Điều khiển nhúng: Mảng tăng trưởng nhanh nhất trong lĩnh vực tự động hoá

Công nghệ đang phát triển này một mặt làm giảm khoảng cách giữa các bộ điều khiển lập trình module truyền thống mặt khác cũng làm giảm khoảng cách giữa các hệ thống điều khiển trên nền máy tính. Các danh giới này đang ngày càng thay đổi và mật độ công suất tiếp tục gia tăng. Phần trung tâm của điều khiển nhúng là một máy tính chuyên dụng và mạnh mẽ, nó có khả năng được gắn trực tiếp trên máy....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Điều khiển nhúng: Mảng tăng trưởng nhanh nhất trong lĩnh vực tự động hoá Điều khiển nhúng: Mảng tăng trưởng nhanh nhất trong lĩnh vực tự động hoáCông nghệ đang phát triển này một mặtlàm giảm khoảng cách giữa các bộ điềukhiển lập trình module truyền thống mặtkhác cũng làm giảm khoảng cách giữa cáchệ thống điều khiển trên nền máy tính.Các danh giới này đang ngày càng thayđổi và mật độ công suất tiếp tục gia tăng.Phần trung tâm của điều khiển nhúng là mộtmáy tính chuyên dụng và mạnh mẽ, nó có khả năng được gắn trực tiếp trên máy. Một vídụ đó là chiếc Microbox của Siemens, đây là một máy tính dạng hộp cực nhỏ không cóquạt hay ổ cứng, phần mềm bộ điều khiển có khả năng thời gian thực và có hệ thống tựquan sát.Tiến bộ mới nhất trong nền điều khiển nhúng này là sự có mặt của phần mềm SimaticWinAC RTX PLC thời gian thực và hệ thống quan sát linh hoạt WinCC tuỳ chọn.Với phần mềm gắn sẵn, thiết bị có thể được vận hành hoàn toàn mà không cần khả năngquan sát - được hỗ trợ bởi một vài phép chẩn đoán chọn thêm (LED) gắn trực tiếp trên vỏ- hay với một bộ điều khiển từ xa.Phương pháp với chi phí cực thấp sử dụng một (hay nhiều) máy khách mỏng, những máykhách này được vận hành qua Ethernet và một WinCC linh hoạt/truy nhập thông minhtuỳ chọn với những mức chi phí kỹ thuật thấp. Những thiết bị này được đặt ở một vị trícách Microbox tới 100m với bộ chuyển đổi được đặt ở rất xa. Loại hình vận hành từ xanày rất hữu ích ví dụ khi ứng dụng không thể dừng lại và thậm chí khi bảng điều khiểnđược thay thế.Công suất MCông suất tính toán cao của Microbox dựa trên các bộ xử lý Intel M có tốc độ xử lýnhanh hơn hai lần so với thế hệ trước đó. Người sử dụng có một vài lựa chọn đó là bộ xửlý Pentium M có dung lượng lên tới 1,4GHz với RAM 1 GB. Sự tiêu tán công suất nhiệtcủa các CPU đã được làm tối ưu hoá cho sự vận hành an toàn mà không cần dùng quạt vàthậm chí là vận hành với tải mở rộng tới mức tối đa.Thay vì sử dụng một đĩa cứng truyền thống, card CompactFlash (CF) đóng vai trò nhưmột thiết bị lưu trữ trung gian. Vì vậy, không có bộ phận nào chuyển động - một trongnhững nguồn gốc tạo ra lỗi của các hệ thống trên nền máy tính. Chính đặc điểm này giúpcho Microbox gần như không phải bảo trì và phù hợp với sự vận hành 24 giờ liên tục ởnhững khoảng nhiệt độ lên tới 550C.Các loại card Flash hiện nay với dung lượng lên tới 4GB cung cấp khoảng lưu trữ rộngrãi cho phần mềm cũng như cho các công thức, quá trình, sản phẩm và các dữ liệu kháchhàng cụ thể khác. Siemens giới thiệu phương pháp sử dụng card CF cấp độ công nghiệpvới chất lượng rất cao, nó không chỉ có khả năng khởi động vô hạn mà còn được thiết kếcho một lượng chu kỳ viết cao hơn đáng kể - trên 2 triệu chu kỳ, cao hơn so với cardtruyền thống hàng 100.000 chu kỳ thậm chí ở những môi trường có nhiệt độ tăng cao.NVRAM chạy bằng pin với dung lượng 128KB đáp ứng được nhu cầu của ngành tự độnghoá cho một cấp độ dư thừa nào đó. Trong NVRAM, dữ liệu điều khiển quan trọng cókhả năng được lập cấu hình bởi người sử dụng được bảo vệ khỏi sự mất dữ liệu mà khôngcần thêm một nguồn cấp điện liên tục.Mạnh mẽ và chịu tải với sự liên kếtSự khác biệt rõ ràng nhất giữa mô hình này với những mô hình trước đó là bốn đèn LEDđa sắc, những chiếc đèn này truyền các tín hiệu trạng thái hoạt động chính mà không cầnmột bộ điều khiển. Đó là các đèn báo công suất, báo mạch cảnh giới cũng như đèn báo lỗihệ thống và đèn báo CHẠY/DỪNG cho phần mềm bộ điều khiển.Có ba khe cắm mở rộng PC104 giúp tiết kiệm chi phí tích hợp của các module liên kếtbus trường hay thậm chí là các module vào/ra. Trong module vào/ra, card mở rộng trungtâm PC I/O là thành phần quan trọng nhất, tuỳ thuộc vào mô hình nó cung cấp tới 320 dữliệu vào và ra kỹ thuật số trong công nghệ 24 volt, 48 dữ liệu vào/ra tương tự hay 12 dữliệu đầu vào mã hoá vi lượng. Các hệ thống phụ có dung sai lỗi có thể được tích hợp quagói Simatic Distributed Safety chọn thêm.Microbox cũng được trang bị với loại liên kết phạm vi rộng do ngành công nghiệp yêucầu: một cổng nối tiếp, giao diện 1 DVI -I (DVI và VGA phối hợp), bốn cổng USB, vàhai kết nối Ethernet. Nó cũng chưng diện một giao diện Profibus DP tích hợp. Các kíchthước nén của nó là 262 x 134 x 47 mm (rộng x dài x cao, bao gồm cả khung mở rộng)phù hợp cho những ứng dụng công nghiệp có sự thách thức về mặt không gian.Đối với những nhiệm vụ thời gian thực khó khănNhưng đâu là phần cứng mạnh mẽ nhất khi phần mềm không sẵn sàng cho tính khắcnghiệt hàng ngày của môi trường công nghiệp? Siemens đã trả lời câu hỏi này bằng hệđiều hành nhúng Windows XP (XPe). Được làm sáng lên bởi balat không cần thiết nhưcác trò chơi, các phông chữ…, phiên bản nhúng chỉ yêu cầu RAM có dung lượng từ 250-400MB thay vì dung lượng 1-1,5GB như trong phiên bản đầy đủ. Chính đặc điểm nàycho phép card CF được khởi động an toàn và nhanh chóng.Không giống như một hệ điều hành chuyên dụng, một hệ điều h ...