Tài liệu Điều khiển nhúng

Công nghệ đang phát triển này một mặt làm giảm khoảng cách giữa các bộ điều khiển lập trình module truyền thống mặt khác cũng làm giảm khoảng cách giữa các hệ thống điều khiển trên nền máy tính. Các danh giới này đang ngày càng thay đổi và mật độ công suất tiếp tục gia tăng. Phần trung tâm của điều khiển nhúng là một máy tính chuyên dụng và mạnh mẽ, nó có khả năng được gắn trực tiếp trên máy. Một ví dụ đó là chiếc Microbox của Siemens, đây là một máy tính dạng hộp cực...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Tài liệu Điều khiển nhúngĐiều khiển nhúngCông nghệ đangphát triển này mộtmặt làm giảmkhoảng cách giữacác bộ điều khiểnlập trình module truyền thống mặt khác cũng làm giảmkhoảng cách giữa các hệ thống điều khiển trên nền máytính. Các danh giới này đang ngày càng thay đổi và mậtđộ công suất tiếp tục gia tăng.Phần trung tâm của điều khiển nhúng là một máy tính chuyêndụng và mạnh mẽ, nó có khả năng được gắn trực tiếp trênmáy. Một ví dụ đó là chiếc Microbox của Siemens, đây làmột máy tính dạng hộp cực nhỏ không có quạt hay ổ cứng,phần mềm bộ điều khiển có khả năng thời gian thực và có hệthống tự quan sát.Tiến bộ mới nhất trong nền điều khiển nhúng này là sự cómặt của phần mềm Simatic WinAC RTX PLC thời gian thựcvà hệ thống quan sát linh hoạt WinCC tuỳ chọn.Với phần mềm gắn sẵn, thiết bị có thể được vận hành hoàntoàn mà không cần khả năng quan sát - được hỗ trợ bởi mộtvài phép chẩn đoán chọn thêm (LED) gắn trực tiếp trên vỏ -hay với một bộ điều khiển từ xa.Phương pháp với chi phí cực thấp sử dụng một (hay nhiều)máy khách mỏng, những máy khách này được vận hành quaEthernet và một WinCC linh hoạt/truy nhập thông minh tuỳchọn với những mức chi phí kỹ thuật thấp. Những thiết bịnày được đặt ở một vị trí cách Microbox tới 100m với bộchuyển đổi được đặt ở rất xa. Loại hình vận hành từ xa nàyrất hữu ích ví dụ khi ứng dụng không thể dừng lại và thậmchí khi bảng điều khiển được thay thế.Công suất MCông suất tính toán cao của Microbox dựa trên các bộ xử lýIntel M có tốc độ xử lý nhanh hơn hai lần so với thế hệ trướcđó. Người sử dụng có một vài lựa chọn đó là bộ xử lýPentium M có dung lượng lên tới 1,4GHz với RAM 1 GB.Sự tiêu tán công suất nhiệt của các CPU đã được làm tối ưuhoá cho sự vận hành an toàn mà không cần dùng quạt vàthậm chí là vận hành với tải mở rộng tới mức tối đa.Thay vì sử dụng một đĩa cứng truyền thống, cardCompactFlash (CF) đóng vai trò như một thiết bị lưu trữtrung gian. Vì vậy, không có bộ phận nào chuyển động - mộttrong những nguồn gốc tạo ra lỗi của các hệ thống trên nềnmáy tính. Chính đặc điểm này giúp cho Microbox gần nhưkhông phải bảo trì và phù hợp với sự vận hành 24 giờ liên tụcở những khoảng nhiệt độ lên tới 550C.Các loại card Flash hiện nay với dung lượng lên tới 4GBcung cấp khoảng lưu trữ rộng rãi cho phần mềm cũng nhưcho các công thức, quá trình, sản phẩm và các dữ liệu kháchhàng cụ thể khác. Siemens giới thiệu phương pháp sử dụngcard CF cấp độ công nghiệp với chất lượng rất cao, nó khôngchỉ có khả năng khởi động vô hạn mà còn được thiết kế chomột lượng chu kỳ viết cao hơn đáng kể - trên 2 triệu chu kỳ,cao hơn so với card truyền thống hàng 100.000 chu kỳ thậmchí ở những môi trường có nhiệt độ tăng cao. NVRAM chạybằng pin với dung lượng 128KB đáp ứng được nhu cầu củangành tự động hoá cho một cấp độ dư thừa nào đó. TrongNVRAM, dữ liệu điều khiển quan trọng có khả năng đượclập cấu hình bởi người sử dụng được bảo vệ khỏi sự mất dữliệu mà không cần thêm một nguồn cấp điện liên tục.Mạnh mẽ và chịu tải với sự liên kếtSự khác biệt rõ ràng nhất giữa mô hình này với những môhình trước đó là bốn đèn LED đa sắc, những chiếc đèn nàytruyền các tín hiệu trạng thái hoạt động chính mà không cầnmột bộ điều khiển. Đó là các đèn báo công suất, báo mạchcảnh giới cũng như đèn báo lỗi hệ thống và đèn báoCHẠY/DỪNG cho phần mềm bộ điều khiển.Có ba khe cắm mở rộng PC104 giúp tiết kiệm chi phí tíchhợp của các module liên kết bus trường hay thậm chí là cácmodule vào/ra. Trong module vào/ra, card mở rộng trung tâmPC I/O là thành phần quan trọng nhất, tuỳ thuộc vào mô hìnhnó cung cấp tới 320 dữ liệu vào và ra kỹ thuật số trong côngnghệ 24 volt, 48 dữ liệu vào/ra tương tự hay 12 dữ liệu đầuvào mã hoá vi lượng. Các hệ thống phụ có dung sai lỗi có thểđược tích hợp qua gói Simatic Distributed Safety chọn thêm.Microbox cũng được trang bị với loại liên kết phạm vi rộngdo ngành công nghiệp yêu cầu: một cổng nối tiếp, giao diện 1DVI -I (DVI và VGA phối hợp), bốn cổng USB, và hai kếtnối Ethernet. Nó cũng chưng diện một giao diện Profibus DPtích hợp. Các kích thước nén của nó là 262 x 134 x 47 mm(rộng x dài x cao, bao gồm cả khung mở rộng) phù hợp chonhững ứng dụng công nghiệp có sự thách thức về mặt khônggian.Đối với những nhiệm vụ thời gian thực khó khănNhưng đâu là phần cứng mạnh mẽ nhất khi phần mềm khôngsẵn sàng cho tính khắc nghiệt hàng ngày của môi trườngcông nghiệp? Siemens đã trả lời câu hỏi này bằng hệ điềuhành nhúng Windows XP (XPe). Được làm sáng lên bởi balatkhông cần thiết như các trò chơi, các phông chữ…, phiên bảnnhúng chỉ yêu cầu RAM có dung lượng từ 250-400MB thayvì dung lượng 1-1,5GB như trong phiên bản đầy đủ. Chínhđặc điểm này cho phép card CF được khởi động an toàn vànhanh chóng.Không giống như một hệ điều hành chuyên dụng, một hệđiều hành tiêu chuẩn hoá được làm phù hợp cho việc sử dụngphần ...