Гл5_07 (1031652), страница 11
Текст из файла (страница 11)
5. 33, б) промышленный компьютер форм-фактора 3,5”фирма изготовитель Advantech называет Biscuit PC формата 3,5" и т.п.Бурный технический прогресс и разнообразие названий одного и того же порождает некоторую путаницу. Все время анонсируется что-то новое и его приходится укладывать в какие-то рамки для анализа. Я рекомендую Вам для анализа использованную здесьцепочку: внешний конструктив (настольный, настенный, стоечный, встроенный) – формфактор (конструктив платы, модуля) – контроллерная системная шина.И еще одно замечание. В вычислительной технике постоянно шла и идет «войнашин».
Вы, наверняка, слышали об этом. Далеко не первое противостояние ISA – MCAпривело к полной победе ISA, затем PCI выиграло войну за обладание титулом «системная шина компьютера» и полностью вытеснила ISA с материнских плат компьютеров общего применения. Но и PCI не придется долго почивать на лаврах, не спасает и 64-х разрядное расширение PCI-X. Достигнут физический предел быстродействия параллельнойшины, а высокопроизводительные процессоры требуют большей скорости обмена. Насмену идет последовательно-параллельное соединение PCI Express, которое и шиной-тоне является. Что бы не ввязываться в эту войну, более того, использовать прогресс вычислительной техники себе на пользу при выигрыше любой системной шины, нужно брать вкачестве вычислительного ядра такие процессорные модули, у которых вся быстродействующая часть (видеоадаптер, адаптеры сетевого обмена, носители информации) интегрированы на одной плате и системная шина процессора не выходит за ее пределы.
Системная шина компьютера и системная шина контроллера – это разные вещи и не стоит ихсмешивать. Наверняка ISA еще долго послужит в роли системной шины контроллера.Для ответа на вопрос, какой же из рассмотренных нами конструктивов, формфакторов и шин выбрать приведу критерии выбора.Факторы, определяющие выбор конструктива и форм-фактора промышленных компьютеров для автоматизации оборудования электронных технологий.Требования соответствия объекту управления.1. Соответствие процессорных модулей, представленных в этом форм-факторе, требованиям технологии и оборудования по скорости обработки информации.2. Обеспечение процессорным модулем человеко-машинного интерфейса и внешнего ивнутреннего сетевого взаимодействия.3.
Наличие требуемых плат УСО.4. Соответствие конструктива общей компоновке технологической машины.Требования широты использования в разработках.5. Универсальность, как возможность использования, как в стоечном, так и во встроенном конструктиве для центральных, узловых и локальных контроллерах.Перспективность форм-фактора.6. Функциональная замкнутость процессорного модуля, наличие видеоадаптера, адаптеров сетевого обмена, достаточно большого объема ОЗУ и носителей постоянной информации (флеш-дисков и т.п.) и внешней контроллерной шины.7. Малое энергопотребление, позволяющее обходиться без принудительной вентиляции.8.
Широта предоставления плат УСО, обязательное наличие плат дискретного контроляРябов Владимир Тимофеевич. Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»МГТУ им. Н. Э. Баумана, V_Ryabov@mail.ru35с аппаратной и программной инициализацией, аналогового контроля и управления,дискретного управления, наличие гальванической развязки, интерфейсных клеммныхплат для организации связи с объектом.9. Наличие нескольких фирм-изготовителей модулей в выбранном форм-факторе.10. Техническая поддержка фирмы изготовителя, долговременная стабильность поставкикомплектующих.11.
Наличие средств программирования и отладки программного обеспечения.Достаточно мощные и надежные процессорные модули, представлены в формфакторе «Классическая ISA» и старайтесь применить их, если не очень стеснены в габаритах. Вызывает некоторые опасения долгосрочная перспектива поставки этих плат, многиепроизводители сокращают их выпуск в пользу PICMG, хотя, по моему мнению, это неочень оправдано.Надежнее, но и дороже этого форм-фактора будет АТ96 Евромеханика 3U. Габариты примерно соизмеримы. Влияние увеличения стоимости будет незначимо, если установка сама достаточно дорогая и ее простои не дешевы. Вы существенно выиграете наэксплуатационных затратах.Форм-фактор microPC интересен тем, что сможет удовлетворить Ваши потребностикак в стоечном конструктиве в составе блока энергоавтоматики, так и послужить основойлокальных контроллеров, встраиваемых в объект.
В этом форм-факторе широко представлены достаточно универсальные, программно перестраиваемые платы УСО. Так, естьуниверсальные перепрограммируемые платы ввода-вывода дискретных сигналов уровняТТЛ на 96 каналов и модули оптронной развязки для них. Эти платы на программируемыхлогических матрицах и могут работать с программной и аппаратной инициализацией. Онимогут автономно, без участия процессора, выполнять широкий набор функций, вплоть доизмерения частоты и формирования ШИМ сигналов, управления шаговыми двигателями иЖК индикаторами, таймерных функций.Платы ввода дискретной информации на 32 канала имеют гальваническую развязкуот объекта управления и так же выполнены на программируемых логических матрицах ипрограммно конфигурируются для выполнения различных функций.Платы вывода дискретной информации на 32 канала также гальванически развязывают вычислительное ядро и объект управления.
Предназначены для коммутации 32 сигналов постоянного напряжения до 60 В при токе нагрузки до 500 мА.Представлены также платы аналогового контроля и управления.РС/104, РС/104 Plus и PCI-104 – это конечно встраиваемые форм-факторы. Нетособой нужды использовать их в стойках энергоавтоматики. По моему, microPC, хотя иимеющий чуть большие габариты, целесообразнее использовать для автоматизации технологического оборудования.Вопросы к экзамену.1.
Архитектура и конструктивы промышленных компьютеров. Решение проблем гибкойадаптации под объект управления и обеспечения надежности работы.2. Форм-факторы и конструктивы для центральных контроллеров.3. Форм-факторы и конструктивы для монтажа в 19” стойку.4.
Встраиваемые промышленные контроллеры: форм-факторы и шины.5. СОМ-контроллеры: назначение, конструктивное исполнение, стандарты.6. Сравнение форм-факторов «Классическая ISA» и PICMG.7. Назначение контроллеров и шины форм-фактора «Евромеханика 3U».8. Форм-фактор «МикроPC» и шина microISA.9. Форм-фактор и шина РС/104.
Развитие этого форм-фактора.10. Обзор форм-факторов промышленных компьютеров для встраиваемых применений.11. Факторы, определяющие выбор конструктива и форм-фактора промышленных компьютеров для автоматизации оборудования электронных технологий.Рябов Владимир Тимофеевич. Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»МГТУ им. Н. Э. Баумана, V_Ryabov@mail.ru365.3. Платы сопряжения с объектом, платы УСОПлаты связи с объектом управления предназначены для ввода и вывода информации, поступающей с элементов объекта в вычислительное ядро контроллера.
Объекты автоматизации существенно различны, поэтому и под платами УСО обычно понимаютсяразличные множества периферийных плат. Объектом нашего изучения является технологическое оборудование и комплект плат, или модулей УСО, должен обслуживать его элементы, систему целевых механизмов и их энергообеспечения. Мы рассматривали такиемодули в разделе 5.1 при изучении контроллеров УТК-5 и «Орион».
Тогда мы рассматривали то, что было 25 - 30 лет назад, здесь, отталкиваясь от исходной точки, мы рассмотрим сегодняшнее состояние.А. Классификация и обзор возможностейПрежде всего, постараемся классифицировать платы УСО современных промышленных контроллеров, чтобы разложить их по группам и изучить типовые платы в каждойгруппе. Если возложить функции поддержки человеко-машинного интерфейса на процессорный модуль, все множество плат УСО можно разделить на две группы: платы обмена сигналами дискретного управления и контроля (ДУ, ДК) и аналогового управления и контроля (АУ, АК); коммуникационные платы – адаптеры локальных и глобальных сетей для связис контроллерами своего, низшего или высшего иерархического уровней.Старайтесь выбрать процессорные платы с интегрированными адаптерами сети,особенно это относится к высокоскоростному обмену большими объемами информации.Тогда коммуникационные платы будут просто не нужны, контроллерная шина для сетевого обмена использоваться не будет и пропадут все проблемы с ее недостаточным быстродействием.Объектом нашего дальнейшего рассмотрения будут платы дискретного и аналогового управления и контроля ДУ, ДК, АУ и АК (рис.
5. 34). Их можно разделить на тригруппы: дискретного и аналогового контроля и управления; аналогового контроля и управления (ввода-вывода); дискретного ввода-вывода.Внутри каждой из трех групп возможна дальнейшая специализация только на дискретный ввод или на дискретный вывод для плат дискретного ввода-вывода. Для платаналогового контроля и управления - на платы только аналогового контроля и аналогового управления (рис. 5.34).В разделе 5.1 мы изучали платы (модули) дискретного ввода-вывода с программнойинициализацией обмена (УТК-5/КС-5, Орион/МОО) либо аппаратно-программной (Орион/МВД). Эти платы имели жесткое аппаратное решение, т.е., в их основе лежала некоторая неизменная схема, включающая ряд регистров, через которые и осуществлялось взаимодействие с объектом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
