Надшвидка технологія для контролерів
Швидке виконання програми, гнучке розширення пам'яті, програмна і апаратна сумісність з S7-300 від Siemens — ключові особливості контролера, який буде розглянуто нижче.
Програмовані логічні контролери VIРА вже досить добре відомі в світі і дедалі більшу популярність завойовують в Україні.
Фірма VІРА розробляє та виробляє контролери, які програмуються на технологічній мові SТЕР7 з відчутно нижчою (порівняно з аналогами) ціною і які здатні забезпечити системному інтегратору значну економію коштів при вирішенні технологічних завдань. Випускаються 4 лінійки контролерів, які відрізняються кількістю каналів, функціональними та комунікаційними можливостями. У цій статті зупинимося на серії контролерів System 300 і процесорних модулях SPEED7.
Однією з головних особливостей контролерів цієї серії є універсальність. Відомо, що використання розподіленої архітектури АСУ ТП на базі цифрових інтерфейсів передачі даних має низку переваг порівняно з класичною централізованою архітектурою. До них належать зниження затрат на розгортання та обслуговування мережі, підвищення надійності за рахунок зменшення кількості з'єднань, поліпшення завадостійкості, переваги при розширенні системи тощо. Проте централізовану архітектуру і тепер застосовують там, де невелика кількість каналів і де всю систему управління можна зосередити на невеликій площі. За допомогою модулів System 300 є можливість створювати
системи для збирання даних та керування як з централізованою, так і розподіленою архітектурою. їх з успіхом використовують у системах промислової автоматизації з підвищеними вимогами до надійності обладнання і швидкодії контурів керування.
Серія System 300 побудована за модульним принципом. Це означає, що у користувача є можливість оптимального вибору складу модулів для вирішення свого завдання, а також їх гнучка модифікація при розширенні системи або при її зміні. Всі модулі вводу — виводу є універсальними, тобто їх можна застосовувати разом з будь-яким CPU цієї серії. Водночас є можливість вибору процесорного модуля з оптимальною продуктивністю для вирішення конкретного завдання.
Контролери цієї системи найбільш близькі до контролерів Simatic S7-300. Модулі цієї системи функціонально тотожні однотипним модулям S7-300 і можуть використовуватись з ними в одній стійці. Також модулі розширення допускають пряму взаємозамінну з однотипними модулями від S7-300 і навпаки (номери для замовлення взаємозамінних модулів збігаються за символами). Модулі МРА дешевші, тому споживач, використовуючи як процесорний модуль CPU Simatic, доукомплектовують систему модулями розширення від VIРА.
Ще однією особливістю системи, побудованої на базі System 300 від VIРА, є те, що на одній стійці може бути встановлено до 32 модулів розширення. Це стає в пригоді, коли в системі більше 8 модулів розширення (наприклад, в системі, створеній на базі Зіетепз, необхідно використовувати декілька стійок) і немає необхідності використовувати інтерфейсі модулі ІМ360, ІМ361 або ІМ365.
Серед контролерів System 300 від VIPA особливої уваги заслуговує остання розробка фірми — серія високо-швидкісних СРU, побудованих на базі спеціалізованого процесора РLС7000, заснованого на технології SPEED7. Застосування цієї технології дало змогу суттєво збільшити швидкодію контролера. Як результат — операція з бітом або словом виконується лишень за 14 не, а з числом з плаваючою комою — за 84 не. Таким чином, час циклу виконання типового завдання, що складається з 100 тис. інструкцій, може бути трохи більшим за 2 мс.
Є два варіанти під'єднання зовнішніх пристроїв (датчиків та виконавчих механізмів):
- на стандартну (послідовну) шину, розташовану праворуч від процесорного модуля, на яку встановлюють І/0 модулі, функціональні модулі, а також комунікаційні процесори;
- на Speed (паралельну) шину, розташовану ліворуч від процесорного модуля, на яку встановлюють спеціальні, високо швидкісні модулі, що сприяють над швидкому обміну даними. Як спеціальні модулі використовують дискретні вхідні/вихідні, аналогові вхід ні, Profibus-Master, Interbus-Master, а також CANopen-Master.
Пам'ять для зберігання програми є інтегрованою в процесорний модуль — це RAM+FLASH обсягом від 256 кбайт до 2 Мбайт.
Програма може зберігатись на трьох рівнях:
- в інтегрованій енергонезалежній RAM;
- в інтегрованій flash пам'яті;
- на ММС-картці.
Процесорні модулі VІРА мають можливість гнучкого збільшення обсягу робочої пам'яті процесора в процесі експлуатації. У разі виникнення проблеми нестачі пам'яті у контролері для реалізації зміненого алгоритму роботи користувачу не обов'язково змінювати процесор на більш потужний. Достатньо встаноити в слот контролера ММС-картку (Memory Configuration Card) відповідного номіналу — і базовий обсяг пам'яті збільшиться до необхідного значення. ММС містить кодовий файл, який неможливо видалити або змінити.
За допомогою ММС обсяг робочої пам'яті може бути збільшено з базових 512 кбайт до 2 Мбайт в CPU 314S, з 1 до 2 Мбайт в CPU315S і з 2 до 8 Мбайт в CPU317S.
Ще раз слід відзначити, що розглядаються СРІІ, програмно сумісні з контролерами Simatic S7-300. Програма може створюватись як за допомогою програмного забезпечення WinPLC7 від VІРА, так і за допомогою пакета SТЕР 7 від Siemens.
Однією з важливих особливостей процесорних модулів від VІРА є підтримка відкритих інтерфейсів, що широко використовуються в промисловості. Це створює можливість під'єднання додаткових апаратних засобів і спрощує інтеграцію окремих виробничих ділянок в інформаційну мережу підприємства. За допомогою таких стандартних промислових інтерфейсів, як Ethernet, Profibus-DP, МРІ, САМ Open, контролери VІРА (які підтримують ці інтерфейси) використовують з обладнанням інших виробників.
При використанні процесорних модулів VІРА в одній системі можуть бути вбудовані Profibus-DP Master (САМ Ореп), Ethernet і МР2І інтерфейси як стандартні.
На всіх процесорних моду-ляхосновнимє МР2І(МРІ+РРІ=МР2І) інтерфейс зі швидкістю обміну 187,5 кбіт/с. Кабель зв'язку від МРА об'єднує МРІ з протоколом РС і РРІ на одному рознімачі. Тому при програмуванні контролерів немає необхідності використовувати перетворювач інтерфейсу МРІ — РРІ.
Як додатковий інтерфейс на процесорному модулі використовують Profibus Master із швидкістю обміну до 12 Мбіт/с, при цьому допускається в мережі 125 Slave. Крім того, на цьому ж рознімачі можна організувати РtР інтерфейс на основі RS-485. Ці два інтерфейси гальванічно відділені від системної шини. Існує можливість обміну по АSСІІ, SТХ/ЕТХ, 3964В, Modbus master або USS master протоколах.
Крім того, на кожному процесорі є ще один інтерфейс — Ethernet (10/100 Мбіт/с), що дає змогу сконфігурувати до 128 з'єднань, а саме 64 PG-канали і S7-стандартних комунікацій для доступу до даних і програмування через мережу.
Відзначимо, що на деяких процесорних модулях Speed 7 є два Ethernet порти. Другий реалізований як вбудований комунікаційний процесор Ethernet CР 343, він підтримує S7-сумісні комунікації, ІSО-на-ТСР з RFC1006, Н1, ТСР/ІР, UDР — до 8 комунікацій. Це дуже зручно використовувати, бо при цьому:
- один порт (протоколи РG/ОР) є для зв'язку з програматорами і засобами операторського інтерфейсу, конфігурування, програмування, налагодження і діагностики контролера, а також для обміну з SСАDА програмою;
- другий порт (за іншими протоколами) — для зв'язку з контролерами — партнерами.
І нарешті відзначимо, що найсуттєвіші переваги від використання контролерів VIРА матимуть ті підприємства, які застосовували системи автоматизації на базі контролерів Siemens. Також є можливість розширити діючі системи й створювати нові з меншими фінансовими витратами і при цьому значно підвищиться їх продуктивність.