W dzisiejszych czasach nowoczesne rozwiązania informatyczne odgrywają kluczową rolę w przemyśle, przyciągając uwagę technologów zakładów przemysłowych. Stosowanie techniki komputerowej w procesach regulacji i sterowania jest nieodzowne, a to z kolei skłania do poszukiwania nowych, efektywnych rozwiązań sprzętowych i programowych.
Nowoczesne rozwiązania informatyczne w przemyśle
Nowoczesne rozwiązania informatyczne zachęcają technologów zakładów przemysłowych do stosowania techniki komputerowej w procesach regulacji i sterowania, wymusza to szukanie nowych rozwiązań sprzętowych i programowych, które by, w zadowalający sposób, wykorzystały rozwój technologii. Innymi słowy coraz większe wymagania, stawiane przez procesy technologiczne, wymagają opracowywania nowych rozwiązań lub optymalizacji już istniejących.
W praktyce oznacza to, że rozwijające się technologie stawiają coraz większe wyzwania przed procesami technologicznymi. Wymaga to ciągłego opracowywania nowych rozwiązań lub optymalizacji istniejących, aby sprostać rosnącym potrzebom.
Jednym z kluczowych problemów, który pojawił się wraz z rozwojem technologii, jest wydajność systemów przerwań. Oryginalnie, ich zadaniem było przyjmowanie i sterowanie obsługą zdarzeń obiektowych. Jednakże w miarę pojawiania się coraz większej liczby zdarzeń, znanej jako „lawina zdarzeń”, system przerwań stał się niewydolny. To prowadziło do sytuacji, w której realizacja programów obsługi przerwań była stale przerywana przez nadchodzące zdarzenia, a system operacyjny nie był w stanie wykonywać innych zadań poza przekazywaniem sterowania do programów obsługi przerwań.
W takich przypadkach systemy scentralizowane, opierające się na pojedynczych komputerach, miały swoje ograniczenia. W szczególności były one bardziej stosowane w przypadku małych obiektów lub prostych technologii, gdzie wysoki koszt komputera stanowił barierę dla jego zastosowania.
W związku z tym, rozwijanie nowoczesnych rozwiązań informatycznych w przemyśle jest nie tylko wyzwaniem, ale także koniecznością. Pozwala to na efektywne zarządzanie procesami, unikanie przestojów i zwiększenie wydajności, co jest kluczowe w dynamicznym świecie przemysłu.
Local Operating Network
Równolegle z rozwojem systemów zdecentralizowanych bazujących na sieciach komputerowych i PLC, rozwijają się systemy typu LON (ang. Local Operating Network), bazujące na szybkich sieciach lokalnych a w miejsce PLC stosujące inteligentne, wysoce specjalizowane, moduły sprzętowo-programowe. Rozwiązanie to pozwala na rozbicie procesu sterowania na wiele elementów. Przez to, że każdy z elementów realizuje bardzo niewiele, ściśle określonych funkcji (brak złożonych programów, wydłużających czas reakcji), można tworzyć bardzo szybkie systemy sterowania.
Przemysłowe systemy rozproszone czasu rzeczywistego
Systemy komputerowe realizują bardzo odpowiedzialne zadania a współczesna technologia stawia coraz poważniejsze wymagania. Związane są one przede wszystkim z gwarantowanym i nieprzekraczalnym czasem realizacji pojedynczego cyklu sterowania bądź regulacji. System rozproszony charakteryzuje się tym, że wiele procesów jest realizowanych na wielu procesorach. Procesy rozproszone są koordynowane przez grupę wewnętrznych dla węzła procesów komunikacyjnych i synchronizacyjnych. System czasu rzeczywistego charakteryzuje się silnymi ograniczeniami czasowymi, gdzie czas jako parametr, staje się w tych systemach wielkością krytyczną. Typowe systemy czasu rzeczywistego zawierają podsystemy kontrolująco-sterujące, do których zalicza się na przykład specjalizowane kontrolery komputerowe, a także podsystemy kontrolowane i sterowane jaką jest na przykład warstwa fizyczna obiektu. Większość rozproszonych systemów czasu rzeczywistego a w tym również systemów sterowania i monitorowania procesów przemysłowych musi pracować ciągle i zachowywać interakcję ze sterowanym obiektem.
Sterownik przemysłowy PLC
Etapem ewolucji systemów komputerowych stosowanych w przemyśle, było powstanie swobodnie programowalnego sterownika przemysłowego PLC (ang. Programmable Logic Controller). Sterownik ten był niczym innym jak specjalizowanym komputerem, fabrycznie przystosowanym do akwizycji sygnałów binarnych i analogowych pochodzących z obiektu. Ewolucja ta jest przejawem tendencji rozwojowych ze strony elektroniki i informatyki, zmierzających do szerszego stosowania komputerów w przemyśle.
