PC-Based PLC嵌入式控制器及其實際應用策略
PC-Based PLC也稱嵌入式控制器,是近幾年隨著嵌入式CPU、嵌入式操作系統和IEC-61131-3(LD、SFC、FBD、IL、ST)標準化編程語言的發展而發展的,它不再像IPC那樣以機箱加主板為主體結構,再搭配諸如A/D、D/A、DI/DO等功能I/O板卡的組合產品,也不想PLC那么封閉,而是一個獨立的基于嵌入式PC技術的開放式的控制系統,適合應用于小型的SCADA系統。如泓格的I-8000系列、Advantech的ADAM5510系列, 其主機內部是40MHz主頻的80188 CPU,操作系統為兼容DOS的MiniOS7(I-8000系列)或者ROMDOS(ADAM5510),其編程環境是基于PC的標準C語言程序,程序開發過程與PLC極其相似:首先再PC上編寫扣住任務程序,并將其編譯好后傳送到主機內的RAM上、再讓其脫機運行。另外為了使其具備PLC的優勢特性, PC-Based PLC也可使用梯形圖編程,如泓格的ISaGRAF(配合I-8417/8817主機),相對于PLC而言,PC-Based PLC的優勢在于擁有IPC強大的Computing、Data Processing和Communication功能,在軟件方面,PC-Based PLC支持IEC-61131-3(LD、SFC、FBD、IL、ST)的五種國際標準語言和軟邏輯。
由于以上特點,PC-Based PLC將會更加開放和標準化,能適應更加復雜的控制和管控一體化信息的需求。總之,IPC是開放式架構、開放式系統,PLC則是封閉式架構、封閉式系統,而PC-Based PLC介于二者之間,是開放式架構、封閉式系統。嚴格地說,IPC一般承擔著管理控制任務和協同下級小型控制器或智能現場設備的控制任務,而PLC一般用作現地控制器。由于PC技術、信息技術、通信技術的交替發展,使得研發PC-Based PLC的投資相對減少,會有更多的廠家來共同推進PC-Based PLC的發展。因此,PC-Based PLC會有非常好的發展前景,但這并不意味著在短時間內PC-Based PLC會取代PLC,PLC和PC-Based PLC將會在競爭的發展中逐漸走向融合。
2、基于PC-Based PLC架構系統的應用策略
2.1AI模塊
AI (Analog Inputs)的多寡對系統的運行的實時性和穩定性有較大的影響,尤其是當AI模塊較多時其影響更大。主要原因為:諸如I-8000或者ADAM5510 控制器的CPU僅僅是一款主頻只有40MHz地80188的控制器,其數據處理能力、存儲空間有限,導致其運算、邏輯處理以及事件響應的快速性就沒有 IPC那么強大,由于CPU要完成一次A/D的整個過程必須要進行采樣、保持、同步、轉換、存儲、處理以及運算等一系列的過程方可完成,比較費時,因此,當要完成的AI通道數較多時,必然會影響采樣的實時性和系統地穩定性。通常而言,在一個控制器中,一般不要超過兩塊AI模塊為佳。
2.2 繼電器輸出模塊
繼電器輸出模塊對整個系統的影響最大,處理不好,將會導致整個系統崩潰和經常出現當機、主機板燒壞等現象,由于I -8000或者ADAM5510控制器的供電一般為10~30VDC,總的輸入功率為20W,不像IPC的輸入功率為250W那么大,假如繼電器輸出模塊尤其是大功率繼電器模塊插放的太多,由于系統供電能量不足,將會導致其輸出不正常,控制系統經常誤動作,導致系統崩潰、當機,甚至會導致主控板燒壞,使系統的穩定性、安全性以及可靠性存在許多隱患因素。一般而言,諸如繼電器輸出模塊不要超過兩塊,尤其是功率繼電器模塊最好為一塊。假如系統要控制的功率繼電器較多,可以采用普通光隔開關量輸入/輸出模塊利用多級放大的原理連接。
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