Návrh PLC očima vývojáře – 10. část (CPU)

S programovatelnými automaty se můžeme setkat prakticky na každém „průmyslovém“ kroku. Aby je však mohli jedni zapojit a obsluhovat, musí je druzí nejdříve vymyslet, navrhnout a odladit. A právě takovému tvůrčímu přístupu se nyní budeme věnovat. Zároveň také představíme celou řadu doporučených polovodičových řešení.

O co se jedná

Pod označením CPU budeme v PLC systémech vnímat

procesor,
paměť a také
podpůrné struktury,

vyžadované k provádění naprogramovaných instrukcí nebo komunikaci s nejrůznějšími vstupně / výstupními systémy. Pokud jde o monitorování systémových funkcí, máme zde k dispozici

napěťové monitory napájecího napětí pro CPU,
Watchdog Timery (WDT),
resetovací obvody a také
teplotní dohled nad klíčovými prvky či problematickými místy.

(Podrobnější informace nalezneme např. v 5dílném bloku článků s názvem Podpůrné obvody v mikroprocesorové technice, publikovaném na hw.cz)

Na modulu CPU rovněž hledejme součástky, umožňující komunikaci s

dalšími moduly,
PLC systémy,
počítači (PC) nebo
operátorským rozhraním (Human Interface),

např. v podobě struktur, ošetřujících zákmity tlačítek (Switch Debounce) nebo zajišťujících hlasový (Audio) a také obrazový (Display) výstup (další informace, tipy i triky v souvislosti s audiosystémy přinesla 4dílná Příručka vývojáře moderních audiosystémů, publikovaná na hw.cz)

K vysvětlení pojmu zákmity tlačítek

Existuje celá řada možností ošetření zákmitů, vedle běžných, analogových postupů s diodou a kondenzátorem nebo čistě softwarového řešení zde zmiňujeme také číslicovou metodu (Digital Switch Debouncing); více informací najdete např. v [2].

V souvislosti s managementem napájecích systémů se rovněž sluší připomenout

oddělené napájecí zdroje (Isolated Power Supply),
hot – swap kontroléry (Hot-swap Controller) či
bateriovou zálohu (Battery Backup) – viz také blokový diagram modulu CPU.

Zabezpečení systému

Prvky, určené pro zabezpečení systému, resp. ověření pravosti (cizím slovem autentizaci) brání neautorizovaným přístupům k systémovým údajům nebo neoprávněnému převzetí řízení. Složitost takových opatření se přitom bude odvíjet od požadované úrovně zajištění. Běžné zabezpečovací prvky přitom zahrnují