ЖУРНАЛ СТА 1/1996

расширения, поэтому допустимое число таких плат в промышленных персональных компьютерах достига- ет 12 - 14, в отличие от 6 - 8 в офисных моделях. Иногда применяют секцио- нированные панели, которые позво- ляют компоновать несколько незави- симых компьютеров в одном корпусе. Применение пассивной панели су- щественно сокращает время ремон- та, а соответственно и время простоя технологического оборудования. Замена любой платы, в том числе процессорной, не превышает 5-10 минут. Кто хотя бы один раз менял материнскую плату в стандартном персональном компьютере, согла- сится, что это хорошее время. Компьютеры имеют упрочненные металлические корпуса, как прави- ло, предназначенные для монтажа в стандартные стойки шириной 19 дюймов. Во многих системах при- меняются специальные средства для обеспечения повышенной виброус- тойчивости. Часто доступ к НГМД за- крыт специальной дверцей с замком для предохранения от загрязнений и несанкционированного доступа. По- лучили распространение так называ- емые индустриальные рабочие стан- ции (Industrial Workstation), которые характеризуются тем, что системный блок и дисплей размещены в одном защищенном корпусе, а клавиатура, выполненная по мембранной техно- логии, встроена непосредственно в переднюю панель. Обычно промышленные компь- ютеры снабжены источником пи- тания большой мощности и имеют развитую систему воздушного ох- лаждения со сменными пылеулав- ливающими фильтрами и положи- тельным внутренним давлением очищенного воздуха. Некоторые фирмы для особо от- ветственных приложений выпускают отказоустойчивые компьютеры с дуб- лированием важнейших узлов и спо- собностьюих заменыво время работы. На нашем рынке производители про- мышленных компьютеров представ- лены такими фирма- ми, как Advantech, ICP, Intecolor, Texas Micro и другие. На рис. 1 показан типо- вой системный блок индустриального ком- пьютера, а на рис. 2— монитор, помещен- ный в защитный кор- пус с приспособле- ниями для обеспече- ния вибростойкос- ти. На рис. 3 можно видеть типичную ин- дустриальную рабо- чую станцию. ... И маленькие Сегодня мы можем смело утвер- ждать, что архитектура PC распрос- траняется все ниже и ниже в иерар- хии автоматизированных систем уп- равления. Автомобильная промыш- ленность США, которая контролирует 35% рынка PLC-контроллеров, уже приняла решение о переходе на IBM PC совместимые компьютеры и кон- троллеры. Более того, разработка и на- чало производства такими компания- ми как Intel, AMD, C&T однокристаль- ных PC привели к тому, что сейчас архитектура PC вторгается на рынок недорогих контроллеров, где раньше безраздельно господствовали микро- контроллеры типа 8051 или 68HC11. Характерной особенностью систем автоматизации нижнего уровня явля- ется то, что такие системы могут встраиваться непосредственно в про- мышленное или бортовое оборудова- ние. Они располагаются на самом объекте управления и часто должны работать в необорудованных и не- отапливаемых поме- щениях, а то и прос- то на улице. Во мно- гих случаях управля- ющие компьютеры и контроллеры явля- ются неотъемлемой частью какого-либо прибора, станка или агрегата, поэтому их часто называют в с т р а и в а е м ы м и (embedded). Далее вы увидите, что хотя мы и относим такие сис- темы к нижнему уров- ню систем управле- ния, это не означает автоматически, что их возможности или быстродей- ствие ограничены. В то же время осо- бенности их применения накладыва- ют ряд специфических требований. Наряду с ужесточением требований по вибростойкости, ударопрочности, рабочему диапазону температур добав- ляются такие, как малые габариты и низкий уровень потребляемой мощ- ности. Кроме того, могут предъявлять- ся достаточно экзотические требова- ния по взрывобезопасности, радиа- ционной стойкости, стойкости к хи- мически агрессивным средам или сильным электромагнитным полям. С функциональной точки зрения мы также видим вещи, не характерные для офисных компьютеров, например «сторожевой таймер» (watchdog timer), автоматически перезапускающий сис- тему в случае «зависания» програм- мы, или хранение параметров SETUP в энергонезависимой памяти, что поз- воляет обходиться без специальных батареек. Часто операционная систе- ма загружается из ПЗУ, а в качестве на- копителей используются электронные диски, втомчисленабазефлэш-памяти. Разработчики встраиваемых сис- тем, желающие использовать архи- тектуру PC, стоят перед выбором: ли- бо разрабатывать систему «с нуля», ис- пользуя тот или иной набор микрос- хем, либо применять в качестве осно- вы готовые изделия специализиро- ванных компаний. Можно констати- ровать, что второй подход все чаще берет верх, и тому есть много причин. ● Во-первых, разработка вычислитель- ной системы, например класса 386 или 486, является дорогим удовольствием. Необходимштат высококвалифициро- ванных схемотехников и программис- тов. Высокие тактовые частотыисполь- зуемых микропроцессоров требуют особо тщательного проектирования печатных плат, а современная элемент- ная база даже для изготовления прото- типа требует высококлаcсного техно- логического оборудования, обеспечи- вающего монтаж на поверхность. Хо- тя кажется, что устройство, разрабо- ОБЗОР Аппаратные средства 1/96 8 Рис. 2. Монитор в защитном корпусе с приспособлениями для обеспечения вибростойкости Рис. 3. Индустриальная рабочая станция