Структуры АСУТП

Материал из Wiki
Перейти к: навигация, поиск

Содержание

Введение

Архитектурно АСУТП могут быть централизованными (сосредоточенными) или распределенными. При увеличении количества контролируемых параметров, а следовательно, датчиков, преобразователей, модулей ввода, модулей вывода, исполнительных устройств, а также компьютеров, отслеживающих состояние системы, становится целесообразно разделить АСУТП на уровни.

Централизованные (сосредоточенные) АСУТП

Основная отличительная особенность централизованной АСУТП: отслеживание состояния системы и отправка управляющих воздействий производится с использованием одного ПЛК или компьютера.

Централизованная АСУТП может рассматриваться, как частный случай распределенной системы.

Характеристики

  • подключение устройств осуществляется по технологии "точка-точка";
  • ограниченная надежность - центральный элемент системы - компьютер, в случае отказа которого система становится неуправляемой; дублирующих элементов, обычно не предусматривается;
  • проста в обслуживании - сравнительно небольшое количество элементов АСУТП;
  • защищенность - в системе может быть реализована защита от неквалифицированных пользователей;
  • экономичность - система, как правило, реализуется в минимально необходимом и достаточном виде и не содержит большого количества элементов;
  • ограниченная модифицируемость - количество элементов системы ограничено, для ее модификации могут потребоваться новые отсутствующие элементы;
  • ограниченная функциональная расширяемость и наращиваемость - количество элементов системы ограничивается количеством разъемов и разветвителей, которые может поддерживать компьютер;
  • минимальное время на монтаж и пусконаладку - простота системы обуславливается количеством ее элементов; в данном случае это количество минимально;
  • относительная простота алгоритмов управления.

Типовые сферы применения

  • домашняя автоматизация;
  • испытательный стенд для тестирования серийной продукции;
  • лабораторные работы в ВУЗах;
  • локальное управление технологическим процессом;
  • контроль температуры в теплице или элеваторе.

StructASUTP-1.PNG

Распределенные АСУТП

Распределенные АСУТП состоят из множества территориально разнесенных ПЛК и модулей ввода-вывода. Каждый контроллер работает с определенной группой устройств ввода-вывода и обслуживает определенную часть объекта управления и взаимодействует с остальными контроллерами на минимально необходимом уровне, достаточном для выполнения общей задачи.

Необходимость построения распределенных систем обуславливается ростом количества контролируемых параметров, увеличением территории, на которой должна функционировать АСУТП, а также усложнением алгоритмов управления.

Характеристики

  • подключение устройств может осуществляться по технологиям "точка-точка" или "общая шина" в зависимости от количества контроллеров;
  • большее быстродействие - задачи распределяются между параллельно работающими процессорами;
  • повышенная надежность и устойчивость к сбоям - отказ одного из ПЛК не влияет на работу других;
  • более простое наращивание и переконфигурирование системы;
  • упрощенная процедура модернизации;
  • простота проектирования, настройки, диагностики и обслуживания - архитектура распределенной системы обычно соответствует архитектуре объекта управления;
  • улучшенная помехоустойчивость - устройства ввода в распределенной системе обычно размещяются в непосредственной близости от датчиков;
  • пониженные требования к кабелю и его низкая стоимость, меньшие расходы на монтаж и обслуживание кабельного хозяйства;
  • меньшие требования, предъявляемые к ОС реального времени - на каждом ПЛК установлена отдельная ОС.

Многоуровневые АСУТП

Ссылки

  1. QNX - проприетарная ОС, реализованная с использованием микроядерной архитектуры.
  2. VxWorks - ОС, распространяемая по пользовательскому соглашению. Широко используется NASA в космических аппаратах.
  3. LynxOS - проприетарная ОС с монолитным ядром. Широко используется в авиации и АСУП.

Литература

  1. Operating Systems, 3/e - книга Дейтела и Дейтела "Операционные системы, 3-е издание"
  2. Modern Operating Systems (4th Edition) - книга Таненбаума "Современные операционные системы (4-е издание).
  3. Real-Time Systems Design and Analysis: Tools for the Practitioner - книга "Архитектура и анализ систем реального времени", авторы Лаплант и Оваска.
Персональные инструменты
Пространства имён

Варианты
Действия
Навигация
Инструменты