В связи с современными требованиями, предъявляемыми к промышленным контроллерам, об открытости архитектуры, а также, с бурным ростом производства PC-совместимых компьютеров, последние все чаще стали использоваться в качестве контроллеров для задач промышленной автоматизации. Такие РС-совместимые контроллеры получили название SoftPLC. Это название свидетельствует о том, что большинство функций обычных PLC, которые решались на аппаратном уровне могут решаться с помощью программного обеспечения.

К основным преимуществам PC-совместимых контроллеров можно отнести: их открытость, расширяемость и возможность выбора средств программирования.

Одним же из недостатков является большая длительность контроллерного цикла и, как в следствие, невысокие показатели быстродействия.

Компания Advantech, выпускающая промышленные компьютеры уже 30 лет, в 2019 году анонсировала выпуск нового промышленного PC-совместимого контроллера WISE-5580 c высокими показателями производительности и быстродействия.

WISE-5580 представляет собой готовую аппаратно-программную платформу (Application Ready Platform), предназначенную для решения задач высокоскоростного ввода-вывода данных, быстрой обработкой этих данных и оперативной связи всей системы с верхним уровнем по IoT протоколам.

Высокопроизводительным новый контроллер имеет процессор Core i7 / i5 / Celeron от компании Intel и высокоскоростные внутренние сетевые шины EtherCAT с функцией реального времени и mini PCI Express.

Мост между ИТ и АСУ

WISE-5580 разрабатывался под требования, предъявляемые к современным платформам управления, и позволяет одновременно работать как офисным/ИТ специалистам для решения задач верхнего уровня, так и специалистам АСУ с исполнительной системой CoDeSys для решения задач автоматизации.

Контроллер имеет возможность расширения с одной стороны модулями ввода-вывода через одну из самых скоростных и детерминированных шин реального времени EtherCAT, а c другой стороны коммуникационными модулями через шину mini PCI Express.

Общие технические характеристики:

• Процессор Intel Core i7/i5/Celeron (до 2.6 ГГц)
• ОС Windows 7 / 10
• Резервирование по питанию с функцией оповещения
• Ввод-вывод с поддержкой «безопасных значений»
• 2 последовательных порта RS-232/422/485 с изоляцией
• 2 Gigabit Ethernet порта c поддержкой POE
• 4 порта USB 3.0
• Поддержка стандартов 3G/LTE/Wi-fi/GPS
• Видеовыход VGA и HDMI
• Поддержка Codesys RTE
• Программирование по стандартам МЭК 61131-3
• Поддержка Modbus, EtherNet/IP, PROFINET, OPC/UA и режима MQTT агента
• Размер контроллера: 139x100x80 мм

Модули расширения

Модули ввода-вывода позволяют заводить в контроллер сигналы с различных аналоговых и дискретных датчиков, термосопротивлений, термопар и управлять исполнительными устройствами.

К коммуникационным модулям расширения с портами USB 3.0 и Gigabit Ethernet с поддержкой PoE можно подключить цифровые видеокамеры и, проанализировав полученные изображения, посылать управляющие сигналы на сервоприводы через EtherCAT модули. Такой сценарий использования WISE-5580 позволит реализовать на нём систему технического зрения.

1 – Головная часть WISE-5580 для интеграции системы технического зрения
2 – WISE-5424V, модуль расширения с 4 портами USB 3.0
3 – WISE-5001, модуль питания с 4 дискретными входами
4 – WISE-5079, модуль расширения EtherCAT
5 – WISE-5074, каплер шины EtherCAT
6 – Модули ввода-вывода

Используя дополнительный каплер шины EtherCAT (WISE-5074) появляется возможность разнести всю систему на 2 разные DIN рейки или даже установить часть модулей в другой шкаф.

Беспроводные интерфейсы

Для связи с контроллером по таким беспроводным каналам связи, как Wi-Fi, 3G, LTE, GPS со стороны шины PCI Express подключается коммуникационный модуль WISE-5400E в котором может быть установлена плата mini PCIe и имеется разъём под SIM карту.

На верхней крышке модуля имеется отверстие для разъема SMA антенны.

Программное обеспечение

В качестве готового программного решения в WISE-5580 выступает инструментальный программный комплекс CODESYS. Что позволяет запрограммировать контроллер по стандарту МЭК 61131-3, а благодаря поддержке шины EtherCAT в CODESYS появляется возможность управлять микросекундными процессами, в результате WISE-5580 может стать PAC (программируемым контроллером автоматизации) с оптимизированной производительностью.

CODESYS имеет встроенную 3-х уровневую система исполнения (Control Runtime System) для различных сценариев применения, а также функцию визуализации данных.
Также, мониторить статус всей системы возможно через программную платформу LabVIEW, готовые драйвера и библиотеки программного пакета DAQ Navi позволят упросить разработку программного обеспечения.

Встроенный драйвер Advantech Lmsensor предоставляет функцию максимизации производительности самого контроллера и позволяет легко выполнять универсальные операции Lmsensor в программах, разработанных с помощью таких инструментов, как Microsoft Visual C ++, Embedded Visual C ++ и других языков программирования на разных системных платформах Windows.

Заключение

^{Видео: промо ролик WISE-5580 на русском}

Контроллер WISE-5580 – является готовым решением для задач сбора, преобразования, обработки данных и автоматического управления технологическим процессом. ПО контроллера позволяет бесшовно интегрировать ввод/вывод с верхним уровнем и, тем самым сэкономить затраты на разработку всей системы, но при этом реализовать широкий спектр задач автоматизации.

Благодаря высокоскоростным внутренним интерфейсам, мощному процессору и поддержки CoDeSys, разработчик и конечный пользователь, используя WISE-5580 получают тот же функционал, что может дать стандартный ПЛК, но имеют при этом удобную PC совместимую открытую платформу.

Автор – Бачурин Иван (ivan_asutp), продакт-менеджер компании IPC2U