ПРЕСС-ЦЕНТР

ThinkIO-P как зеркало промышленной революции

Промышленные АСУ и контроллеры 3/2007

В.В. Бретман, ЗАО “РТСофт”

Рассматриваются причины, побудившие холдинг Kontron обратить внимание на рынок Industrial Ethernet. В связи с постоянным ростом производительности процессоров и переходом отрасли на многоядерные архитектуры Kontron планирует перевести на двухъядерные процессоры все свои промышленные линейки, включая ThinkIO.

Промышленная автоматизация, как и компьютерная отрасль в целом, переживает сейчас глобальные перемены, связанные с диффузией аппаратных и программных решений из смежных секторов. Причудливое смешение традиционных и современных технологий наблюдается на всех компьютерных и околокомпьютерных рынках, включая самые консервативные. Данная ситуация благоприятствует различного рода новациям, которые нередко приводят к рождению необычных, передовых изделий. Ярким примером революционного продукта, гармонично сочетающего в себе самые последние технологические наработки и вечно живую классику, может служить компьютер-контроллер Kontron ThinkIO-P.

ПЛК двойного назначения

Приступая к разговору о линейке ThinkIO холдинга Kontron (www.kontron.com), первым делом хочется отметить двойственность природы данных изделий. Каждый ThinkIO есть продукт «двойного назначения» – программируемый контроллер и промышленный компьютер в одном флаконе. Какую именно из этих двух ролей будет играть конкретный экземпляр ThinkIO в конкретной системе, зависит только и исключительно от установленного в него программного обеспечения.

Модель ThinkIO-P (ThinkIO Premium), оснащенная процессором Intel Pentium M с тактовой частотой до 1,4 ГГц, усиливает в рассматриваемой продуктовой линейке «компьютерную составляющую» и открывает перед разработчиками широкие возможности по части реализации различных ресурсоемких приложений в индустриальных средах. Причем «компьютерность» нового ПЛК не идет в ущерб его «контроллерности».

Первая ипостась: программируемый контроллер

Удобство применения в качестве ПЛК продолжает оставаться одним из главных козырей ThinkIO-P. Прежде всего, по умолчанию в «контроллерном» варианте поставки этот продукт комплектуется средой CoDeSys, чьи широкие возможности, развитая функциональность и дружественный интерфейс завоевали сердца многих разработчиков (Вставка 1). Кроме того, ThinkIO-P имеет открытую архитектуру: локальное расширение исходной функциональности ввода/вывода осуществляется посредством периферии Wago серий 750 и 753.

Вставка 1. Инструментальный SoftPLC-пакет CoDeSys

Пакет CoDeSys является рекомендуемым инструментарием для разработки ThinkIO-программ.

Функции автоматического объявления и форматирования переменных и адаптивный инструмент «ассистент ввода» позволят даже не самому опытному специалисту быстро найти с CoDeSys общий язык. Все команды допускают быстрый ввод с клавиатуры, кроме того, пользователь может работать с отсортированными списками и выбирать нужные ему названия мышью. В графическом интерфейсе CoDeSys реализованы всплывающие меню, вызываемые правой кнопкой мыши, и развитая система контекстной помощи. Генерируемый автоматически машинный код отличается высокой производительностью, чему способствуют инкрементальный компилятор и другие интеллектуальные алгоритмы, оптимизированные для обработки больших проектов с тысячами переменных и сотнями программных компонентов. Помимо пошаговой отладки и визуализации объектов управления поддерживается трассировка значений переменных, «горячая» корректировка кода и масса других полезных вещей.

Пакет CoDeSys состоит из трех частей: редакторов для работы с исходными текстами контроллерных программ, интегрированных компиляторов, превращающих эти тексты в исполняемый код, и отладочно-диагностических средств. Поддерживаются все пять языков, определенных в стандарте IEC 61131-3 (IL, FBD, LD, ST и SFC). В CoDeSys есть и дополнительный, шестой редактор, позволяющий программировать на CFC (Continuous Function Chart, «непрерывные функциональные схемы», схемы FBD со свободным размещением). Конфигуратор задач позволяет разрабатывать эффективные многозадачные приложения. Пользователь может использовать как уже существующие библиотеки, так и создавать собственные. В режиме on-line окна редакторов автоматически превращаются в мониторы исполнения, позволяющие видеть текущие значения переменных прямо в тексте программы, при этом для доступа к диалоговому окну редактирования значения достаточно щелкнуть мышью на соответствующей переменной (логические переменные переключаются из TRUE в FALSE мгновенно). Поддерживается групповая запись в ПЛК значений сразу нескольких переменных, а также «фиксация» переменных (в каждом рабочем цикле выбранным переменным принудительно присваиваются заданные значения). При использовании функции контроля исполнения (Power Flow) пройденные строки текста программы (в текстовых редакторах) или цепи (в графических редакторах) выделяются цветом, что позволяет легко выяснить, какие фрагменты кода никогда не получают управления.

Возможности пакета CoDeSys, призванные сделать его как можно более удобным для разработчика, этим далеко не исчерпываются. Достаточно сказать, что CoDeSys позволяет сохранять в памяти ПЛК любые необходимые для работы файлы и данные.

В «контроллерном» комплекте поставки ThinkIO-P пакет CoDeSys идет вместе со средством целевой визуализации, называющимся CoDeSys Target. Дополнительным плюсом для пользователей ThinkIO является предусмотренная в CoDeSys поддержка самодиагностики периферии Wago. Кроме того, в отличие от других решений типа SoftPLC-пакет CoDeSys распространяется совершенно бесплатно.

Пакет CoDeSys фирмы 3S может сделать работу с контроллером ThinkIO-P чрезвычайно комфортной для пользователя. Соответствуя требованиям стандарта IEC 61131-3, этот пакет позволяет разрабатывать узлы ПЛК-приложений, способен генерировать целевой код и предоставляет необходимые функции диагностики и отладки. Чтобы различные модули ввода/вывода были совместимы между собой, а их подключение было надежным, применяется комплексный аппаратно-программных подход. На программном уровне происходит, в частности, автоматическое распознавание введенных в состав системы модулей и выявление нештатных ситуаций (самодиагностика).

Штатным контроллерным ПО для ThinkIO-P является CoDeSys, однако некоторые специалисты предпочитают использовать ThinkIO-P с пакетами ABC-RS7/RS5, ProConOs, Straton и ISaGRAF. Поддержка со стороны шести различных пакетов класса SoftPLC служит наглядным подтверждением популярности данной аппаратной платформы у разработчиков систем автоматизации.

Пользователю ThinkIO-P изначально доступны все программные средства, какие только могут потребоваться для создания каких угодно контроллерных приложений: пакеты CoDeSys и SOPH.I.A., OPC-серверы, конфигураторы промышленных шин (Profibus, CAN, DeviceNet) и др. Разработчик может быть уверен, что, купив ThinkIO-P, он будет иметь свободу выбора и сможет применять привычное инструментальное ПО. При использовании операционной системы Linux создавать приложения для ThinkIO-P можно не только при помощи CoDeSys, но и средствами языка C, благо Kontron предоставляет все необходимые для этого библиотеки с описанием всей периферии. Большинство конкурирующих продуктов ничем подобным похвастаться не могут.

Важным достоинством ThinkIO-P является также наличие в «контроллерном» комплекте поставки еще и бесплатных средств «целевой» визуализации. Чтобы воспользоваться возможностями, открываемыми этим дополнительным ПО, необходимо приобрести подходящий сенсорный дисплей, что не представляет большой проблемы, поскольку в продуктовой линейке компании Kontron есть соответствующие модели. Плюс к тому, Kontron предлагает специальные переходники с кабелями, позволяющими разносить ThinkIO-P и сенсорную панель на несколько десятков метров. Если этого недостаточно, разработчик может воспользоваться штатными средствами web-визуализации, обеспечивающими мониторинг контроллера по обычной локальной сети с любого ПК, на котором установлен web-браузер. Расширением данной функциональности служит пакет SOPH.I.A., создающий условия для построения ультрасовременных систем автоматизации на основе web-технологий (подробнее о SOPH.I.A. см. Вставка 2).

Вставка 2. Технология web-автоматизации SOPH.I.A.

Контроллер ThinkIO поставляется вместе с пакетом web-автоматизации SOPH.I.A. (Sophisticated Industrial Automation). Будучи интегрированным решением, SOPH.I.A. содержит в себе и инструментальную среду, и среду исполнения. К первой относятся средства разработки, конфигурирования и подключения к web, ПО для создания графических пользовательских интерфейсов на основе Интернет-браузера и открытые стандартные интерфейсы, позволяющие подключать инструменты сторонних производителей. Важнейшим свойством SOPH.I.A. является его полная платформонезависимость: для этого пакета совершенно неважно, какие именно аппаратные средства и какая ОС используются. Пакет SOPH.I.A. выгодно отличается от традиционных программ с ограниченной web-серверной функциональностью и является едва ли ни первым по-настоящему универсальным и удобным в использовании пакетом web-автоматизации. В SOPH.I.A. есть все, что нужно для разработки и конфигурирования как автономного производственного оборудования и модульных распределенных приложений, так и целых систем. Функции web-управления являются последним штрихом, завершающим портрет SOPH.I.A. как законченного и сбалансированного программного продукта.

Пакет SOPH.I.A. состоит из стандартных модулей и задуман как решение для OEM-производителей. Он содержит в себе как инструментальный набор с интегрированным API-интерфейсом, так и необходимые исполняемые компоненты. Одним из таких компонентов является сервер XML-данных, позволяющий организовать канал связи со специализированным пользовательским приложением без учета особенностей тех или иных аппаратных средств и операционных систем. Кроме того, в SOPH.I.A. входят такие важнейшие интерфейсные компоненты, как web-сервер, сервер алармов, менеджер эскалации, серверы аутентификации и загрузки. Благодаря серверу конфигураций, поддерживающему настройку под конкретную задачу в процессе работы, OEM-производители и конечные пользователи могут изменять функциональность web-приложений без останова системы.

Платформонезависимость SOPH.I.A достигается объединением сервера данных с web-сервером. Сервер данных служит мостом между web-сервером и источником специфичных данных для операционной системы. Взаимодействие с приложением осуществляется через модуль данных. Сервер данных получает информацию приложения от источника, конвертирует ее в стандартный, нейтральный формат XML, а уже затем передает web-серверу. Кроме того, на основе XML можно легко организовать эффективный информационный обмен с системами типа ERP и MES.

Пользователям ThinkIO пакет SOPH.I.A. позволяет с минимальными усилиями реализовывать поддержку разнообразных интернет-сервисов, причем диапазон последних весьма широк и не ограничивается одним лишь удаленным управлением. Например, ПЛК можно научить отправлять сообщения по обычной электронной почте. Интерфейс между SOPH.I.A. и CoDeSys гарантирует надежную защиту данных, передаваемых через всемирную или корпоративную сеть, благодаря чему контроллеры с выходом в Интернет становятся безопасной и доступной вещью.

Взаимодействие CoDeSys с SOPH.I.A. организовано на основе имеющегося в SOPH.I.A. провайдера данных. После загрузки CoDeSys-приложения переменные пользователя создаются автоматически. За обновление данных отвечает виртуальный контроллер; период сканирования выбирается в соответствии с требованиями конкретной практической задачи. Переменные и адреса CoDeSys RETAIN могут изменяться как в самом ПЛК, так и в среде SOPH.I.A., что очень удобно на этапе ввода в эксплуатацию и при дальнейшем техническом обслуживании.

SOPH.I.A. – это совершенно новый уровень комфорта и оперативности. Уже сегодня Интернет способен быть базой для всех аспектов взаимодействия оборудования с пользователем: при помощи офисного ПК инженер может сделать с удаленным контроллером практически все то же самое, что и при непосредственном общении в поле.

Вторая ипостась: промышленный компьютер

Как промышленный компьютер ThinkIO-P оснащен более чем внушительно (рис. 1). Помимо 1,4 ГГц процессора, прочного алюминиевого корпуса и поддержки периферии Wago пользователь ThinkIO-P получает до 1 Гбайта оперативной памяти, 1-2 Мбайта памяти типа RAM с батарейной поддержкой, карточку CompactFlash и стандартные PC-интерфейсы (2 порта USB, выход DVI (аналоговый и цифровой) и один последовательный порт). Базовая конфигурация ввода/вывода (без модулей Wago) включает два независимых интерфейса Fast Ethernet и опциональный интерфейс полевой шины (Profibus, CAN или DeviceNet), что позволяет организовывать управление как современными, так и традиционными промышленными сетями.


Рис.1 Внешний вид и интерфейсы высокопроизводительного компьютера-контроллера ThinkIO-P.

Поддержка Profibus, CAN или DeviceNet в базовой комплектации составляет одно из ключевых преимуществ представителей линейки Kontron ThinkIO перед конкурирующими продуктами. Посредством этих протоколов к одному-единственному ThinkIO-P можно подключить огромное число удаленных модулей Wago и датчиков, что создает условия для использования этого компьютера в задачах распределенного ввода/вывода и организации взаимодействия между разными уровнями автоматизации. Плюс к тому, у ThinkIO наличествует функциональность SCADA.

Новая модель ThinkIO оснащена сторожевым таймером, часами реального времени и поставляется с операционной системой Linux или Windows XP Embedded. Подсистема ввода/вывода для Kontron ThinkIO-P может быть расширена не только классическими аналоговыми и цифровыми линиями с различными уровнями сигнала, но и такими интерфейсами, как AS-i-Bus, SSI, RS-232 и RS-485, а также инкрементными шифраторами.

Поддержка Windows XP Embedded – еще одно существенное отличие ThinkIO-P от предыдущей модели – явилась прямым следствием применения процессора Intel Pentium M. Преимущества, которые дает эта операционная система, очевидны и неоспоримы. Это и мощные возможности по части визуализации, и удобный интерфейс, и автоматическая совместимость со множеством готовых программных средств, и огромная армия специалистов, обладающих необходимыми навыками. Windows XP Embedded, несомненно, имеет очень хорошие перспективы на рынке встраиваемых систем, а появление таких продуктов, как ThinkIO-P, делает эти перспективы еще более радужными.

Толщина ThinkIO-P составляет всего 64 мм, что позволяет устанавливать его практически в любые существующие стойки. Кроме того, несмотря на высокую производительность примененного процессора, данный контроллер работает без вентилятора: охлаждение осуществляется за счет алюминиевого корпуса, играющего роль радиатора. Этот же корпус обеспечивает продукту повышенную механическую прочность.

Компьютер ThinkIO-P выпускается в различных модификациях: от низкостоимостных на базе 600 МГц процессора Intel Mobile Celeron с кэшем L1 объемом 64 Кбайт и нулевым кэшем L2 до полнофункциональных, содержащих мощный процессор Intel Pentium M с тактовой частотой 1,4 ГГц. Новый представитель серии ThinkIO, таким образом, не только прочнее, но и быстрее предыдущей модели, строящейся на ЦП Geode SC1200 (аналог Pentium MMX 266 МГц) и называющейся теперь ThinkIO-C (ThinkIO Classic).

Вода, огонь и медные трубы

Круг приложений, на которые ориентирован ThinkIO-P, определяется его тремя основными потребительскими характеристиками: оптимизацией под жесткие условия эксплуатации, высокой производительностью и широкими возможностями по части расширения ввода/вывода.

Одним из важнейших свойств, отличающих членов семейства Kontron ThinkIO от других ПЛК и промышленных компьютеров, является наличие шины Kbus, обеспечивающей поддержку периферии Wago серий 750 и 753. Модули Wago позволяют разработчику конфигурировать ввод/вывод конечной системы в очень широких пределах, что весьма полезно во многих практических задачах, связанных с промышленными интеллектуальными терминалами и не только.

Вычислительная мощь процессора Intel Pentium M позволяет использовать ThinkIO-P для организации комплексного управления, связанного с обработкой «промышленных» изображений, а также для поддержки сложной визуализации и построения систем управления перемещениями. Кроме того, благодаря богатой и расширяемой интерфейсной функциональности этого контроллера с его помощью можно осуществлять сбор и анализ данных от самых разных источников, а также организовывать связь между оборудованием и подсистемами разных типов. А отсутствие вентилятора, жесткое конструктивное исполнение и поддержка расширенного диапазона температур делают ThinkIO-P пригодным для эксплуатации в неблагоприятных условиях. Выбрав ThinkIO-P, пользователи могут не беспокоиться о будущем: в этом компьютере используются встроенные процессоры Intel, что позволяет холдингу Kontron гарантировать доступность различных его модификаций в долгосрочной перспективе.

Существует версия ThinkIO-P для расширенного диапазона температур, которую можно применять в экстремально жестких условиях. Стандартный температурный диапазон, на который рассчитано большинство промышленных компьютеров, – это 0...+55 °C. Однако во многих реальных задачах условия окружающей среды выходят далеко за эти рамки, причем и в ту, и в другую сторону. Богатый опыт работы на рынке промышленной автоматизации и современные процессорные технологии позволили Kontron создать новую версию контроллера ThinkIO-P, способную функционировать при температурах от –40 до +70 °C. Этого удалось достичь благодаря применению особых термостойких компонентов и оригинальной схеме пассивного охлаждения с отказом как от внутреннего, так и от внешнего вентиляторов.

Контроллер-компьютер Kontron ThinkIO-P для расширенного температурного диапазона заключается в прочный алюминиевый корпус, играющий роль радиатора, и оснащается процессором Intel Celeron M с тактовой частотой 1 ГГц. Объем ОЗУ у этой модификации составляет 256 Мбайт; имеется разъем CompactFlash, позволяющий использовать твердотельные накопители соответствующего типа. В наличии все стандартные интерфейсы PC: два порта USB, выход DVI, последовательный порт. Разумеется, расширенный температурный диапазон сам по себе, без повышенной механической прочности и хорошей электромагнитной совместимости, смысла не имеет. Контроллер ThinkIO-P не подкачал и в этих аспектах: его механические параметры удовлетворяют сертификационным требованиям, предъявляемым к судовым и железнодорожным системам (Germanischer Lloyd или EN 50155).

Реализовав полностью пассивное охлаждение и отказавшись от дисковых накопителей в пользу флэш-памяти, создатели ThinkIO-P лишили свое детище всех движущихся частей, что наряду с прочным корпусом позволяет ему успешно противостоять вибрационным нагрузкам силой до 4 g. Помимо придания контроллеру механической жесткости, цельнометаллический корпус решает и другую задачу, обеспечивая высокий уровень электромагнитной совместимости и хорошую устойчивость к импульсным напряжениям и электростатическим разрядам (до 1 и до 8 кВ соответственно).

Вставка 3. Технические характеристики контроллера-компьютера ThinkIO-P

  • Промышленный компьютер ThinkIO-P, монтирующийся на рейку DIN и оснащающийся высокопроизводительными процессорами до Intel Pentium M 1,4 ГГц включительно.
  • Не содержит свинца (удовлетворяет требованиям RoHS).
  • Огромная вычислительная мощь в прочном малогабаритном корпусе.
  • Тактовая частота ЦП до 1,4 ГГц, ОЗУ объемом до 1 Гбайт, до 1 Гбайт интегрированной флэш-памяти, разъем CompactFlash.
  • Два интерфейса Fast Ethernet, два порта USB 2.0, один порт RS-232 и один выход DVI-I.
  • Память SRAM с батарейной поддержкой, часы реального времени, сторожевой таймер, два цифровых входа, два цифровых выхода, выключатель, кнопка сброса, сигнальные светодиоды.
  • Электромагнитная совместимость класса B.
  • Алюминиевый корпус.
  • Пассивное охлаждение.
  • Версии, оснащающиеся ЦП с частотами 600 МГц и 1,4 ГГц, работают при температурах 0...+55 °C.
  • Существует версия для расширенного температурного диапазона (–40...+70 °C), выполненная на базе 1 ГГц процессора.
  • Поддержка периферии ввода/вывода Wago серий 750/753 (опция).
  • Интерфейс полевой шины Profibus-DP, CANopen или DeviceNet (опция, какой-либо один вариант).
  • Размеры 237´100´64 мм.
  • Варианты поставки с операционной системой Linux/SoftPLC-пакетом CoDeSys (программируемый контроллер) и с ОС Windows XP Embedded (промышленный компьютер).

Курс на Industrial Ethernet

Холдинг Kontron с большим интересом следит за положением дел на рынке Industrial Ethernet и принимает активное участие в его развитии. Поддержка Industrial Ethernet запланирована к реализации во всех промышленных продуктовых линейках Kontron, включая и ThinkIO (рис. 2). На первом этапе предполагается использовать технологию EtherCAT, которая не только убедительно доказала свою пригодность для применения в промышленных задачах, куда еще несколько лет назад доступ для Ethernet-решений был закрыт, но еще и обеспечивает скорости обмена, недостижимые при использовании традиционных полевых шин типа CANopen или Profibus (Вставка 4).


Рис.2. Развитие линейки ThinkIO. Основные тенденции рынка автоматизации, находящие отражение во всех промышленных продуктовых семействах холдинга Kontron - это переход на многоядерные процессоры и внедрение Industrial Ethernet.

Вставка 4. Технология EtherCAT

Отрасль автоматизации движется в направлении к более распределенным системам, многочисленные интеллектуальные узлы и подсистемы которых взаимодействуют друг с другом по универсальным коммуникационным каналам. Необходимым условием для построения таких систем является организация «бесшовного» прохождения данных с уровня управления на уровень полевых устройств и в обратную сторону. Наиболее компромиссным кандидатом на роль коммуникационной среды, которая смогла бы это обеспечить, является Ethernet, поддерживаемая практически всеми системами среднего и верхнего уровня. По сравнению с традиционными промышленными шинами данная технология обеспечивает в 10 раз большую скорость обмена данными, но проигрывает им в плане оптимизации под специфику промышленного применения. Последняя проблема, впрочем, решается уже достаточно давно и вполне успешно. Одним из наиболее эффективных решений такого рода является EtherCAT. Козыри EtherCAT – это открытость для других протоколов, простота коммутации и возможность замены классической топологии типа «звезда» на линейную. Кроме того, EtherCAT обладает чрезвычайно высоким быстродействием.

Протокол EtherCAT позволяет достичь небывалых для распределенных систем скоростей опроса за счет аппаратной реализации функции подчиненного устройства и прямому доступу в память на стороне ведущего узла. Время обновления для 1000 дискретных I/O составляет всего 30 мкс, включая время опроса входных и выходных каналов (значения более 12 000 дискретных входов и выходов могут быть переданы в единственной Ethernеt-телеграмме). Кроме того, EtherCAT поддерживает включение данных других протоколов (CAN, SERCOS, TCP/UDP/IP/FTP) в обкладки пакета, что делает эту технологию совместимой с устройствами и приложениями, изначально создававшимися под другие сети. Для EtherCAT можно использовать сетевые аппаратные средства офисного класса и достигать тем самым значительной экономии по сравнению со специализированными промышленными коммуникациями.

Простота конфигурирования EtherCAT и гибкость ее топологии делают EtherCAT столь же удобной в использовании, как и классические полевые шины. Коммуникационную структуру EtherCAT можно построить быстро и с минимальными затратами, что открывает для распределенных систем новые прикладные области: EtherCAT можно применять там, где раньше вообще не было никаких сетей. Технология EtherCAT стандартизована (спецификации IEC 61784-2, IEC 61158 и ISO 15745) и курируется ассоциацией EtherCAT Technology Group (www.ethercat.org), насчитывающей в настоящее время около 200 членов.

В связке с Industrial Ethernet контроллер ThinkIO-P приобретает одно очень интересное свойство: способность «дарить» расширяемый ввод/вывод практически любым промышленным компьютерам с интерфейсом Ethernet – достаточно лишь подключить такой компьютер к ThinkIO-P по Ethernet-каналу, а на сам ThinkIO-P «навесить» периферию Wago нужной комплектации. Здесь открывается еще одна грань таланта ThinkIO-P – его можно с успехом использовать в качестве интегратора разнородных подсистем на всех уровнях автоматизации (рис. 3).


Рис.3. Промышленный компьютер ThinkIO-P в роли интегратора разноуровневых устройств и подсистем автоматизации.

Специалисты Kontron выбрали технологию EtherCAT как в силу ее высочайшей производительности, так и по той простой причине, что на сегодняшний день это единственная реализация Industrial Ethernet, не требующая применения специального аппаратного интерфейса на стороне мастера. В дальнейшем Kontron планирует осуществить массированное внедрение еще одной технологии с поддержкой Industrial Ethernet, называющейся netX и реализующейся на одноименном чипе фирмы Hilscher. Главным достоинством netX является «всеядность», т.е. совместимость как с традиционными полевыми шинами, такими как AS-Interface, CANopen, DeviceNet, InterBus и Profibus, так и с такими современными Ethernet-разработками, как Ethernet/IP, Ethernet Powerlink, EtherCAT, PROFINET-RT и SERCOS III (Вставка 5 и рис. 4).


Рис.4. Тотальная коммуникационная интеграция на основе netX.

Вставка 5. О технологии netX

Чип netX, предлагаемый фирмой Hilscher, – это однокристальная система (System on Chip – SoC) с архитектурой ARM 926, предназначенная для наделения различного промышленного оборудования сетевой функциональностью. netX способен быть главным или подчиненным узлом для всех основных реализаций Industrial Ethernet и полевых шин. Встроенная периферия netX включает 3 интерфейса UART, порт USB, контроллер цветного ЖК индикатора, часы реального времени, ШИМ-инвертор, АЦП, шины I2C и SPI. Приложения для netX можно разрабатывать под Linux, Windows CE и ОС реального времени RCX. Вскоре к этому списку должна добавиться VxWorks. Развитая периферия и способность исполнять программный код делают netX отличным выбором для превращения самого различного оборудования в полноценные сетевые устройства. Кроме того, netX может играть роль сетевого сопроцессора, взаимодействующего с хост-системой через двухпортовую память, USB или последовательный порт.

Чипы netX можно программировать на поддержку самых разных технологий обмена данными. Современные версии netX имеют четыре коммуникационных канала, два из которых можно использовать как порты Ethernet или интерфейсы полевых шин, а два других – только под полевые шины.

netX – это гибкое и универсальное решение: используя соответствующие коммуникационные стеки, одну и ту же плату с таким чипом можно подключать к самым разным сетям.

Технологии в их взаимосвязи

Технологии, как и люди, не могут существовать обособленно. Стоит потянуть за одну ниточку – и вот уже катится целый клубок взаимосвязанных, поддерживающих и обуславливающих друг друга технологий. Процессоры Intel создают условия для использования Windows и Linux, поддержка же Windows и Linux немедленно вызывает соблазн заняться какой-нибудь визуализацией и Интернетом. С промышленными версиями Ethernet ситуация аналогичная.

Основной причиной, побудившей холдинг Kontron обратить внимание на рынок Industrial Ethernet, является постоянный рост производительности процессоров, обусловленный в том числе и наметившимся переходом отрасли на многоядерные архитектуры. В русле данной тенденции Kontron планирует перевести на двухъядерные процессоры все свои промышленные линейки, включая ThinkIO. Ведь что такое двухъядерность в индустриальном контексте? Это и возможность параллельного выполнения двух функций без какого-либо ущерба для одной из них, и огромная вычислительная мощь, упирающаяся в малую пропускную способность традиционных шин.

Причем здесь EtherCAT и netX? Дело в том, что коммуникационные решения такого рода как раз и позволяют выжать из новых процессоров максимум. Высокая производительность в задачах автоматизации – это не только быстрый счет, но и адекватная пропускная способность сети плюс функционирование этой сети в режиме жесткого реального времени. И истинно высокая производительность достигается лишь тогда, когда налицо все эти факторы.

* * *

Нет никакого сомнения в том, что в ближайшие годы взаимопроникновение традиционных и современных технологий на рынке автоматизации будет углубляться, и мы увидим еще немало продуктов, которые, подобно ThinkIO-P, будут сочетать в себе невероятное количество разнородных функций и возможностей. Революционные решения такого рода обеспечивают связь времен, служат мостом между прошлым и будущим, позволяя разработчикам творить индустриальную реальность по своему вкусу без оглядки на что бы то ни было, кроме требований конкретных прикладных задач.

Великая индустриальная революция не совершилась. Она просто идет.

Владимир Викторович Бретман – нач. отдела базовых аппаратных и программных средств для АСУТП ЗАО «РТСофт».