Kompjuter ta 'kontroll industrijali huwa tip ta' sistema tal-kompjuter iddisinjata apposta għall-qasam tal-kontroll tal-awtomazzjoni industrijali, li hija kkaratterizzata minn prestazzjoni għolja, affidabilità għolja, ħin reali u skalabbiltà. Dan id-dokument se jintroduċi fid-dettall l-arkitettura tal-kompjuter ta 'kontroll industrijali, inkluża l-istruttura tal-ħardwer tagħha, l-istruttura tas-softwer, protokolli ta' komunikazzjoni, strateġiji ta 'kontroll u aspetti oħra.
1. Struttura ta 'Hardware
L-istruttura tal-ħardwer tal-kompjuter ta 'kontroll industrijali tinkludi prinċipalment il-partijiet li ġejjin:
1.1 Unità tal-Ipproċessar Ċentrali (CPU)
Is-CPU huwa l-komponent ewlieni tal-kompjuter ta 'kontroll industrijali, responsabbli għall-eżekuzzjoni ta' struzzjonijiet tal-programm u data dwar l-ipproċessar. Kompjuters ta 'kontroll industrijali ġeneralment jużaw proċessuri ta' prestazzjoni għolja, ta 'enerġija baxxa, bħal ARM, X 86 u arkitetturi oħra.
1.2 Memorja
Il-memorja tinkludi RAM (memorja ta 'aċċess każwali) u ROM (memorja li tinqara biss), RAM tintuża biex taħżen programmi u dejta, u ROM tintuża biex taħżen il-firmware tas-sistema u l-programmi tal-istartjar.
1.3 Interfaċċa ta 'input / output
Interfaces ta 'input / output huma l-interfaces għal kompjuters ta' kontroll industrijali biex jikkomunikaw ma 'apparati esterni, inklużi interfaces ta' input / output diġitali, interfaces ta 'input / output analogi, u interfaces ta' komunikazzjoni. L-interface ta 'input / output diġitali jintuża biex jirċievi u jibgħat sinjali ta' swiċċjar, l-interface analog ta 'input / output jintuża biex jirċievi u jibgħat sinjali analogi, u l-interface ta' komunikazzjoni jintuża biex jiskambja data ma 'apparati oħra.
1.4 Modulu tal-Provvista tal-Enerġija
Il-modulu tal-provvista tal-enerġija jipprovdi provvista ta 'enerġija stabbli għall-kompjuter ta' kontroll industrijali, ġeneralment bl-użu ta 'provvista ta' enerġija li taqleb jew provvista ta 'enerġija lineari.
1.5 Modulu ta 'espansjoni
Kompjuters ta 'kontroll industrijali ġeneralment ikollhom moduli ta' espansjoni għall-espansjoni tal-funzjonijiet tagħhom, bħal moduli ta 'kontroll tal-moviment, moduli ta' proċessar ta 'immaġini, eċċ.
1.6 Sistema termali
Is-sistema ta 'dissipazzjoni tas-sħana tintuża biex tinħela s-sħana ġġenerata mill-kompjuter ta' kontroll industrijali biex tiżgura t-tħaddim stabbli tas-sistema.
2. Struttura tas-softwer
L-istruttura tas-softwer ta 'kompjuter ta' kontroll industrijali tikkonsisti mill-partijiet ewlenin li ġejjin:
2.1 Sistema Operattiva
Is-sistema operattiva hija s-softwer bażiku tal-kompjuter tal-kontroll industrijali, li huwa responsabbli għall-immaniġġjar tar-riżorsi tal-ħardwer, l-iskedar tal-kompiti, li jipprovdi interfaces ta 'programmazzjoni u l-bqija. Sistemi operattivi tal-kompjuter ta 'kontroll industrijali komuni huma Linux, VXWorks, QNX u l-bqija.
2.2 Sistema operattiva f'ħin reali (RTOs)
Sistema operattiva f'ħin reali hija sistema operattiva speċjali b'ħin reali, affidabilità għolja u karatteristiċi oħra, applikabbli għall-qasam tal-kontroll industrijali. Sistemi operattivi komuni f'ħin reali huma Freertos, RT-Thread u l-bqija.
2.3 Lingwi ta 'Programmazzjoni
Kompjuters tal-kontroll industrijali ġeneralment jappoġġjaw varjetà ta 'lingwi ta' programmazzjoni, bħal C, C {++, Python, eċċ., Biex jissodisfaw il-ħtiġijiet ta 'programmazzjoni ta' xenarji differenti.
2.4 Sewwieq
Is-sewwieq huwa l-pont bejn is-sistema operattiva u l-apparat tal-ħardwer, responsabbli biex jirrealizza l-kontroll u l-immaniġġjar ta 'apparati tal-ħardwer.
2.5 Softwer tal-Applikazzjoni
Is-softwer tal-applikazzjoni huwa s-softwer tal-kompjuter tal-kontroll industrijali biex jirrealizza kompiti ta 'kontroll speċifiċi, inkluż softwer ta' programmazzjoni PLC, softwer ta 'kontroll tal-moviment, softwer għall-ipproċessar tal-immaġini u l-bqija.
3. Protokolli ta 'komunikazzjoni
Il-kompjuters tal-kontroll industrijali għandhom bżonn jikkomunikaw ma 'apparati oħra għall-iskambju u l-kontroll tad-dejta. Il-protokolli ta 'komunikazzjoni komuni huma:
3.1 Protokolli ta 'komunikazzjoni serjali
Il-protokolli tal-komunikazzjoni serjali jinkludu Rs -232, Rs -485, eċċ., Li huma adattati għal komunikazzjoni b'distanza qasira u b'rata baxxa.
3.2 Protokolli ta 'Fieldbus
Il-protokolli ta 'FieldBus jinkludu Modbus, Profibus, CAN, eċċ., Li huma adattati għall-komunikazzjoni ta' apparati f'siti industrijali.
3.3 Protokolli ta 'komunikazzjoni Ethernet
Protokolli ta 'komunikazzjoni Ethernet jinkludu TCP / IP, UDP, eċċ., Li huma adattati għal komunikazzjoni b'veloċità għolja u fuq distanza twila.
3.4 Protokolli ta 'Komunikazzjoni Wireless
Protokolli ta 'komunikazzjoni mingħajr fili jinkludu Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, eċċ., Applikabbli għal xenarji ta' komunikazzjoni mingħajr fili.
4. Strateġija ta 'kontroll
L-istrateġija ta 'kontroll ta' kompjuter ta 'kontroll industrijali tikkonsisti fl-aspetti ewlenin li ġejjin:
4.1 Kontroll tal-linja miftuħa
Kontroll tal-linja miftuħa jfisser li l-kontrollur joħroġ direttament is-sinjali tal-kontroll skont is-sinjali tal-input mingħajr feedback tas-sinjali tal-ħruġ attwali. Il-kontroll tal-linja miftuħa huwa sempliċi u bi prezz baxx, iżda l-eżattezza tal-kontroll hija baxxa.
4.2 Kontroll taċ-ċirku magħluq
Kontroll b'ċirkwit magħluq ifisser li l-kontrollur jaġġusta s-sinjal tal-kontroll skont id-differenza bejn is-sinjal tal-input u s-sinjal tal-ħruġ attwali. Il-kontroll taċ-ċirku magħluq għandu eżattezza u stabbiltà ta 'kontroll għoli.
4.3 Kontroll PID
Il-kontroll PID huwa strateġija komuni ta 'kontroll b'ċirkwit magħluq, li tirrealizza l-kontroll tas-sistema permezz tat-tliet parametri ta' proporzjon (P), integrali (i) u differenzjali (d).
4.4 Kontroll fuzzy
Il-kontroll fuzzy huwa strateġija ta 'kontroll ibbażata fuq loġika mħawda għal sistemi b'inċertezza u ambigwità.
4.5 Kontroll tan-Netwerk Neural
Il-kontroll tan-netwerk newrali huwa strateġija ta 'kontroll ibbażata fuq netwerk newrali artifiċjali, li hija kkaratterizzata minn kapaċità ta' tagħlim u adattabilità.
5. Oqsma ta 'Applikazzjoni
Kompjuters ta 'kontroll industrijali huma użati ħafna f'diversi oqsma ta' awtomazzjoni industrijali bħal:
5.1 Manifattura
Kompjuters ta 'kontroll industrijali jintużaw fl-industrija tal-manifattura biex jirrealizzaw il-kontroll awtomatizzat tal-linji ta' produzzjoni u jtejbu l-effiċjenza tal-produzzjoni u l-kwalità tal-prodott.
5.2 Industrija tal-Enerġija
Kompjuters tal-kontroll industrijali jintużaw fl-industrija tal-enerġija elettrika biex jirrealizzaw il-monitoraġġ u l-kontroll tal-grilja tal-enerġija biex jiżguraw it-tħaddim stabbli tal-grilja tal-enerġija.
5.3 Industrija Petrokimika
Kompjuters ta 'kontroll industrijali jintużaw fl-industrija petrokimika biex jirrealizzaw il-monitoraġġ u l-kontroll tal-proċess ta' produzzjoni, itejbu l-effiċjenza u s-sigurtà tal-produzzjoni.
5.4 Industrija tat-Trasport
Kompjuters tal-kontroll industrijali jintużaw fl-industrija tat-trasport biex jirrealizzaw il-kontroll awtomatiku tas-sinjali tat-traffiku, subway u tagħmir ieħor.