Индустријски управљачки рачунар је врста рачунарског система посебно дизајнираног за област контроле индустријске аутоматизације, које карактеришу високе перформансе, велика поузданост, у реалном и скалабилности. Овај рад ће детаљно представити архитектуре индустријске контролне контроле, укључујући и њену хардверску структуру, структуру софтвера, протокола комуникације, контролне стратегије и друге аспекте.
1.Хардваре структура
Хардверска структура индустријског управљачког рачунара углавном укључује следеће делове:
1.1 Централна прерађивачка јединица (ЦПУ)
ЦПУ је основна компонента рачунарског рачунара, одговорна за извршавање програмских упутстава и обраде података. Рачунари индустријске контроле обично користе високе перформансе, нискоелектране, попут руке, Кс 86 и друге архитектуре.
1.2 Меморија
Меморија укључује РАМ (случајну меморију приступа) и РОМ (меморија за читање), РАМ се користи за чување програма и података, а РОМ се користи за складиштење програма фирмвера и покретања система.
1.3 Улаз / излазни интерфејс
Инпут / излазни интерфејси су интерфејси за индустријске контролне рачунаре да комуницирају са спољним уређајима, укључујући дигиталне улазне / излазне интерфејсе, аналогне улазне / излазне интерфејсе и комуникационе интерфејсе. Дигитални улаз / излазни интерфејс користи се за примање и слање сигнала за пребацивање, аналогни улаз / излазни интерфејс користи се за примање и слање аналогних сигнала, а комуникацијски интерфејс користи се за размену података са другим уређајима.
1.4 Модул напајања
Модул напајања омогућава стабилно напајање за индустријско управљање рачунаром, обично користећи пребацивање напајања или линеарним напајањем.
1.5 Модул за проширење
Рачунари индустријске контроле обично имају модуле за проширење за проширење својих функција, као што су модули за контролу кретања, модули за обраду слика итд.
1.6 Термички систем
Систем распршивања топлоте користи се за распршивање топлоте коју је створило индустријски контролни рачунар како би се осигурао стабилан рад система.
2 Структура софтвера
Софтверска структура рачунара индустријске контроле састоји се од следећих главних делова:
2.1 Оперативни систем
Оперативни систем је основни софтвер рачунара индустријске контроле, који је одговоран за управљање хардверским ресурсима, задатака заказивања, пружајући програмирање интерфејса и тако даље. Уобичајени индустријски контролни рачунарски оперативни системи су Линук, ВКСВоркс, КНКС и тако даље.
2.2 Оперативни систем у реалном времену (РТОС)
Оперативни систем у реалном времену је посебан оперативни систем са високом реалном временом, високом поузданошћу и другим карактеристикама, применљиво на поље индустријске контроле. Уобичајени оперативни системи у реалном времену су Фреертос, РТ-тема и тако даље.
2.3 Програмирање језика
Рачунари индустријске контроле обично подржавају различите програмирање језика, као што су Ц, Ц ++, Питхон итд., Како би се задовољиле програмирање различитих сценарија.
2.4 возач
Возач је мост између оперативног система и хардверских уређаја, одговорно за реализацију контроле и управљања хардверским уређајима.
2.5 Апплицатион Софтваре
Апплицатион софтвер је софтвер за индустријску контролу да реализује посебне задатке за контролу, укључујући ПЛЦ програмирање софтвера, софтвер за контролу покрета, софтвер за обраду слика и тако даље.
3. Протоколи комуникације
Рачунари индустријске контроле морају комуницирати са другим уређајима за размену и контролу података. Заједнички протоколи комуникације су:
3.1 Протоколи серијске комуникације
Протоколи серијског комуникације укључују РС -232, РС -485 итд., Који су погодни за кратку комуникацију са ниским ценама.
3.2 Протоколи за фиелдбус
ФИЕЛДБУС протоколи укључују МОДБУС, ПРОФИБУС, ЦАН, итд., Који су погодни за комуникацију уређаја у индустријским локацијама.
3.3 Етхернет комуникациони протоколи
Етхернет комуникацијски протоколи укључују ТЦП / ИП, УДП итд., Који су погодни за брзу и дуготрајну комуникацију.
3.4 Протоколи бежичне комуникације
Протоколи бежичне комуникације укључују Ви-Фи, Блуетоотх, Зигбее итд. Применљиво на сценарије бежичне комуникације.
4. Стратегија контроле
Контролна стратегија рачунарског управљачког рачунара састоји се од следећих главних аспеката:
4.1 Контрола отворене петље
Контрола отворене петље значи да контролор директно излази контролне сигнале у складу са улазним сигналима без повратних информација стварних излазних сигнала. Контрола отворене петље је једноставна и ниска цена, али тачност контроле је ниска.
4.2 Контрола затворене петље
Контрола затворене петље значи да контролер прилагођава контролни сигнал према разлици између улазног сигнала и стварног излаза. Контрола затворене петље има велику тачност и стабилност велике контроле.
4.3 ПИД контрола
ПИД контрола је уобичајена стратегија контроле затворене петље, која реализује контролу система кроз три параметра пропорционалне (П), интегралне (и) и диференцијалне (д).
4.4 Нејасна контрола
Нејасна контрола је контролна стратегија заснована на нејасној логици за системе са несигурношћу и нејасноћом.
4.5 Контрола неуронске мреже
Контрола неуронске мреже је контролна стратегија заснована на вештачкој неуронској мрежи која карактерише способност само-учења и прилагодљивост.
5.Аппликација поља
Рачунари индустријске контроле се широко користе у различитим областима индустријске аутоматизације као што су:
5.1 Производња
Рачунари индустријске контроле користе се у прерађивачкој индустрији да остваре аутоматизовану контролу производних линија и побољшају ефикасност производње и квалитет производа.
5.2 Повер Индустрија
Рачунари индустријске контроле користе се у електроенергетској индустрији да остваре праћење и контролу напајања мреже како би се осигурало стабилно дело напајања електричне мреже.
5.3 Петрохемијска индустрија
Рачунари индустријске контроле користе се у петрохемијској индустрији да остваре праћење и контролу процеса производње, побољшање ефикасности и безбедности производње.
5.4 Транспортна индустрија
Рачунари индустријске контроле користе се у транспортној индустрији да реализују аутоматску контролу саобраћајних сигнала, метроа и друге опреме.