PRŮMYSLOVÉ AUTOMATIZAČNÍ SYSTÉMY A SBĚR DAT Flashcards
ZÁSADY TVORBY PROGRAMOVÉHO VYBAVENÍ PRO PRŮMYSLOVOU AUTOMATIZACI
- v automatizaci je kladen důraz na spolehlivost a jednoduchost použití
- vizuální programování velmi usnadňuje tvorbu aplikací
- pro lepší rozšiřitelnost se může aplikovat modulární architektura
KONCEPCE TECHNICKÝCH PROSTŘEDKŮ PRO SBĚR TECHNOLOGICKÝCH DAT
- automatizovaně se dají sbírat:
1. data o výrobě – počet, doba výroby, zbývající kusy
2. data o prostojích – příčiny, doba prostoje
3. data o kvalitě – díky vizuální kontrole
4. technologická data – o stavu technologie a výrobního prostředí
5. data o pohybu materiálu – použitím RFID čipů
6. data o nevýrobních aktivitách – ladění, zabezpečení
KONCEPCE TECHNICKÝCH PROSTŘEDKŮ PRO SBĚR TECHNOLOGICKÝCH DAT - LabVIEW
- Vývojové prostředí pro vizuální programovací jazyk National Instruments
- systém může spolupracovat s originálním hardwarem pro sběr externích dat
TYPY KOMUNIKACE MEZI PRŮMYSLOVÝMI MĚŘICÍMI, ŘÍDICÍMI A OPERÁTORSKÝMI SYSTÉMY, TYPY MĚŘICÍCH SBĚRNIC - seriální/paralelní komunikace
Sériová komunikace
- je v telekomunikacích a informatice proces přenosu dat postupně po jednotlivých bitech (tj. sekvenčně) pomocí komunikačního kanálu nebo sběrnice
- používá se na dálkových linkách a většině počítačových sítí, kde činí cena kabelu a synchronizační potíže paralelní komunikaci nepraktickou
- na krátké vzdálenosti se sériová komunikace v počítačových sběrnicích prosazuje čím dál více, protože odstraňuje problémy, na které narazila paralelní komunikace (parazitní kapacity, přeslechy, problém synchronizace hodin mezi vodiči – clock skew a vyplatí se složitější zařízení (SerDes – serializer a deserializer)
Paralelní komunikace - proces přenosu dat, kdy je několik bitů posíláno najednou pomocí komunikačního kanálu nebo sběrnice - komunikační linka obsahuje několik paralelních přenosových kanálů - protiklad sériové komunikace - průmyslové automatizační systémy s operačním systémem reálného času
TYPY KOMUNIKACE MEZI PRŮMYSLOVÝMI MĚŘICÍMI, ŘÍDICÍMI A OPERÁTORSKÝMI SYSTÉMY, TYPY MĚŘICÍCH SBĚRNIC - kroucená dvojlinka (TP - Twisted Pair)
- nejrozšířenější druh Ethernetové kabeláže
- kabel s dvojlinkou obsahuje celkem čtyři kroucené páry, tedy osm vodičů
- podporuje full duplex, čímž zaručuje maximální přenos dat
- kategorie Cat1 - Cat8 – vyšší jsou kvalitnější, dražší, mají širší pásmo a jsou tak rychlejší musí tím pádem mít kvalitnější stínění
- zakončená konektorem RJ 45 (neboli 8P8C - protože má 8 drátů)
TYPY KOMUNIKACE MEZI PRŮMYSLOVÝMI MĚŘICÍMI, ŘÍDICÍMI A OPERÁTORSKÝMI SYSTÉMY, TYPY MĚŘICÍCH SBĚRNIC - optické vlákno
- šíření dat pomocí světelného paprsku
- v oblasti Ethernetu se používají jednovidová nebo vícevidová (paralelní - na kratší
vzdálenosti) - vybudování optické trasy je dražší než strukturovaná kabeláž, ale umožňuje přenos na větší vzdálenosti
- další výhodou je spojení odolné proti elektromagnetickému rušení
- vhodné pro budování LAN sítí mezi budovami a vzdálenými lokalitami, kdy jsou metalické
spoje nepoužitelné vzhledem k problémům se statickou elektřinou nebo různým nulovým potenciálem rozvaděčů budov - zakončená media konvertory, které převedou optický signál na elektrický
- převodník bývá obvykle součástí přepínače jako rozšiřující modul
- pro každý spoj se používají dvě vlákna, pro každý směr jedno
- v praxi se používá několik vláken navíc jako rezerva pro rozšíření nebo poruchu
- délka až po stovky tisíc kilometrů
- až gigabitové rychlosti
- optický ethernet se označuje v příponě písmenem F, FX, SX
výhody:- přenos na velké vzdálenosti
- větší šířka pásma (znamená vyšší množství informace, menší průměr a hmotnost)
- dielektricita – umožnění přenosu informace v prostředí s vysokým stupněm elektrického nebo vysokofrekvenčního zamoření
- bezpečnost – vzhledem k tomu, že pro přenos informace se nevyužívá elektrických principů,
- v oblasti Ethernetu se používají jednovidová nebo vícevidová (paralelní - na kratší
TYPY KOMUNIKACE MEZI PRŮMYSLOVÝMI MĚŘICÍMI, ŘÍDICÍMI A OPERÁTORSKÝMI SYSTÉMY, TYPY MĚŘICÍCH SBĚRNIC - Sběrnice
skupina signálových vodičů
● paralelní – skupina řídících, datových a adresových vodičů
● sériová – sdílení dat a řízení na společném vodiči
- účelem je přenos dat a řídících povelů mezi dvěma a více elektronickými zařízeními
- přenos dat na sběrnici se řídí stanoveným protokolem
TYPY KOMUNIKACE MEZI PRŮMYSLOVÝMI MĚŘICÍMI, ŘÍDICÍMI A OPERÁTORSKÝMI SYSTÉMY, TYPY MĚŘICÍCH SBĚRNIC - Průmyslový Ethernet
- rozhraní a sériová sběrnice používaná v průmyslových aplikacích
- sběr dat a přenos řídících systémů (hydraulické, pneumatické, elektrické, PLC, CNC, snímače a
akční členy) - má vyšší krytí, odolnost proti elektromagnetickému rušení
- vyšší mechanická odolnost
- sběr dat a přenos řídících systémů (hydraulické, pneumatické, elektrické, PLC, CNC, snímače a
TYPY KOMUNIKACE MEZI PRŮMYSLOVÝMI MĚŘICÍMI, ŘÍDICÍMI A OPERÁTORSKÝMI SYSTÉMY, TYPY MĚŘICÍCH SBĚRNIC - CAN sběrnice
- v automobilovém průmyslu –diagnostika automobilů
- umožňuje decentralizované řízení
- pracuje v reálném čase s vysokým stupněm spolehlivosti
- aplikační vrstva protokolu CAN je definována několika vzájemně ne zcela kompatibilními standardy
Hlavní rysy CAN: - příjem a vysílání zpráv s posouzením priorit
- zjištění minimálních prodlev při režijních činnostech (arbitráž, kolize, přístupy)
- jednoduchá a flexibilní možnost konfigurace (připojení)
- zajištění centralizovaného příjmu zpráv z více zdrojů a řešení synchronizace
- možnost decentralizovaného řízení, předávání oprávnění k vysílání
PRŮMYSLOVÉ AUTOMATIZAČNÍ SYSTÉMY S OPERAČNÍM SYSTÉMEM REÁLNÉHO ČASU - typy
systémy reálného času
- základním požadavkem je včasná odpověď za všech možných okolností
- systém, který asynchronně zpracovává vstupy a produkuje odpovědi v pevně stanoveném čase
- doba, kterou má systém k dispozici na provedení úlohy je známa předem
- má jasně danou nejdelší dobu odezvy - použití: technologické procesy, brzdový systém ABS, vestavěné systémy Hard real-time Systems - např. systém řízení létajícího prostředku, jaderného reaktoru i mnoha jiných běžnějších systémů - má zadané časové krajní meze, které musí splnit, aby nenastala katastrofa Soft real-time Systems - některé časové okamžiky nemusí být přesně dodrženy, dovoleny odchylky - záruky jsou přibližné - měkké požadavky na dodržení doby odezvy
KONCEPCE TECHNICKÝCH PROSTŘEDKŮ PRO SBĚR TECHNOLOGICKÝCH DAT - způsoby sběru
- způsoby sběru:
a) přes komunikační rozhraní dodané výrobcem zařízení – zařízení komunikuje pomocí daného protokolu a posílá data do centrální databáze; nevýhodou může být cena a kompatibilita systémů jednotlivých dodavatelů
b) vytvoření komunikačního rozhraní dodavatelem systému sběru dat; řešení je velmi závislé na schopnostech dodavatele
c) osázením čidel snímající výstup výroby nezávislé na řídícím systému výrobního zařízení;
použití v případech staršího zařízení nebo není-li přímé propojení vhodné či ekonomické proprietární protokoly – brání jednoduchému propojení více zařízení od různých výrobců
