Особенности технических средств в АСУТП

Специфические требования предъявляют к вычислительной аппаратуре, работающей в составе АСУТП в цеховых условиях. Здесь используют как обычные персональные компьютеры, так и специализированные программируемые логические контроллеры (ПЛК), называемые промышленными компьютерами. Специфика ПЛК — наличие нескольких аналоговых и цифровых портов, встроенный интерпретатор специализированного языка, детерминированные задержки при обработке сигналов, требующих незамедлительного реагирования. Однако ПЛК в отличие от персональных компьютеров IBMPC рассчитаны на решение ограниченного круга задач в силу специализированности программного обеспечения.

В целом промышленные компьютеры имеют следующие особенности:

1) работа в режиме реального времени (для промышленных персональных компьютеров разработаны такие ОС реального времени, как OS-9, QNX, VRTX и др.);

2) конструкция, приспособленная для работы ЭВМ в цеховых условиях (повышенные вибрации, электромагнитные помехи, запыленность, перепады температур, иногда взрывоопасность);

3) возможность встраивания дополнительных блоков управляющей, регистрирующей, сопрягающей аппаратуры, что помимо специальных конструкторских решений обеспечивается использованием стандартных шин и увеличением числа плат расширения;

4) автоматический перезапуск компьютера в случае «зависания» программы;

5) повышенные требования к надежности функционирования.

В значительной мере специализация промышленных компьютеров определяется программным обеспечением. Конструктивно промышленный компьютер представляет собой корзину (крейт) с несколькими гнездами (слотами) для встраиваемых плат. Возможно использование мостов между крейтами. В качестве стандартных шин в настоящее время преимущественно используют шины VME-bus (Versabus Module Europe-bus) и PC (Peripheral Component Interconnect).

VME-bus — системная шина для создания распределенных систем управления на основе встраиваемого оборудования (процессоры, накопители, контроллеры ввода-вывода). Представляет собой расширение локальной шины компьютера на несколько гнезд объединительной платы (до 21 слота), возможно построение многомастерных систем, т.е. систем, в которых ведущими могут быть два или более устройств.

Программная связь с аппаратурой нижнего уровня (датчиками, исполнительными устройствами) происходит через драйверы. Межпрограммные связи реализуются через интерфейсы, подобные OLE. Для упрощения создания систем разработан стандарт OPC (OLE for Process Control).

Контрольные вопросы

1. Техническое обеспечение САПР.

2. Основные типы сетей.

3. Структура корпоративной сети САПР.

4. Типичный состав устройств АРМ.

5. Периферийные устройства для ввода графической информации с имеющихся документов.

6. Специфические требования,  предъявляемые к вычислительной аппаратуре, работающей в составе АСУТП в цеховых условиях

Комплексная автоматизация производственных процессов и структура подсистем САПР

Назначение комплексной АПП

Комплексные автоматизированные системы предназначены для автоматизации всего комплекса работ, связанных с созданием технических объектов, начиная от автоматизации научных исследований (АСНИ) и кончая автоматизацией технологической подготовки производства и гибкой производственной системы (ГПС). Системы автоматизации научных исследований и технологической подготовки производства могут рассматриваться и как подсистемы САПР. Для управления и планирования производством служит автоматизированная система управления АСУП или АСУ.

Взаимодействие автоматизированных систем обычно осуществляется по схеме: от АСУ все системы получают управляющую информацию, относящуюся к планированию производства, наличию тех или иных ресурсов, объему потребляемой энергии и т. д.; на основе этой информации другие АС, в том числе и САПР, составляют соответствующие управляющие программы, например, для станков с числовым программным управлением для изготовления деталей и сборочных единиц, для различных управляющих программ САПР.

В свою очередь АС направляют в АСУ данные о выполнении плановых заданий, о потребности в различных ресурсах.

Системная интеграция различных АС позволяет теснее связать все фазы создания объектов - от научных исследований, проектирования до изготовления объекта и значительно повысить их эффективность. В ряде случаев такая интеграция позволяет обходиться без выпуска традиционной проектно-конструкторской документации, т.к. результаты проектирования, полученные в САПР, могут быть непосредственно использованы при составлении управляющих программ для станков с ЧПУ.

Интеграция СА потребует: существенного расширения состава базы данных (БД) и объединения их в единую базу интегрированной системы; создания отраслевых и межотраслевых банков данных нормативно-технической, научно-технической и технико-экономической информации; развития и совершенствования математических методов исследования проектируемых объектов, в том числе методов оптимального проектирования; увеличения производительности вычислительного комплекса САПР.

Развитие интеграции АС позволяет существенно улучшить качество принимаемых решений на всех стадиях создания объекта и, как следствие этого, значительно улучшить его характеристики, что особенно важно при создании сложных, дорогостоящих объектов.