Авторы:
Олейников В.С.
Гуськов К.С.
Так как ПЛК150 собираются сменять с производства, в своих проектах, нашу рабочую лошадку мы решили заменить на ПЛК200. Возникла задача рассмотрения отличий ПЛК150 и ПЛК200, так как помимо замены мы собираемся улучшить устройство нашего типового шкафа заменив контроллер на более новую версию. Ниже приведена функциональная схема нового ПЛК:
Рассматривать мы будем не все преимущества, а именно те, которые в значительной степени превосходят предыдущую серию ПЛК:
1) Новый процессор RISC-процессор ARM® Cortex-A8, 800 МГц позволяет выполнять действия на более высоких скоростях чем на процессоре, используемом в ПЛК150, а именно RISC-процессор ARM920T, 200 МГц. Новый процессор принадлежит семейству Cortex-A. Такие процессоры ориентированы на сегмент Application для OS с мощными возможностями. Архитектура такого устройства предназначена для мультимедиа и обработки сигналов. Поэтому данный процессор имеет более высокую производительность по сравнению с предшественником.
2) Вторым немаловажным преимуществом по сравнению с ПЛК150 является память. Она в значительной степени увеличилась:
Retain-память - это энергозависимая память которая хранит значения переменных выполняемой программы.
Мы видим из таблицы, что новое устройство имеет куда более вместительную память. Таким образом можно выполнять более сложные вычислительные задачи и хранить больше значений чем это можно было в прошлом ПЛК.
Такой объем памяти позволяет в действительности расширить функциональность системы управления.
1) Увеличилось количество поддерживаемых промышленных протоколов. Из них новыми стали OPC UA (Server), MQTT, SNMP. Первый из этих протоколов позволяет производить передачу в промышленных сетях. Он позволяет безопасно и надежно создавать коммуникацию между устройствами, являясь при этом независимым аппаратно и платформенно. Именно платформенно независимым дает нам возможность обмениваться данными между устройствами с разными операционными системами.
Одной из значительных преимуществ данного протокола является объектно-ориентированная информационная модель, которая предоставляет просмотр данных в виде web-браузера. Также еще одной отличительной чертой OPC UA является сервисно-ориентированная структура. Она позволяет использовать независимые сервисы, которые выполняют точно определенные задачи, вызываемых стандартным способом через настроенные интерфейсы, при отсутствии у сервисов знаний о вызывающих их приложениях, а у приложений- способов, которыми сервисы выполняют свою задачу. Таким образом данный протокол позволяет создавать приложения, которые построены путём смешивания слабосвязанных взаимодействующих сервисов.
OPC UA подходит для передачи данных на верхнем и среднем уровнях АСУ, но при этом его не используют на полевом уровне.
Второй протокол MQTT. Этот протокол служит для создания иерархии каналов связи. Такой протокол прост в использовании, также имеет невысокую нагрузку на каналы связи и особенно его легко интегрировать в любую систему. Основной задачей данного протокола является работа с телеметрией от различных датчиков и устройств. Также данный протокол не имеет ограничений на формат передаваемых сообщений.
И наконец протокол SNMP. Такой протокол используется для управления в IP-сетях с помощью архитектур TCP/UDP. Обычно данный протокол используется в системах сетевого управления для того чтобы контролировать устройства подключенные к сети на предмет условий, в случае если нужно внимание администратора. Управление протоколом происходит с помощью трех основных компонентов:
- Управляемого устройства (это элемент сети, использующий интерфейс управления причем не обязательно SNMP, который в свою очередь дает разрешение на доступ либо для чтения, либо еще и для записи конкретной информации об элементе. К управляемому устройству может относиться любое оборудование, взаимодействующее в сети с помощью технологии TCP/UDP)
- Агента (это такое ПО, которое запускается на управляемом устройстве, или на устройстве, входящем в интерфейс управления управляемого устройства)
- Система сетевого управления (ПО, позволяющее взаимодействовать с менеджерами для поддержки всей структуры данных, которое показывает данное состояние сети)
2) Также особенностью нового ПЛК является то, что у него появился локальный web-сервис, а значит данное устройство поддерживает следующие прикладные протоколы: NTP, FTP, SSH, HTTP / HTTPS, SMTP / IMAP, WireGuard. Таким образом если подключить контроллер напрямую в сеть, то мы сможем им управлять с помощью данных протоколов. К ряду преимуществ можно еще отнести то, что у данного ПЛК есть встроенный Firewall. То есть контроллер может поддерживать работу с межсетевым экраном, с помощью которого сетевые зоны разделяются на публичные сети WAN и локальные LAN c фильтрацией сетевого трафика по заданным правилам при переходе из одной сети в другую.
3) К сетевым возможностям нового ПЛК можно также отнести поддержку WEB-визуализации в CODESYS, а также WEB-интерфейс для настройки и диагностики контроллера.
4) Также в новой линейке ПЛК увеличилось количество входов/выходов, что позволяет расширить количество принимаемых параметров и соответственно решать более обширные задачи. К тому же появилась поддержка быстрых входов/выходов до 95 кГц на выделенном PRU. Это означает что теперь опрашивание входов/выходов происходит намного быстрее чем это было в прошлом ПЛК, у которого скорость работы дискретных входов достигала лишь до 10кГц при использовании подмодулей счетчика.
5) Особенным преимуществом стало то, что ПЛК200 может поддерживать операционную систему Linux c RT-патчем. А значит, что такой ПЛК уже является самостоятельным компьютером, имеющим свою операционную систему.
6) И наконец в данном ПЛК присутствует возможность подключение внешнего SD-накопителя. Данное новшество позволяет загружать проекты либо добавлять к существующим программам, не прибегая к настройке контроллера через интерфейс.
Но у данного продукта присутствует один минус по сравнению с предыдущим ПЛК, а именно это связано со временем выполнения цикла. У ПЛК150 типовое время выполнение цикла составляло 1мс то у нового ПЛК время увеличено до 3мс.
В целом ПЛК200 является более эффективным в работе автоматических систем контроля и для управления производственными технологическими процессами на промышленных предприятиях чем ПЛК150.
В дальнейшем эти преимущества можно использовать для расширения функционала уже имеющейся системы, построенной на предприятии и внедрения этого функционала в производство шкафов управления.
