Mae cyfrifiadur rheoli diwydiannol yn fath o system gyfrifiadurol sydd wedi'i chynllunio'n arbennig ar gyfer maes rheoli awtomeiddio diwydiannol, sy'n cael ei nodweddu gan berfformiad uchel, dibynadwyedd uchel, amser real a scalability. Bydd y papur hwn yn cyflwyno pensaernïaeth cyfrifiadur rheolaeth ddiwydiannol yn fanwl, gan gynnwys ei strwythur caledwedd, strwythur meddalwedd, protocolau cyfathrebu, strategaethau rheoli ac agweddau eraill.
Strwythur 1.hardware
Mae strwythur caledwedd cyfrifiadur rheolaeth ddiwydiannol yn cynnwys y rhannau canlynol yn bennaf:
1.1 Uned Prosesu Ganolog (CPU)
CPU yw cydran graidd cyfrifiadur rheolaeth ddiwydiannol, sy'n gyfrifol am weithredu cyfarwyddiadau rhaglenni a phrosesu data. Mae cyfrifiaduron rheolaeth ddiwydiannol fel arfer yn defnyddio proseswyr perfformiad uchel, pŵer isel, fel ARM, x 86 a phensaernïaeth eraill.
1.2 Cof
Mae'r cof yn cynnwys RAM (cof mynediad ar hap) a ROM (cof darllen yn unig), mae RAM yn cael ei ddefnyddio i storio rhaglenni a data, a defnyddir ROM i storio rhaglenni cadarnwedd a chychwyn system.
1.3 rhyngwyneb mewnbwn/allbwn
Rhyngwynebau mewnbwn/allbwn yw'r rhyngwynebau ar gyfer cyfrifiaduron rheoli diwydiannol i gyfathrebu â dyfeisiau allanol, gan gynnwys rhyngwynebau mewnbwn/allbwn digidol, rhyngwynebau mewnbwn/allbwn analog, a rhyngwynebau cyfathrebu. Defnyddir y rhyngwyneb mewnbwn/allbwn digidol i dderbyn ac anfon signalau newid, defnyddir y rhyngwyneb mewnbwn/allbwn analog i dderbyn ac anfon signalau analog, a defnyddir y rhyngwyneb cyfathrebu i gyfnewid data â dyfeisiau eraill.
1.4 Modiwl Cyflenwad Pwer
Mae'r modiwl cyflenwi pŵer yn darparu cyflenwad pŵer sefydlog ar gyfer y cyfrifiadur rheoli diwydiannol, fel arfer gan ddefnyddio cyflenwad pŵer newid neu gyflenwad pŵer llinellol.
1.5 Modiwl Ehangu
Fel rheol mae gan gyfrifiaduron rheolaeth ddiwydiannol fodiwlau ehangu ar gyfer ehangu eu swyddogaethau, megis modiwlau rheoli cynnig, modiwlau prosesu delweddau, ac ati.
1.6 System Thermol
Defnyddir y system afradu gwres i wasgaru'r gwres a gynhyrchir gan y cyfrifiadur rheoli diwydiannol i sicrhau gweithrediad sefydlog y system.
2. Strwythur Meddalwedd
Mae strwythur meddalwedd cyfrifiadur rheolaeth ddiwydiannol yn cynnwys y prif rannau canlynol:
2.1 System Weithredu
Y system weithredu yw meddalwedd sylfaenol y cyfrifiadur rheoli diwydiannol, sy'n gyfrifol am reoli adnoddau caledwedd, amserlennu tasgau, darparu rhyngwynebau rhaglennu ac ati. Systemau gweithredu cyfrifiadurol rheolaeth ddiwydiannol gyffredin yw Linux, VXWorks, QNX ac ati.
2.2 System Weithredu Amser Real (RTOS)
Mae system weithredu amser real yn system weithredu arbennig gyda nodweddion amser real uchel, dibynadwyedd uchel a nodweddion eraill, sy'n berthnasol i faes rheolaeth ddiwydiannol. Systemau gweithredu amser real cyffredin yw Freertos, RT-ERRAD ac ati.
2.3 Ieithoedd Rhaglennu
Mae cyfrifiaduron rheolaeth ddiwydiannol fel arfer yn cefnogi amrywiaeth o ieithoedd rhaglennu, megis C, C ++, Python, ac ati, i ddiwallu anghenion rhaglennu gwahanol senarios.
2.4 Gyrrwr
Gyrrwr yw'r bont rhwng y system weithredu a dyfeisiau caledwedd, sy'n gyfrifol am wireddu rheoli a rheoli dyfeisiau caledwedd.
2.5 Meddalwedd Cais
Meddalwedd cymhwysiad yw meddalwedd cyfrifiadur rheolaeth ddiwydiannol i wireddu tasgau rheoli penodol, gan gynnwys meddalwedd rhaglennu PLC, meddalwedd rheoli cynnig, meddalwedd prosesu delweddau ac ati.
3. Protocolau Cyfathrebu
Mae angen i gyfrifiaduron rheolaeth ddiwydiannol gyfathrebu â dyfeisiau eraill ar gyfer cyfnewid a rheoli data. Y protocolau cyfathrebu cyffredin yw:
3.1 Protocolau Cyfathrebu Cyfresol
Mae protocolau cyfathrebu cyfresol yn cynnwys Rs -232, rs -485, ac ati, sy'n addas ar gyfer pellter byr a chyfathrebu cyfradd isel.
3.2 Protocolau Bws Maes
Mae protocolau Fieldbus yn cynnwys Modbus, Profibus, CAN, ac ati, sy'n addas ar gyfer cyfathrebu dyfeisiau mewn safleoedd diwydiannol.
3.3 Protocolau Cyfathrebu Ethernet
Mae protocolau cyfathrebu Ethernet yn cynnwys TCP/IP, CDU, ac ati, sy'n addas ar gyfer cyfathrebu cyflym a phellter hir.
3.4 Protocolau Cyfathrebu Di -wifr
Mae protocolau cyfathrebu diwifr yn cynnwys Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, ac ati, sy'n berthnasol i senarios cyfathrebu diwifr.
4. Strategaeth reoli
Mae strategaeth reoli cyfrifiadur rheolaeth ddiwydiannol yn cynnwys y prif agweddau canlynol:
4.1 Rheoli dolen agored
Mae rheolaeth dolen agored yn golygu bod y rheolwr yn allbynnu signalau rheoli yn uniongyrchol yn ôl y signalau mewnbwn heb adborth o'r signalau allbwn gwirioneddol. Mae rheolaeth dolen agored yn syml ac yn gost isel, ond mae'r cywirdeb rheoli yn isel.
4.2 Rheoli dolen gaeedig
Mae rheolaeth dolen gaeedig yn golygu bod y rheolwr yn addasu'r signal rheoli yn ôl y gwahaniaeth rhwng y signal mewnbwn a'r signal allbwn gwirioneddol. Mae gan reolaeth dolen gaeedig gywirdeb a sefydlogrwydd rheolaeth uchel.
4.3 Rheoli PID
Mae rheolaeth PID yn strategaeth rheoli dolen gaeedig gyffredin, sy'n sylweddoli rheolaeth y system trwy'r tri pharamedr cyfrannol (P), annatod (I) a gwahaniaethol (D).
4.4 Rheolaeth Fuzzy
Mae rheolaeth niwlog yn strategaeth reoli sy'n seiliedig ar resymeg niwlog ar gyfer systemau ag ansicrwydd ac amwysedd.
4.5 Rheoli Rhwydwaith Niwclear
Mae rheoli rhwydwaith niwral yn strategaeth reoli sy'n seiliedig ar rwydwaith niwral artiffisial, sy'n cael ei nodweddu gan allu hunan-ddysgu a gallu i addasu.
5. Meysydd cymhwyso
Defnyddir cyfrifiaduron rheolaeth ddiwydiannol yn helaeth mewn amrywiol feysydd awtomeiddio diwydiannol fel:
5.1 Gweithgynhyrchu
Defnyddir cyfrifiaduron rheolaeth ddiwydiannol yn y diwydiant gweithgynhyrchu i wireddu rheolaeth awtomataidd ar linellau cynhyrchu a gwella effeithlonrwydd cynhyrchu ac ansawdd cynnyrch.
5.2 Diwydiant Pwer
Defnyddir cyfrifiaduron rheolaeth ddiwydiannol yn y diwydiant pŵer trydan i wireddu monitro a rheoli'r grid pŵer i sicrhau gweithrediad sefydlog y grid pŵer.
5.3 Diwydiant Petrocemegol
Defnyddir cyfrifiaduron rheolaeth ddiwydiannol yn y diwydiant petrocemegol i wireddu monitro a rheoli'r broses gynhyrchu, gwella effeithlonrwydd cynhyrchu a diogelwch.
5.4 Diwydiant Trafnidiaeth
Defnyddir cyfrifiaduron rheolaeth ddiwydiannol yn y diwydiant cludo i wireddu rheolaeth awtomatig ar signalau traffig, isffordd ac offer arall.