Proiectarea sistemelor de conducere cu automate programabile

Pentru a prezenta cateva caracteristici a unei metode de proiectare pe care o folosesc in cazul sistemelor de conducere cu automate programabile trebuie, la inceput, sa fac o delimitare a automatelor programabile de celelalte calculatoare care sunt folosite in cazul unui sistem de domotica. Aceasta este cu atat mai necesar cu cat exista automate programabile implementate pe PC, asa numitele Soft-PLC.

Automatele programabile (AP) pot fi considerate microcalculatoare specializate care functioneaza in timp real, adica asigura o limita maxima pentru durata procesului de achizitie, prelucrare si redare a informatiilor. Arhitectura tipica a unui AP este prezentata in Fig. 1. Se observa rolul important al intrarilor/iesirilor logice si analogice si al posibilitatilor de extensie.

Intr-un sistem de domotica, Fig. 2, pot exista la nivelul de management si nivelul de automatizare calculatoare care nu indeplinesc conditia de functionare in timp real, de exemplu diversele servere (web, baze de date, ftp, etc), gateway sau statii clienti. Sistemul lor de programare este diferit de cel pentru AP.

Desi in Fig. 2 nu apar, aproximativ 20% dintre calculatoarele folosite in conducerea automata in timp real nu sunt de tip AP, principala deosebire constand in caracteristicile software care permit o programare mai elastica. Intr-adevar, schema de functionare pentru AP consta in scanarea intrarilor, executarea algoritmului de conducere, actualizarea iesirilor si realizarea operatiilor de intretinere. Proiectarea in aceasta situatie este concentrata asupra

algoritmului de conducere deoarece ciclurile de intrare, iesire si intretinere sunt ascunse.Celelalte tipuri de calculatoare folosite in conducerea automata, numite PAC (Programmable Automation Controller) ofera un acces mai profund la resursele hardware ale sistemului.

Si din Fig. 2 se observa rolul important al intrarilor/iesirilor si comunicarii prin

magistrala (bus) de automatizare si magistralele de camp. Automatele programabile pot juca diferite roluri intr-un sistem de domotica: interconectare directa I/E, Interconectare I/E prin intermediul magistralei de camp sau gateway intre magistrale.

Semnalele I/E logice si analogice sunt prelucrate in mod diferit, Fig. 3 si din aceasta cauza si metodele de proiectare sunt diferite. Esantionarea cu o perioada constanta este esentiala atat pentru semnalele analogice cat si pentru semnalele logice. In continuare ma voi referii numai la proiectarea sistemelor cu evenimente discrete care folosesc AP.

Proiectarea unui sistem de conducere cu AP are cel putin urmatoarele etape:

1. Identificarea procesului.

2. Stabilirea algoritmului de conducere si a performantelor necesare.

3. Programarea AP

4. Configurarea AP

Orice discutie privind proiectarea sistemelor de conducere cu automate programabile nu poate fi facuta in afara standardelor IEC 61131 si IEC 61499. Standardul IEC 61131 are urmatoarele sectiuni