6.2.1. Компьютер в качестве контроллера

Компьютер может быть превращен в полноценный контроллер, если на него установить:

• систему программирования контроллеров (например, CoDeSys или ISaGRAF), подробнее см. раздел "Программное обеспечение";

• электронный диск вместо обычного жесткого диска;

• платы ввода-вывода или внешние модули ввода-вывода;

• сторожевой таймер.

Электронный диск представляет собой ПЗУ, состоящее из микросхем флэш-памяти и конструктивно выполненное в виде корпуса обычного жесткого диска формата 2.5", 3.5" или 5.25" со стандартными интерфейсами IDE и SCSI. Основным достоинством электронного диска является его высокая устойчивость к вибрациям, отсутствие акустического шума, высокая надежность, низкое энергопотребление, малый вес.

Платы и внешние модули ввода-вывода для компьютера выпускаются многими независимыми производителями, что стало возможным благодаря наличию стандартов на конструктивное исполнение и шины как промышленных, так и офисных компьютеров.

Сторожевой таймер служит для перезагрузки компьютера в случае его зависания. Заметим, что компьютер имеет гораздо большее, чем контроллер, время перезагрузки при использовании офисной операционной системы Windows.

К достоинствам персональных компьютеров (ПК) при их использовании в качестве контроллеров относятся:

• на порядок большая емкость оперативной памяти;

• наличие жесткого диска с практически неограниченной емкостью;

• на порядки более высокое быстродействие;

• быстрое развитие аппаратного обеспечения (модернизация компьютеров происходит каждые 4..6 месяца, контроллеров - через 3...5 лет);

• в несколько раз более низкая цена;

• наличие большого числа специалистов, хорошо владеющих персональным компьютером;

• поддержка компьютером DVD и CD-ROM дисководов, принтера, звуковых карт, систем распознавания и синтеза речи, систем распознавания образов и текста, а также других средств, недоступных для контроллера;

• легкая замена компьютера на более мощный без изменения программного обеспечения;

• поддержка клавиатуры, мыши и монитора;

• возможность комплектации компьютера из частей, производимых большим числом независимых производителей;

• возможность создания всей системы автоматизации с помощью SCADA пакетов (например, MasterSCADA, Trace Mode), без привлечения систем программирования контроллеров и средств связи контроллера с компьютером;

• наличие стандартов на шины, что обеспечивает большое число независимых поставщиков стандартных компьютерных плат.

Хотя промышленные компьютеры, приближаясь по условиям эксплуатации к контроллерам, утрачивают некоторые из достоинств ПК (такие, как быстродействие, быстрота модернизации, низкая цена), другие достоинства ПК делают их широко распространенными и востребованными в промышленности.

С развитием промышленных компьютеров и контроллеров происходит стирание различий между ними. Тем не менее, остается ряд отличий, которые уже нельзя назвать существенными, но которые встречаются наиболее часто. Типовой компьютер, в отличие от типового контроллера, имеет:

• мышь, клавиатуру и монитор;

• жесткий диск;

• узкий температурный диапазон (от 0 до +50 ºС);

• операционную систему Windows (иногда используют ОС реального времени Windows CE, QNX, RTOS);

• вентилятор для охлаждения процессора и блока питания.

В промышленных компьютерах иногда используют операционную систему реального времени, однако она не всегда является необходимой даже в системах автоматического управления. Например, серийно выпускаемые системы управления микроклиматом в промышленных теплицах "Агротерм" фирмы НИЛ АП (www.RealLab. ru) на протяжении многих лет прекрасно зарекомендовали себя, реализуя несколько десятков контуров ПИД-регулирования при одновременном архивировании нескольких сотен параметров. Все перечисленные задачи решаются с помощью всего одного персонального компьютера с ОС Windows XP и модулей ввода-вывода серии RealLab! [Продукция]. Недостатком компьютеров с ОС Windows является большое время перезагрузки системы при ее зависании.