Структура и основные функции УВМ (рис.4)

Кон­структивно УВМ (управляющая вычислительная машина) выполняется в виде пульта управления (ПУ) и процессорного (системного) блока (ПБ). Структурная схема ЦУВМ аналогична ПК (персональному компьютеру), за исключением, в ЦУВМ (центральная УВМ) присутствуют блоки МВИ  (модули ввода технологической информации) и МВУ (модули вывода информации управления технологическим объектом).

От оператора

ПБ

УВВ

ОЗУ

ПЗУВ

АЛУ

УУ

МВУ

МВИ

клавиатура

дисплей

ВЗУ

принтер

ТО

От ЦУВМ

Рис. 4. Структура УВМ в составе АСУТП.

ПУ

мышь

ПБ – процессорный блок;

ПУ – пульт управления;

УВВ -устройства ввода-вывода информации;

ВЗУ – внешнее запоминающее устройство;

ПБ – процессорный блок;

ОЗУ – оперативное запоминающее устройство;

ПЗУ – постоянное запоминающее устройство;

АЛУ - арифмети­ко-логическое устройство;

УУ – устройство управления процессом работы УВМ;

МВУ - модуль вывода управляющего воздействия на объект;

МВИ – модуль ввода технологической информации от объекта;

ЦУВМ – центральная управляющая машина.

ПУ явля­ется основой рабочего места оператора, осуществляющего конт­роль работы АСУТП. Через ПУ поступает исходная информация в виде управляющих программ, считываемых от ВЗУ.

С помощью клавиатуры оператор может составлять и кор­ректировать управляющие программы и контролировать ход уп­равляемого технологического процесса.

Дисплей представ­ляет оператору визуальную информацию о ходе ТП – технологического процесса.

С помощью принтера производится распечатка отчетно-спра­вочной информации о выполнении производственных заданий.

Обмен информацией в ЦУВМ (с клавиатурой, дисплеем, принтером, ВЗУ и т.п.) осуществляется через УВВ. Ввод-вывод информации производится  с использованием параллельного и последовательного интерфейсов (портов).

Машинные интерфейсы предназначены для организации связей между составными элементами ЭВМ.

Причем, для связи внутри ПБ обычно используется параллельный интерфейс, так как он многократно увеличивает скорость передачи информации. Через после­довательный интерфейс реализуется связь с отдаленными кор­респондентами, его достоинство – не нужен многожильный кабель.

Информация, поступающая в процессорный блок ПБ с пульта управления или не­посредственно от ЦУВМ и МВИ, запоминается в ОЗУ. Управляющие воздействия на объект осуществляются с помощью модуля МВУ.

В ПЗУ содержатся модули загрузки программ УВМ.

В ОЗУ хранятся технологические программы, находящиеся в работе, и те­кущая информация о ходе реализуемого технологического про­цесса, состоянии технологического оборудования.

Основным устройством, осуществляющим переработку посту­пающей информации в УВМ и выдачу управляющих сигналов, является центральный процессор (ЦП), состоящий из АЛУ и УУ устройств. АЛУ осу­ществляет арифметическую и логическую обработку информации, а УУ определяет, какие арифметико-логические операции и в каком порядке должно реализовать АЛУ в соответствии с заданной программой.

Промышленные компьютеры существенно отличаются от офисных  по конструктивным признакам, однако используют те же микропроцессоры и архитектуру. Основными отличиями являются следующие:

• разъемы для сменных плат устанавливаются на пассивной объединительной панели, а не на материнской плате;

• для сменных плат используются надежные штырьковые разъемы;

• для смены плат не нужно раскрывать корпус;

• используются специализированные промышленные компьютерные шины CompactPCI, AdvancedTCA, COMExpress, VME, VXI и др.;

• вместо жесткого диска может быть использована флэш-память;

• наличие сторожевого таймера;

• применение вентиляторов со сменным пылеулавливающим фильтром или отсутствие вентиляторов;

• прочная несущая конструкция с надежным креплением плат пружинящими планками с винтовыми зажимами;

• применение блоков питания повышенной надежности, с защитой от к.з. по выходу и с расширенным диапазоном сетевых напряжений (от 100 до 250 В); резервирование блоков питания;

• наличие энергонезависимой оперативной памяти (с аккумуляторным питанием), которая сохраняет данные при сбоях или исчезновении питания;

• в одном конструктиве и на одной объединительной шине может располагаться несколько компьютерных систем;

• наличие съемной флэш-памяти;

• применение, кроме Windows, операционных систем DOS, Linux и операционных систем реального времени.

Конструктивное исполнение промышленного компьютера обеспечивает защиту от пыли, влаги, вибрации, электромагнитных наводок и облегчает техническое обслуживание. Для работы в диапазоне температур от -40 до +70 ºС используется индустриальная элементная база с расширенным температурным диапазоном или, если это возможно, искусственный подогрев и принудительное охлаждение.

Монтаж промышленного компьютера может быть выполнен в стандартной 19-дюймовой стойке, на панели, на столе, на стене, на DIN-рейке и в специализированном конструктиве. Органы управления промышленным компьютером (кнопка сброса, питания и клавиатура) могут закрываться дверцей с ключом.