Ученые создали модульную архитектуру контроллеров для систем промышленной автоматики

Учёные Санкт-Петербургского Федерального исследовательского центра Российской академии наук разработали отечественную модульную архитектуру для систем промышленной автоматики, которая заменяет традиционный монтаж на DIN-рейках.

Как сообщили ТАСС в пресс-службе учреждения, разработка позволяет создавать гибкие и независимые системы управления, которые проще в сборке, дешевле в эксплуатации и легче в ремонте. Первый блок управления уже запущен в опытно-промышленную эксплуатацию.

Современные технологии проектирования и сборки шкафов автоматики имеют ряд проблем. При классической сборке на DIN-рейке все цепи питания и сигналов прокладываются вручную, что создаёт зависимость от квалификации монтажника и трудности при поиске ошибок. Переход к программируемым логическим контроллерам повышает степень интеграции, но порождает новые проблемы: вся логика работы оказывается внутри одного устройства, и через несколько лет после пуска найти в продаже точно такую же модель бывает сложно.

Учёные СПб ФИЦ РАН предложили использовать вместо ручного соединения компонентов проводами специальную печатную плату со слотами (кросс-плату), в которую модули устанавливаются напрямую. Она выполняет три функции: служит несущей платформой, распределителем питания и коммуникационной средой — разводкой сетей RS-485, CAN и Ethernet 100 Мбит/с. Это позволяет сочетать в одной системе дорогие сложные модули и дешевые простые. При установке модуль сразу получает питание правильной полярности и доступ ко всем трём сетям — без проводов и ошибок подключения.

Руководитель Отдела прототипирования робототехнических и встраиваемых систем СПб ФИЦ РАН Владимир Дашевский пояснил, что раньше для объединения разнородных функций приходилось либо проектировать сложную монолитную конструкцию, либо каждый раз кустарно подключать, например, реле к универсальному компьютеру. В новой архитектуре этого не нужно.

На каждой кросс-плате есть энергонезависимая память, где для каждого слота записана конфигурация: какой тип модуля должен находиться, какие у него параметры и назначение. Это своего рода паспорт всей системы автоматики. Даже через много лет после ввода в эксплуатацию, когда исходные проектные данные могут быть утеряны, паспорт остаётся на месте и обеспечивает совместимость с рабочими настройками.

Разработка вышла за рамки лабораторных образцов. Линейка модулей активно расширяется. Комбинирование модулей на одной или нескольких объединённых 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.