Класиффикация современных контроллеров

PC-несовместимые  контроллеры можно охарактеризовать  так:  

архитектура контроллеров закрыта, она, как правило, является ноу-хау разработчика;

элементная база, на которой строятся контроллеры, существенно  отличается от используемой в PC, она разная у разных производителей;

операционные системы, под управлением которых работают контроллеры, совершенно другие, нежели те, которые используются в РС, они  часто разрабатываются самими производителями  именно для данного типа или линейки  контроллеров;

так как в таких  контроллерах практически не используются стандарты, предлагаемые разработчиками распространённых операционных систем для PC, то работа PC-программ на этих контроллерах оказывается невозможной.

Из рассмотренных  выше характеристик можно сделать  вывод о сравнительных достоинствах и недостатках РС-совместимых  и несовместимых контроллеров. РС-совместимые  контроллеры по сравнению с РС- несовместимыми контроллерами в целом обладают большей мощностью, легче стыкуются с различными SCADA, MES, ERP системами, системами управления базами данных, открыты для большинства стандартов в областях коммуникаций и программирования, они в среднем дешевле, проще обслуживаются и ремонтируются.  

В то же время РС-несовместимые  контроллеры лучше учитывают  требования промышленной автоматики; их операционные системы гарантируют  отклик контроллера на внешнее событие  через заданное время (операционные системы реального времени). Они  в целом более надежны, так  как больше используют наработанные в промышленности способы диагностики  и горячего резервирования, обеспечивающие отказоустойчивость системы в целом. В них шире используются возможности  связи с различными полевыми шинами.  

Достоинства и недостатки каждого из этих видов контроллеров определяют их области использования. РС- несовместимые контроллеры целесообразно применять на нижних уровнях автоматизации, «поближе» к технологическому объекту. Здесь необходимы связь с периферийными устройствами по полевым шинам, исполнение в реальном времени (с гарантированным временем отклика на внешние воздействия) и надёжность. А открытость контроллера для связи со SCADA, MES или СУБД, как правило, не требуется. РС-совместимые же контроллеры целесообразнее применять на верхних уровнях автоматизации, где требования к реальному времени и связи по полевым шинам отсутствуют, зато становятся строже требования по информационной совместимости контроллеров с корпоративными сетями.  

Конструктивное исполнение  

По конструктивному  исполнению контроллеры можно разделить  на несколько групп, мы их условно  назовем так:

встраиваемые;

размещаемые в общий  конструктив;

модульного типа; 

Встраиваемые контроллеры 

Как правило не имеют корпуса, часто конструкция просто крепится на раме. Требований к защитным оболочкам таких контроллеров не предъявляются, поскольку контроллеры встраиваются в общий корпус оборудования и являются неотъемлемой частью этого оборудования. Пример встраиваемого контроллера приведен на рис. 1.

Рис. 1.  

Контроллеры, размещаемые  в общий конструктив  

Такие контроллеры  характеризуются тем, что вс е модули – процессорный, коммуникационные, модули ввода-вывода – размещаются в одном конструктиве. В таких контроллерах, как правило, предусматривается некая «материнская» плата с разъёмами, в которые вставляются все модули контроллера.

Конструктивы таких  контроллеров бывают как оригинальными, разрабатываемыми производителями, так  и стандартизированными. Одним из примеров стандартизированных конструктивов  является конструктив Евромеханика (DIN 41494 / IEC 297-1). Стандарт Евромеханика регламентирует ширину, высоту и глубину рамы контроллера. Пример контроллера в конструктиве Евромеханика приведён на рис. 2.

Рис. 2.

На рис. 3 приведён пример контроллера в нестандартизированном конструктиве.

Рис. 3.

Контроллеры модульного типа  

Контроллеры модульного типа не используют общего конструктива. Каждый модуль таких контроллеров, будь то процессорный модуль или модуль ввода-вывода, имеет собственный  корпус. Так как защитную оболочку для каждого модуля сделать проще, чем для всего контроллера, то именно этот тип контроллеров чаще всего выпускают для жёстких  условий эксплуатации в исполнениях IP 67 и выше.  

Контроллеры модульного типа очень часто выпускают в  корпусе для монтажа на рейку DIN NS 35/7,5. Можно выделить две разновидности  контроллеров: с внутренней межмодульной шиной и с внешней шиной.  

Модули контроллеров с внутренней межмодульной шиной  на боковых поверхностях имеют контакты для подключения соседних модулей. А модули контроллеров с внешней  шиной, как правило, используют для  связи между модулями какую-нибудь скоростную полевую шину, например CAN.

В качестве примера  на рис. 3 показан контроллер с внутренней шиной, а на рис. 4 и рис. 5 показаны модули контроллера с внешней  шиной, приспособленные для эксплуатации в жёстких условиях.

Рис. 4.                                                                                                                         Рис. 5  

Заключение 

Для правильного  выбора контроллера применительно  к той или иной задаче, конечно, не будет достаточно классифицировать его по тем или иным признакам. Разработчикам АСУ приходится изучать  горы литературы и технической документации. Но тем не менее классификация контроллеров позволяет лучше понять их рынок в целом и сократить время на поиск и выбор наиболее подходящей модели.