Станок, линия, цех – все это элементы единой структуры, одного заводского организма. А главная часть любого организма – его мозг. В прежние времена на любом производстве функции мозга выполнял обслуживающий персонал, невольно перенося на работу подвластной ему техники свои ошибки, усталость и плохое настроение. Гораздо проще переложить эти функции на плечи наших кремниевых помощников – они справятся с ней быстрее и точнее. А поскольку они весьма неприхотливы, не требуют особого ухода и не обращают внимания на условия работы, имеет смысл остановить свой выбор именно на них. Пусть люди решают более серьезные задачи...

Эволюция вычислительной техники намного обогнала развитие оборудования, которым оснащены наши заводы и комбинаты. Поэтому теперь подразделения АСУ вместо вопроса «как сделать?» волнует другой – «что выбрать?». Согласитесь, еще несколько лет назад никто не мог даже помечтать о портативном ПК: чтобы его можно было нести в кейсе под дождем или мокрым снегом, в электричке раскладывать на нем пасьянс под Windows, а потом зайти с ним в неотапливаемый машинный зал, подключиться к контроллеру и загрузить данные о состоянии всего цехового оборудования (благодаря беспроводным системам связи это можно сделать даже не заходя в цех). А сегодня это реальность.

Представим такую ситуацию: вы – сотрудник отдела АСУ крупного предприятия, которое по вашим рекомендациям оснастили всем необходимым вычислительным оборудованием. На предприятии случилась мелкая (теперь для вас это уже мелочи) неприятность – авария питания, например. Спроектированная вами система подключит резервное питание, не прерывая производственный цикл, а потом (или одновременно) позвонит на ваш радиотелефон и почти человеческим (!) голосом сообщит о происшествии, своих действиях и попросит дальнейших указаний. Не верится? А зря, это тоже реальность.

Интересно, сколько времени занимает у вас поиск отчетности по энергозатратам вашего предприятия за июль позапрошлого года? Если больше двух минут, то вам пора всерьез подумать об автоматизации производства.

Поначалу эта задача кажется супергигантской, абсолютно невыполнимой и совершенно не решаемой. Но на самом деле все не так уж и страшно. Решить все проблемы может правильный выбор оборудования, а для этого требуется правильно поставить задачи, которые оно будет решать.

Рассмотрим автоматизацию самого нижнего уровня. Три необходимых и неразрывных составляющих успеха – это датчики (сенсоры), вычислительная и управляющая аппаратура (контроллеры) и, наконец, исполнительные механизмы (актуаторы), Обычно с первой и третьей из них все ясно: датчики и актуаторы используются стандартные, предлагаемые отечественной промышленностью. А вот, к сожалению, второго – и самого главного! – компонента она пока обеспечить не может. Поэтому приходится выбирать из зарубежных образцов. Надо признаться честно: возможности выбора ошеломляют! Предлагается все – от однокристальных контроллеров до мощнейших многопроцессорных систем.

Классическую архитектуру х86, на которой почти все мы воспитаны – так называемую IBM-совместимую, – представляет гигант промышленного компьютеростроения США Texas Microsystems. Широчайший выбор шасси для монтажа в стойку, на приборную панель, на стол, на пол, на стену (то есть куда угодно), удовлетворяющих различным механо-климатическим нормам, огромное количество процессорных карт на шинах ISA и PCI, «носимые» и «возимые» компьютеры – вот лишь краткий перечень выпускаемой фирмой продукции.

Естественно, что одного вычислительного блока вам не хватит, еще понадобится стыковка с датчиками и актуаторами, иначе говоря, некие нестандартные интерфейсы, называемые в просторечии УСО (устройства связи с объектами). Их – огромное множество, от многих производителей, специализирующихся в различных типах измерений. Модули и карты аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей, цифровой ввод-вывод, счетчики, таймеры, системы распределенного сбора информации, различные интерфейсы Fieldbus-сетей, системы управления двигателями и многое другое. Стыковка с отечественным оборудованием – не проблема. А уж о стыковке с морем программного обеспечения, написанного под эту архитектуру, и говорить не приходится.

 Далее. Ветеран ПК-совместимой автоматики, ровесник первых микро-ЭВМ – шинная технология STD, поддерживаемая почти двумястами производителями во всем мире. Однако сегодня, кроме классического 8-разрядного варианта с производительностью 8-10 Мбайт/с, популярен и 32-разрядный вариант (аналог EISA). Стандарт STD32 разработала американская корпорация Ziatech, одна из ведущих в 32-разрядных индустриальных технологиях. Скорость передачи по пассивному объединителю достигает 64 Мбайт/с. Корзины для модулей с числом посадочных мест от трех до двадцати четырех имеют различные механо-климатическиеисполнения.

В ассоциацию изготовителей 32-разрядных технологий Special Interest Group 32 (SIG32) входит почти два десятка фирм, производящих широчайший ассортимент процессорных карт и устройств связи с объектом (УСО). В числе достоинств этого оборудования – расширенный температурный диапазон эксплуатации модулей, полная совместимость с программным обеспечением IBM-совместимых компьютеров и пятилетняя гарантия на оборудование.

Вычислительной мощности одного крейта STD32 хватит для управления цехом средних размеров или несколькими участками разных цехов.

Если вы склонны к консерватизму или верны классической архитектуре ПК, но никак не можете смириться с ее основными недостатками (громоздкостью и энергетической прожорливостью), то советую обратить свой взор на стандарт РС/104. Что это такое? В принципе это – вторая (и лучшая!) жизнь шины ISA. Представьте себе классическую карту ISA, обрезанную до размеров 90x96 мм (проще всего сравнивать с дискетой в три с половиной дюйма – размеры почти одинаковы). Причем до этого размера сжимаются не только платы периферии, но и материнские платы. Изменяется принцип их стыковки – место классических ножевых разъемов занимают штыревые разъемы с шагом в 2,5 мм. Платы стыкуются между собой и закрепляются по углам в пакет. В кубике объемом около полулитра на этих модулях можно собрать полноценную 486-ю персоналку – маленькую, компактную, с низким уровнем энергопотребления и одновременно полнофункциональную, с классической архитектурой и стопроцентной совместимостью с океаном программного обеспечения. Для построения систем автоматизации лучшего «конструктора» не придумать!

Консорциум РС/104, выпускающий модули в этом стандарте, объединил более полутораста фирм-изготовителей из Америки, Канады, Франции, Германии, Англии и других стран. В этом его огромное преимущество, поскольку вы не привязаны к одному поставщику, как, например, в случае с MicroPC. В ассортименте продукции консорциума всегда найдется модуль, который удовлетворит любые ваши требования.

 Простой пример: печатная плата размером 140x203 мм. На плате собраны: материнская плата на процессоре вплоть до Р24С (Pentium), ППЗУ с «прошитой» в нем MS-DOS, а также ППЗУ или Flash Disk пользователя, в который записывается программа. Готова бездисковая (а следовательно, более надежная и автономная) рабочая станция. Кроме того, на этой же плате установлены аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи, цифровой ввод-вывод, дополнительные счетчики и масса других полезных вещей. Спектр применения таких компьютеров огромен: от создания на их базе переносного тестового оборудования до встраивания их в различные станки и полуавтоматы.

 Пожалуй, хватит о всяких процессорах и т. п. Спустимся на нашу грешную землю и посмотрим, что же валяется у нас под ногами? Кабель. Экранированный. Видимо, от температурного датчика, потому что выходит прямо из корпуса печи. А куда же он идет? На ближайший измеритель, до которого 80 метров (рядом с ним проходит кабель питания печи и наводит на него помехи). Избежать их позволяет распределенная система сбора информации. Для чего она нужна и в чем ее смысл? Она необходима как раз в том случае, когда нужно передать измерительный сигнал на большое расстояние и когда рядом находится источник сильных помех, -короче говоря, когда сигнал передаваться не хочет или не может. Гораздо проще преобразовать этот сигнал на месте его генерации в какой-либо код и отправить на регистрирующую аппаратуру по более помехоустойчивому каналу. Для этой цели можно использовать модуль удаленного сбора информации, который представляет собой пластиковую коробочку (размером чуть меньше пачки сигарет). У коробочки этой есть один или несколько входов и выход на интерфейс RS-232 или RS-485, В зависимости от конкретных требований можно найти коробочки с входами аналого-цифровых преобразователей, счетчиков, таймеров, реле и т. п. Объединив их в сеть на указанных интерфейсах, можно построить достаточно развитую распределенную систему сбора информации. У модулей с интерфейсом RS-232 есть одна интересная особенность, умолчать о которой я не могу. Эти модули умеют напрямую, то есть

без помощи компьютера, управлять модемом, и, следовательно, вы можете прямо по телефонной линии получать информацию.

Если вас все равно не устраивает уровень помехозащищенности RS'oe, то можно предложить так называемые «полевые шины» – Bitbus, Profibus и тому подобные Fieldbus'bi (по сути, это тот же RS-485, но более помехозащищенный). Они используют улучшенный протокол обмена, что позволяет увеличить дальность соединения и число подключаемых к кабелю абонентов. Адаптеры Fieldbus производят многие зарубежные фирмы.

Мы рассмотрели классические системы связи, в которых физической средой передачи информации являются либо коаксиальный кабель, либо обычные телефонные провода. Но есть и альтернатива: системы сбора информации, данные в которых передаются по витой паре пятого уровня или по волоконно-оптической линии связи. При этом скорость передачи данных приближается к скоростям высокоранговых сетей (несколько десятков мегабит в секунду), а число точек подключения скоро перевалит за тысячу. Но эта мощь нужна, конечно, не всегда и далеко не всем.