ЖУРНАЛ СТА 4/2009

ных контрольно измерительных сис тем. 1. Высокая гибкость и относительно небольшая стоимость компонентов в своё время способствовали триум фальному успеху концепции прог раммируемых логических контрол леров – ПЛК. Наряду с контролем и управлением сегодня ПЛК часто применяют и для других задач, таких как сигнализация, отображение и ре гистрации данных и т.д. 2. Датчики и исполнительные меха низмы некоторое время назад пере стали быть просто дискретными уст ройствами. Теперь они могут напря мую объединяться с ПЛК в локаль ные сети, что положительно сказы вается на сокращении сроков ввода оборудования и расходах на элект ропроводку. 3. Сети Ethernet уже давно и хорошо за рекомендовали себя в офисных при менениях. Связь по сети между раз личными производственными объ ектами с высокой надёжностью обес печивает IT офис всей необходимой информацией, одновременно отве чая всем современным требованиям по контролю и безопасности менедж мента. Однако для обоснования выбранных путей реализации системы необходимо немного отвлечься, чтобы напомнить некоторые особенности ПЛК, подроб нее познакомить с возможностями, предлагаемыми современными систе мами интеллектуальных модулей вво да вывода, а также объяснить, почему для передачи данных между ПЛК и из мерительными модулями выбран именно протокол Ethernet TCP/IP. Особенности применения ПЛК в контрольно измерительных системах Известно, что работа в цикле застав ляет программируемые логические контроллеры быть более медленными, чем специализированные контроллеры с жёсткой логикой, реализующие ана логичные функции. И что же, можно поставить точку на применении ПЛК для скоростного измерения? Опреде лённо нет! Такие сложные задачи, как одновременное чтение нескольких ка налов или одновременный опрос уст ройств, имеющих различный тип сиг налов (дискретные датчики, энкодеры с различными интерфейсами, аналого вые схемы, реле и т.д.), с успехом реша ются с использованием высокотехно логичного электронного измеритель ного оборудования, построенного, в том числе, и на базе современных ПЛК. В качестве вариантов применения ПЛК в измерительных системах можно привести, например, сбор контролле ром сразу нескольких измеренных зна чений с последующей их буферизацией для дальнейшей обработки или высо коскоростной опрос данных независи мо от цикла контроллера. Задачи, которые способны решать системы интеллектуальных модулей ввода вывода ● Записывать значения параметров ка чества поверхности обрабатываемой детали с привязкой их к конкретным координатам для выполнения после дующей прецизионной коррекции на месте выявленного дефекта. ● Вычислять минимальные, макси мальные или средние значения изме ренных параметров для классифика ции любых отклонений в пределах или за пределами допусков с целью снижения нагрузки на ПЛК. ● Размещаться непосредственно в це хе, вблизи контролируемого объекта. ● Обеспечивать надёжную работу при высоких температурах и прямом воз действии брызг воды. ● Просто и быстро подключаться кПЛК. ● Общаться посредством стандартного Ethernet и переадресовывать полу ченные данные на верхний уровень для оперативной оценки качества производства. ● Выполнять параметризацию без программирования, например через встроенный Web интерфейс. ● Выполнять диагностику и монито ринг без специальных программ или систем контроля качества. ● Хранить данные во встроенной па мяти, исключая любые потери изме ренных значений. TCP/IP: испытанный, проверенный и по прежнему современный протокол Ethernet TCP/IP является широко распространённым протоколом в офи сах и на производстве. Он ни в коей ме ре не устарел, хотя и был разработан в 70 е годы прошлого века. TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet Protocol) входит в семейство сетевых протоколов; в силу важности для Ин тернета его часто называют Интернет протоколом. Доказательством значи мости данного протокола служит при нятое в министерстве обороны США в 1982 году решение ввести TCP/IP в ка честве стандарта для всех военных компьютерных сетей. В настоящее вре мя этот стандарт позволяет интегриро вать в сеть и контрольно измеритель ные приборы. Для подключения измерительных модулей к ПЛК не требуется никаких специальных линий связи или шин. Дополнительные Ethernet модули мо гут быть очень легко добавлены в сеть, достаточно лишь установить в ПЛК не большое программное расширение, чтобы иметь возможность получить к ним доступ. Для самого ПЛК нужен только Ethernet контроллер, который позво лит ему реализовать обмен данными при помощи TCP/IP протокола. На этот счёт существует как аппаратное (коммуникационный процессор – CP), так и программное решение. Аппаратное решение в виде специ ального контроллера с коммуникаци онным процессором преимущественно используется в случае большого объёма измерений и предоставляет возмож ность организовать более быструю по сравнению с программным управлени ем связь. К тому же этот контроллер позволяет разгрузить центральный процессор (CPU) ПЛК, так как струк турно является надстройкой над CPU. Интеллектуальный Ethernet модуль состоит из двух частей (рис. 2): 1) схема управления, общая для всех типов модулей и реализующая надёж ную и быструю связь; 2) схема обработки сигналов, реали зующая обработку сигнала и отражаю щая особенность конкретной функции каждого модуля (счётчик, цифровой ввод/вывод, аналоговый ввод/вывод, измерение длины и т.д.). Способы обмена данными Синхронный обмен данными характе ризуется тем, что ПЛК запускается не зависимо от измерений, выполняемых модулями, то есть ввод данных начнёт ся, как только этого потребует прог рамма контроллера. Завершаются из мерения автоматически. Измерение синхронизировано с циклом ПЛК, и начало измерений однозначно опреде лено. Результаты измерений поступают не мгновенно, а только после заверше ния измерительным модулем процесса сбора данных. Синхронный обмен РАЗ РА БОТ КИ / КОН Т РОЛ Ь НО ИЗМЕ Р И Т Е Л Ь НЫЕ СИС Т ЕМЫ 67 СТА 4/2009 www.cta.ru © СТА-ПРЕСС