Производительность контроллеров для АСУТП.docx

Производительность контроллеров для АСУТП

Производительность    ПЛК      оценивается     по     следующим характеристикам:

·       время считывания (выбора) канала телеизмерения;

·       время обработки команд (двоичных, логических, булевых);

·       время оборота маркера на внешней шине;

·       цикл      приложения      задачи      мастера      (опрашивающего устройства);

·       пропускная способность локальной или промышленной шины;

·       цикл     приложения    задачи    исполнителя    (опрашиваемого устройства).

Одним из существенных параметров ПЛК является время считывания (Т_ск) канала модуля телеизмерения. Это время представляется в технических характеристиках на модуль УСО неявно в виде времени преобразования аналогового модуля (около 50 мкс для типового модуля) и в явном виде приводится в пределах 0,2….4,0 мс, Суммарное время преобразования и время на обработку результата (время драйвера модуля УСО) определяет Т_ск.

Время обработки команд (Т_ок) дается в технических характеристиках на модуль ЦП в расчете на обработку 1К операций. Это время относится к обработке операндов в приложении, косвенно можно оценить по объему приложения в памяти программ. Как правило, время обработки команд значительно превышает суммарное время считывания каналов и в итоге определяет время цикла задачи в инструментальном пакете ПЛК

Время оборота маркера (Т_ом) определяется  циклами считывания модулей УСО на локальной шине или циклами прикладной задачи на локальных контроллерах, а также пропускной способностью шины. Т_ом определяется по формуле:

Т_ом = (N – 1) + n · (T_з + T_о + T_хх) · Tбит/с, где N – количество узлов;

n – количество переменных; T_з - время запроса;

T_о – время ответа;

T_хх – время холостого хода;

Tбит/с – время передачи 1 бита в секунду.

На рис.12.3 и 12.4 даны временные соотношения цикла приложения, Т_ск и Т_ом, (где Т_ск – время считывания канала; Т_ом – время оборота маркера; Т_см - время считывания модуля; Т_су – время считывания узла) для опроса на промышленных шинах Modbus Plus и Profibus.

Рис. 12.3 Опрос на промышленной шине типа Modbus Plus Время оборота маркера на локальной и промышленной шине

равно циклу приложения узла задатчика (мастера) на шине и может быть меньше пропускной способности шины. Цикл приложения узла исполнителя на промышленной шине не должен превышать Т_ом, иначе приложение не успеет подготовить данные для опроса. Цикл приложения мастера на промышленной шине может быть меньше цикла приложения исполнителя, но при этом не в каждом цикле приложения мастера данные модифицируются.

Рис.12.4 Опрос на промышленной шине типа Profibus

Табл.12.1 Линейки контроллеров от основных производителей

В табл.12.1 представлены линейки контроллеров от основных производителей. Линейка контроллеров представляет собой группу контроллеров с одинаковым конструктивом, равными функциональными возможностями, но с разной производительностью в зависимости от ЦП. Линейки контроллеров у разных производителей лежат в одном слое с равными типовыми решениями конструктива, набора функций, плотности каналов УСО и др. Линейки подразделяются по уровням (табл.12.1):

·линейка верхнего уровня (мощные цеховые контроллеры, как правило, типа VME);

·линейка среднего уровня (контроллеры локального уровня АСУТП, средней производительности);

·линейка нижнего уровня (контроллеры – интеллектуальные УСО для связи с распределенными объектами).

В одной линейке ПЛК отличаются по производительности центральных процессоров и их коммуникационным возможностям. Стоимость ПЛК в одноуровневых линейках разных производителей контроллеров близка к равному номиналу. В ряду одной линейки стоимость ПЛК может колебаться в пределах стоимости ЦП.