2. Промышленные одноплатные компьютеры

3. Промышленные контроллеры

Промышленные микрокомпьютеры серии nano-РС

Микрокомпьютеры семейства nanoРС - это компактные PC-совместимые микрокомпьютеры, построенные на основе процессорных и периферийных модулей стандарта РС/104. Микрокомпьютеры nanoРС предназначены для использования в бортовых вычислительных системах, системах промышленной автоматики, в устройствах связи и телекоммуникаций, медицинской аппаратуре и других приложениях, где требуется обеспечить высокую надежность при жестких условиях эксплуатации.

Отличительные особенности семейства nanoРС

• использование шины ISA-16 и шины PCI (для плат РС/104+)

• применение специальных штыревых соединителей, обеспечивающих максимальную степень надежности

• широкий выбор производительности - процессорные платформы от i386SX до Р III,

• широкий выбор плат ввода/вывода и плат специального назначения

• низкое энергопотребление, обеспечивающее работу от батарей и без принудительного охлаждения

• жесткая закрытая механическая конструкция из алюминиевого профиля

• отсутствие зависимости от одного производителя вследствие поддержки стандарта РС/104 большим числом фирм в мире

Все семейство nanoРС условно можно разделить на группы микрокомпьютеров, ориентированных на практические применения: узловые компьютеры для распределенных систем, микросистемы сбора данных или логгеры, панельные и щитовые PC со знакосинтезирующими или графическими LCD-панелями и мембранной клавиатурой, микрокомпьютеры для бортовых применений и т.д. Различные варианты исполнения nanoРС зависят от типа процессорного ядра, объема оперативной памяти и Flash-дискa, количества и типа коммуникационных портов, наличия функции видео, наличия каналов аналогового и дискретного ввода/вывода, а также от условий эксплуатации, типа источника питания, выбора механической конструкции и т.д. Конструктивно nanoРС выполняются в прочном алюминиевом корпусе двух типов:

• на основе профиля, состоящего из 2-х половин различной высоты, и имеющих крепление типа "пенал", оснащенном механизмами для монтажа на стену, DIN-рейку или в щитовом исполнении и

• в виброустойчивом контейнере на основе замкнутого профиля типа "труба" с двойной системой амортизации. Корпуса первого типа допускают установку от 1 до 6 модулей формата РС/104, а корпуса второго типа от 4 до 10 модулей. Питание nanoРС осуществляется или постоянным нестабилизированным напряжением 10-30В или от сети переменного тока 220В/50Гц. Встроенный блок питания может иметь мощность от 10 до 50 Вт для питания модулей расширения.

Типовые модели nano-РС

Характеристики	nPC- nPC- nPC- nPC- nPC- пРС- 3100LK 3350 3130 4140Е 4101QK P5160VE
Процессор	386	386	386	486	486	Pentium P5
Частота, МГц	33	40	33	66	66	166
ОЗУ, MB	4	4	4	8	2	16..128
Flash, MB	0.5..72	0.5..72	0.5..72	2..256	0.5..288	8..512
СОМ-порт	2XRS232	2xRS232	2XRS232	1xRS232/485 3XRS232	2XRS232 1XRS485	2XRS232
Ethernet	*	«	*	+	*	+
LPT-порт	+	+	+	+	+	+
Символьный LCD	4x20	-	-	-	-	-
Графический LCD	-	-	-	-	320x240	-
Клавиатура	5x6	-	-	-	5x6	-
Аналоговые входы	-	8SE/4DI	-	-	-	32SE/16DI
АЦП, бит	-	12 (200 кГц)	-	-	-	16 (200 кГц)
Аналоговые выходы	-	2	-	-	-	4
Разрядность ЦАП, бит	-	12	-	-	-	12
Таймер-счетчик	-	-	-	10 (х16 bit)	-	-
Дискретные входы	16 Dr.C.	8 Dr.C.	20 Dr.C.	64 TTL (8255)	24 TTL (8255)	24 TTL (8255)
Дискретные выходы	16 0.С.	8 О.С.	20 Relay
Гальваноразвязка	+	+	+	-	-	-
Диапазон рабочих температур, °С	-20..+55	-20..+55	-40..+70	-40.+85	0..+55	-40..+70
Питание, В	9..36	9..36	7..30	7..30	8..48	7..30
Кол-во плат РС/104	2	3	3	4	2	3
* - опция, Dr.C. -сухой контакт, О.С.-открыт.коллектор, SЕ-однопров./D1-дифференциальное включение

Промышленные PC-контроллеры

Семейство узловых PLC-PC контроллеров 1-8000

Серия ICPCON 1-8000 - это новое семейство компактных контроллеров модульного типа, позволяющее реализовывать различные типы систем сбора и обработки данных: удаленных, распределенных, автономных и т.п.

Контроллеры 1-8000 являются PC-совместимыми, полностью отвечая современным тенденциям развития средств промышленной автоматизации.

Следует отметить также широкий диапазон рабочих температур семейства - 25°С....+75°С.

Конструктивно контроллер 1-8000 выполнен в виде отдельного блока из негорючей пластмассы. Блок содержит модуль центрального процессора, панель управления, коммуникационные порты RS-232/RS-485, CAN или Ethernet, источник питания и объединительную плату для установки модулей В/В. Конструкция блока позволяет легко монтировать его на панель или DIN-рейку, при этом обеспечивается открытый доступ к панели управления и разъемам (слотам) для установки или замены модулей В/В.

Питание контроллера может осуществляться постоянным нестабилизированным напряжением 10-30В. Встроенный блок питания мощностью 20 Вт имеет линейную нагрузочную характеристику во всем рабочем диапазоне выходной мощности и температур, его соединительные клеммы выведены на переднюю панель и защищены дополнительной крышкой.

Контроллеры серии 1-8000 имеют трехуровневую систему гальванической развязки: первый - 3000В - обеспечивается источником питания, второй -3000В- модулями В/В и третий -2500В - электрическими цепями коммуникационных портов. Наличие гальванической развязки позволяет снизить влияние электромагнитных помех, устранить гальваническую связь с оборудованием контролируемых объектов, а также предотвратить неисправности, которые могут быть вызваны случайными выбросами напряжения питания и переходными процессами при коммутации силового оборудования.

Через один из коммуникационных портов к контроллерам 1-8000 могут быть подключены дополнительные модули В/В, устанавливаемые в специальные устройства расширения.

Модуль центрального процессора и панель управления

Контроллеры серии 1-8000 построены на базе процессора AMD-188/186, 40 МГц и имеют 128-512 Кб оперативной памяти с возможностью питания от отдельной батареи, 256-512 Кб Flash памяти, встроенные часы реального времени и сторожевой таймер. Объем Flash памяти можно наращивать до 32 Мб, а оперативную память увеличивать на 128 или 256 К. Операционная система miniOS7, аналогичная MS DOS, размещена в ПЗУ контроллера.

Сторожевой таймер обеспечивает перезапуск модуля ЦП в случае его непредвиденной остановки, отказа аппаратной или программной частей. Если программа не обращается к таймеру более чем 1.6 секунды, то производится автоматический перезапуск центрального процессора. Для связи с модулями В/В, установленными в блок контроллера используется высокоскоростная параллельная локальная шина.

Встроенная панель управления обеспечивает оперативный контроль за работой контроллера. На панели расположены 5-знаковый семисегментный индикатор, три светодиода и четыре кнопки управления. На индикатор может выводиться информация о статусе работы контроллера, состоянии аналоговых каналов В/В и др. Информация о состоянии дискретных линий В/В выводится на светодиоды, расположенные на передних панелях модулей.

Контроллеры серии I-8000 содержат также встроенные аппаратные и программные средства самодиагностики.

Варианты исполнения контроллеров

Различные варианты исполнения контроллера зависят от количества слотов расширения на объединительной плате, типов коммуникационных портов и возможностей обмена данными с другими устройствами (ведущий или ведомый). Модели I-8XXXS могут работать только в режиме ведомого контроллера в составе сети интерфейсов RS-485 или CAN, а модели контроллеров I-8XXXM могут быть ведущими, ведомыми или работать автономно.

Коммуникационные порты

В контроллерах I-8X1XX порт СОМ1 поддерживает интерфейс RS-232, а COM2- RS-485, особенностью которого является высокоскоростной обмен, вплоть до 921 Кбод. При использовании порта COM2 для создания сети из контроллеров I-8000только один контроллер будет ведущим, а остальные (до 256 ) ведомыми. Прямой обмен между ведомыми контроллерами невозможен.

В контроллерах I-8X2XX порты СОМ1 и COM2 поддерживают интерфейс CAN. Сеть контроллеров на его основе также может содержать множество узлов, один из которых является ведущим. Однако в отличие от сети на основе интерфейса RS-485 обмен между ведомыми контроллерами возможен в обход ведущего. Протоколы интерфейса CAN отличаются высокой надежностью и достоверностью передачи информации, для чего реализовано несколько механизмов обнаружения ошибок. Контроллеры I-8X2XX поддерживают два основных протокола: DeviceNet фирмы Allen-Bradley и CANopen на основе протокола CAL, стандартизованного ассоциацией пользователей и производителей CiA. Скорости передачи фиксированы: для DeviceNet 125,250 или 500 Кбод, для CANopen 20,125, 500 или 1000 Кбод.

В контроллерах I-8X3XM порты СОМ1 и COM2 заменены портом Ethernet, скорость обмена через который составляет 10 Мб по витой паре категории 3 и выше. Контроллеры I-8X3XM поставляются с библиотеками TCP/IP, Web Server и VxCOM, позволяющие легко интегрировать контроллеры в существующую сеть Интернет/Интранет и получить доступ к данным через браузер типа IE или Netscape, а также реализовать функции Ethernet-RS232/485 роутера.

Порт COM3 во всех моделях контроллеров служит для загрузки программ с обычного компьютера или может использоваться как RS-232 общего назначения. При необходимости количество коммуникационных портов может быть увеличено путем установки в слоты контроллера интерфейсных модулей расширения.

Модули Ввода/Вывода

В состав серии модулей В/В входят модули многоканального аналогового ввода сигналов в виде напряжения, тока, термометров сопротивления, термопар, модули аналогового вывода сигналов по напряжению или току, модули дискретного ввода/вывода, в частности, с мощным релейным выходом, модули счетчиков и модули управления движением - трех координатный квадратурный шифратор и двух координатный модуль управления шаговыми двигателями.

Модули В/В серии I-8000 представлены двумя группами: модули с параллельным высокоскоростным интерфейсом и модули с последовательным интерфейсом с более низкой скоростью обмена. В контроллер можно устанавливать модули обеих групп в любой комбинации. Все модули содержат съемные клеммные соединители с винтовой фиксацией проводов.

Для увеличения числа каналов ввода/вывода в серии I-8000 предусмотрены специальные устройства расширения: шасси I-87K4 и I-87K8, подключаемые к последовательному порту блока контроллера. Шасси I-87K4 и I-87K8 содержит блок питания и объединительную плату для установки соответственно 4 или 8 модулей В/В. В устройства расширения устанавливаются только модули с последовательным интерфейсом. К одному контроллеру серии I-8000 может быть подключено до 256 модулей В/В. Следует также отметить возможность подключения устройств расширения с модулями В/В к последовательному порту компьютера.