые особенности. 1. Операционная система реального времени (ОС РВ): • детерминированное поведение в наихудших внешних условиях; • типовое время реакции на преры- вание – около 5 мкс; • прогнозируемое время реакции на события; • реализация алгоритмов вытесняю- щей многозадачности с приорите- тами; • реализация защиты памяти. 2. Микроядерная архитектура опера- ционной системы: • неисправность отдельного про- граммного модуля не приводит к неисправности всей ОС; • возможно, не прерывая работы ОС, загружать и выгружать новые драй- веры, файловые системы и т. д. АППА РАТ НЫЕ С Р Е ДС Т В А / П РОМЫШЛ Е ННЫЕ КОН Т РОЛЛ Е РЫ 69 СТА 3/2015 www.cta.ru Рис. 2. Схема реализации зеркального резервирования Рис. 3. Схема резервирования ЦП и внутренней шины Рис. 4. Схемы комбинированного резервирования