Hajautetun automaatiojärjestelmän toteuttaminen ohjelmoitavalla logiikalla ja mikrotietokoneella

Abstract

Releohjauksia korvaamaan kehitetyt ohjelmoitavat logiikat ovat kehittyneet monipuolisiksi ohjauslaitteiksi, joilla voidaan suorittaa yhä vaativampia tehtäviä. Keskisuuret ja suuret, ns. järjestelmälogiikat, ovat rakenteeltaan modulaarisia ja niihin liitettävien yksiköiden valikoima on laaja. Järjestelmälogiikoiden keskusyksiköt ovat nykyään varustettu samoilla yleisprosessoreilla kuin mikrotietokoneet. Yleisprosessoreiden lisäksi logiikoiden keskusyksiköissä on erilaisia erikoisprosessoreita, jotka lisäävät niiden prosessointikapasiteettia ohjaussovelluksissa. Ohjelmoitaviin logiikoihin on kehitetty ohjaustehtäviin orientoituneita graafisia ohjelmointikieliä. Perinteisen käskylistan rinnalla käytetään rele- ja logiikkakaaviota. Sekventiaalisten prosessien kuvaamiseen tarjoaa parhaat ominaisuudet graafinen skvenssiohjelmointikieli Grafcet, jonka käytön odotetaan yleistyvän tulevaisuudessa. Mikrotietokoneisiin perustuvien valvomoiden käyttö automaatiojärjestelmissä lisääntyy koko ajan. Valvomo-ohjelmistojen avulla voidaan toteuttaa automaatiojärjestelmän tiedonkeruu, raportointi ja käyttöliittymä. Valvomo-ohjelmistojen ominaisuudet ovat kehittyneet uusien käyttöjärjestelmien ja graafisten käyttöliittymien ansiosta voimakkaasti viime aikoina. Hajautettu automaatiojärjestelmä voidaan toteuttaa yhdistämällä ohjelmoitavia logiikoita ja mikrotietokoneita integroiduksi kokonaisuudeksi väylien ja lähiverkkojen avulla. Automaatiojärjestelmissä on aikaisemmin käytetty tiedonsiirtoon pääasiassa erilaisia valmistajakohtaisia teollisuusväyliä. Tällä hetkellä on voimakas suuntaus pyrkiä tiedonsiirrossa avoimiin ja standardoituihin ratkaisuihin. Tämän johdosta on perustettu useita teollisuusväylien standardoimishankkeita. Myös standardoitujen lähiverkkojen käyttö automaatiojärjestelmissä lisääntyy. Perinteisesti kappaletavara-automaation järjestelmät ovat perustuneet suuriin yksittäisiin logiikoihin sekä merkkilampuilla ja kytkimillä varustettuihin ohjauspulpetteihin. Vastaavasti prosessiautomaatiossa on käytetty pääasiassa suljettuja instrumentointijärjestelmiä. Mikrotietokoneisiin ja logiikoihin perustuvat hajautetut järjestelmät omaavat useassa suhteessa paremmat ominaisuudet verrattuna perinteisiin logiikkajärjestelmiin. Käytettäessä halpoja suurina sarjoina valmistettavia laite- ja ohjelmistotuotteita kustannukset eivät kuitenkaan tällöin ole olennaisesti suurempia. Myös instrumentointijärjestelmiä voidaan korvata työasematietokoneisiin, tehokkaisiin logiikoihin ja lähiverkkoihin perustuvilla järjestelmillä. Useat suuret automaatiotoimittajat ovat kehittäneet automaatiojärjestelmiään kohti hajautetumpaa rakennetta. Lisäksi järjestelmissä on lisätty avoimien laite- ja ohjelmistoratkaisujen käyttöä. Tulevaisuudessa suljetut ja keskitetyt automaatiojärjestelmät syrjäytyvät avointen hajautettujen järjestelmien korvatessa ne. /Kir11