Разработка позволяет создавать гибкие и независимые системы управления, которые проще в сборке, дешевле в эксплуатации и легче в ремонте, сообщили ТАСС в пресс-службе учреждения.
«Нам удалось избавиться от ручного труда по прокладке лишних проводов и от человеческого фактора в обеспечении надежности, но при этом не городить монолитное решение в духе ПЛК (программируемых логических контроллеров). Результатом стала модульная архитектура на базе кросс-платы», — привели в пресс-службе слова руководителя Отдела прототипирования робототехнических и встраиваемых систем СПб ФИЦ РАН Владимира Дашевского.
Уточняется, что современные технологии проектирования, сборки и поддержания работы шкафов автоматики имеют ряд проблем, из-за которых производство и эксплуатация систем управления остается сложным и дорогим делом. При классической сборке на DIN-рейке все цепи питания и информационных сигналов прокладываются вручную, что создает зависимость от квалификации монтажника, трудности при поиске ошибок и оценке качества монтажа. Естественное развитие автоматики — переход к ПЛК — повышает степень интеграции, но порождает новые проблемы. Вся логика работы шкафа оказывается внутри единственного устройства. Через несколько лет после пуска этот ПЛК может выйти из строя, а найти в продаже точно такую же модель будет уже сложно.
По данным пресс-службы, ученые СПб ФИЦ РАН предложили использовать вместо ручного соединения компонентов проводами специальную печатную плату со слотами (кросс-плату), в которую модули устанавливаются напрямую. Она выполняет сразу три функции: несущая платформа (механическая основа), распределитель питания и коммуникационная среда — разводка трех сетей — RS-485, CAN и Ethernet 100 Мбит/с, что позволяет сочетать в одной системе дорогие сложные модули и дешевые простые. При установке модуль сразу получает питание правильной полярности и доступ ко всем трем сетям: никаких проводов, никаких ошибок подключения.
«Раньше для объединения в одну систему разнородных функций приходилось либо проектировать сложную монолитную конструкцию “все включено”, либо каждый раз кустарно приделывать, например, очередное реле к большому универсальному или одноплатному компьютеру. В новой архитектуре этого не нужно», — пояснил Дашевский.
Как отметили в пресс-службе, кроме того, на каждой кросс-плате есть энергонезависимая память, где для каждого слота записана конфигурация: какой тип модуля должен здесь находиться, какие у него параметры и назначение. Это своего рода паспорт всей системы автоматики шкафа, что является еще одним рубежом защиты от утери информации о том, как должна работать вся система. Даже через много лет после ввода системы в эксплуатацию, когда исходные проектные данные оборудования могут быть утеряны, калибровочные данные и настройки режимов работы забыты, паспорт системы останется на месте и обеспечивает совместимость с рабочими настройками.
Внедрение разработки
По данным учреждения, разработка вышла за рамки лабораторных образцов. Первый блок управления запущен в опытно-промышленную эксплуатацию, и линейка модулей активно расширяется. Комбинирование модулей на одной или нескольких объединенных кросс-платах позволяет строить самые разнообразные системы управления и контроля — без навесного монтажа сетей, без индивидуального подвода питания к каждому устройству и без рисков, связанных с человеческим фактором.