Βιομηχανική Πληροφορική

Transcript

1 ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Βιομηχανική Πληροφορική Ενότητα 3: Κατανεμημένα Συστήματα Αναστασία Βελώνη Μηχανικών Η/Υ Συστημάτων

2 Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

3 Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

4 Σκοποί Ενότητας O όρος κατανεμημένο σύστημα ελέγχου (DCS) αναφέρεται σε ένα σύστημα ελέγχου που αποτελεί μέρος ενός συστήματος παραγωγής (Manufacturing System) μιας διαδικασίας ή ενός άλλου δυναμικού συστήματος, στο οποίο τα στοιχεία ελέγχου δεν είναι γεωγραφικά συγκεντρωμένα αλλά κατανεμημένα, με τα επί μέρους υποσυστήματα να ελέγχονται από έναν ή περισσότερους ελεγκτές. 4

5 Περιεχόμενα Ενότητας Κατανεμημένα συστήματα Ιστορική αναδρομή Παράδειγμα κατανεμημένου συστήματος Παράδειγμα κατανεμημένης επεξεργασίας Σύνθετη κατανεμημένη επεξεργασία SCADA PLC Mini DCS Μέρη που αποτελούν ένα DCS Πρότυπο IEC Υλικό ελέγχου κατανεμημένων συστημάτων Κλάσεις κινητού πράκτορα Agent Development Kits Επιλογή PLC ή DCS ανάλογα με τις εφαρμογές 5

6 Κατανεμημένα συστήματα Με τον όρο κατανεμημένο σύστημα αναφερόμαστε σε όλους τους τομείς ενός πληροφοριακού συστήματος. Έχουμε κατανεμημένη πληροφορία, κατανεμημένους πόρους, κατανεμημένη υπολογιστική ισχύ, καθώς και κατανεμημένες υπηρεσίες που επικοινωνούν μεταξύ τους προκειμένου να επιτύχουν έναν κοινό σκοπό 6

7 Ιστορική αναδρομή Μέχρι τη δεκαετία του 80, η φύση των υπολογιστικών συστημάτων χαρακτηριζόταν από την ύπαρξη ισχυρών κεντρικών υπολογιστικών συστημάτων (mainframes) στα οποία ήταν εγκατεστημένες εφαρμογές τις οποίες μπορούσαν να προσπελάσουν οι χρήστες μέσω των τερματικών τους συστημάτων Το επόμενο βήμα προς τα κατανεμημένα συστήματα έγινε την δεκαετία του 90 με την ανάπτυξη του προσωπικού υπολογιστή. Οι εφαρμογές άρχισαν να γιγαντώνουν και να γίνονται συνεχώς πιο απαιτητικές και σύνθετες 7

8 Μοντέλο που επικράτησε Το μοντέλο που επικράτησε ήταν το μοντέλο πελάτη/εξυπηρετητή (client/server). Έτσι οι εφαρμογές άρχισαν να κερματίζονται σε δύο βασικά τμήματα που επικοινωνούσαν μεταξύ τους μέσω διαφόρων τύπων υπηρεσιών Κατά την αρχιτεκτονική πελάτη/εξυπηρετητή, μία διεργασία καλείται πελάτης (client process) όταν αιτείται την υλοποίηση κάποιων υπηρεσιών-μεθόδων από μία διεργασία η οποία είναι ικανή να της προσφέρει τις επιθυμητές υπηρεσίες. Η τελευταία αυτή διεργασία καλείται διεργασία του εξυπηρετητή (server process) 8

9 Παράδειγμα κατανεμημένου συστήματος Ένα χαρακτηριστικό παράδειγμα ενός κατανεμημένου συστήματος είναι το δίκτυο των αυτόματων ταμειακών μηχανών μιας τράπεζας. Οι υπολογιστές αυτοί είναι κατανεμημένοι σε όλο το χώρο της Ελλάδας, συνδέονται μεταξύ τους με κάποιο σχετικά γρήγορο δίκτυο επικοινωνίας (πχ. ΑΤΜ) και λειτουργούν σε μεγάλο βαθμό ανεξάρτητα ο ένας από τον άλλο Ένας πελάτης μπορεί να κάνει ανάληψη χρημάτων ή κατάθεση σε οποιαδήποτε ταμειακή μηχανή σε όλη την Ελλάδα δίνοντας σαν είσοδο στον τοπικό υπολογιστή τον προσωπικό του κωδικό αριθμό και το ποσό που θέλει να αναλάβει ή να καταθέσει Είναι πιθανό κάθε υπολογιστής να συμβουλεύεται για λόγους ταχύτητας πρώτα μια τοπική βάση δεδομένων και αν δεν βρεθεί ο πελάτης εκεί τότε γίνεται αναζήτηση σε κάποια κεντρική βάση ή σε κάποιο άλλο σταθμό 9

10 Απεικονίσεις Παρακάτω απεικονίζονται ένα κατανεμημένο σύστημα, η εξέλιξη των υπολογιστικών συστημάτων και η εξέλιξη των βιομηχανικών συστημάτων αυτοματισμού και ελέγχου και η Λειτουργία ενός κεντρικοποιημένου και ενός κατανεμημένου συστήματος ελέγχου πρόσβασης αντίστοιχα 10

11 Κατανεμημένο σύστημα 11

12 Εξέλιξη των υπολογιστικών συστημάτων & των βιομηχανικών συστημάτων αυτοματισμού & ελέγχου 12

13 Λειτουργία (α) κεντρικοποιημένου & (β) κατανεμημένου συστήματος ελέγχου πρόσβασης 13

14 Παράδειγμα κατανεμημένης επεξεργασίας Ένα παράδειγμα κατανεμημένης επεξεργασίας από τον επιχειρηματικό κόσμο είναι αυτό όπου μια επιχείρηση έχει έναν μεγάλης κλίμακας υπολογιστή για το marketing, έναν για απογραφή και έναν για τη λογιστική. Ασφαλώς, όλες αυτές οι μηχανές πρέπει να επιτελέσουν διαφορετικές λειτουργίες και ακόμα πρέπει να είναι ενωμένες για να μοιράζονται δεδομένα Ένας πελάτης που βάζει μια παραγγελία στο σύστημα δεν αντιλαμβάνεται ότι χρησιμοποιεί τρεις διαφορετικούς υπολογιστές που δουλεύουν μαζί για να εκτελέσουν την παραγγελία. Η υπολογιστική κατανομή είναι πιο δυναμική από την χρήση κεντρικής ή ιεραρχικής αρχιτεκτονικής αφού μια μηχανή μπορεί να καταρρεύσει χωρίς να αναστατώσει τις λειτουργίες που επιτελούνται σε άλλες μηχανές Επίσης, μπορούν να εκτελεστούν αναβαθμίσεις με πιο προσαρμοστικό τρόπο και έτσι θα είναι λιγότερο αποδιοργανωτικές και γίνονται σε μικρότερα κομμάτια σχετικά με τον προγραμματισμό του δικτύου 14

15 Σύνθετη κατανεμημένη επεξεργασία Ο κατανεμημένος υπολογισμός είναι επίσης ιδανικός για σύνθετα συστήματα ελέγχου. Αυτά τα συστήματα τυπικά έχουν πολλαπλούς επεξεργαστές, όπου ο κάθε ένας επιτελεί ξεχωριστές λειτουργίες που πρέπει να ολοκληρωθούν Μπορεί να υπάρχουν πολλαπλοί επεξεργαστές στο ταμπλό του οχήματος: έναν για τα ηλεκτρονικά συστήματα, έναν για χαμηλού επιπέδου λειτουργία ελέγχου (όπως αύξηση της σταθερότητας) και έναν για υψηλού επιπέδου λειτουργίες ελέγχου (όπως σχεδιασμό τροχιάς και ανίχνευση λαθών) Ο επεξεργαστής ελέγχου της αποστολής τοποθετείται μακριά, είτε στο έδαφος ή σε άλλο όχημα (ίσως στο όχημα ανεφοδιασμού). Οι επεξεργαστές που είναι στο όχημα συνδέονται μέσω μιας LAN, ενώ ο απομακρυσμένος επεξεργαστής συνδέεται μέσω μιας ασύρματης σύνδεσης (όπως Ethernet για κοντινή εμβέλεια ή σειριακά για μεγαλύτερη εμβέλεια) 15

16 Κατανεμημένα συστήματα ελέγχου (DCS) Η ανάγκη για τον συγκεντρωτικό έλεγχο και πληροφόρηση της παραγωγικής διαδικασίας γεννήθηκε μαζί με την επανάσταση του αυτοματισμού. Η σταδιακή μείωση του ανθρώπινου παράγοντα στην παραγωγή και η αντικατάστασή του με σύνθετους αυτοματισμούς, έφερε την ανάγκη για συστήματα ελέγχου και πληροφόρησης τα οποία θα έδιναν την δυνατότητα της συνολικής επιτήρησης της διαδικασίας παραγωγής Το πρόβλημα ήταν ιδιαίτερα εμφανές σε μεγάλες εγκαταστάσεις με πολύπλοκες διαδικασίες και πολλαπλά στάδια επεξεργασίας και σύνθετα συστήματα παραγωγής 16

17 Λύση ενός κεντρικού συστήματος Κατά την δεκαετία του 60 επιχειρήθηκε η λύση μέσω ενός μεγάλου κεντρικού συστήματος για τον έλεγχο της συνολικής παραγωγικής διαδικασίας ενός εργοστασίου Σύντομα όμως έγινε αντιληπτό ότι η τακτική αυτή όχι μόνο είναι δύσκολη στην εγκατάσταση, συντήρηση και επέκταση, αλλά είναι και ευάλωτη διότι ένα σφάλμα μπορούσε να προκαλέσει το σταμάτημα ολόκληρου του εργοστασίου 17

18 Επίλυση προβλήματος Η επίλυση του προβλήματος αυτού ώθησε στην ανάπτυξη της δημιουργίας ενός κατανεμημένου συστήματος ελέγχου μεγάλων εργοστασίων μέσω ενός δικτύου υπολογιστών που ήταν διαμοιρασμένα στον χώρο της παραγωγής. Λόγω της δικτυακής τους δομής, τα νέα αυτά συστήματα ονομάστηκαν Distributed Control Systems (διαμοιρασμένα ή κατανεμημένα σύστηματα ελέγχου - DCS) Τα διασυνδεόμενα αυτά κατανεμημένα συστήματα συλλογής και επεξεργασίας δεδομένων λειτουργούν σαν ένα ενιαίο σύστημα με ενιαία διαχείριση συγκεντρωτική πληροφόρηση και έλεγχο. Τα πρώτα συστήματα DCS εμφανίστηκαν στην δεκαετία του 70 και εξελίχτηκαν ραγδαία κατά την τεχνολογική έκρηξη του 80 και 90 18

19 Σύγχρονο κατανεμημένο σύστημα ελέγχου παραγωγής 19

20 Επεξήγηση σχήματος Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται η αρχιτεκτονική ενός σύγχρονου κατανεμημένου συστήματος ελέγχου που είναι σύμπλεγμα μικροϋπολογιστών και τοπικών μονάδων ελέγχου (ΤΜΕ) Διάφοροι αισθητήρες και περιφερειακά μπορούν να συνδεθούν απευθείας με τους μικροϋπολογιστές μέσω κατάλληλων καρτών διασύνδεσης ή μέσω των ΤΜΕ Κάθε ΤΜΕ συλλέγει δεδομένα από την παραγωγική μονάδα που εποπτεύει και μεταδίδει τα δεδομένα μέσω του τοπικού δικτύου Οι ΤΜΕ αποτελούν το εκτελεστικό ή κατώτατο επίπεδο του συστήματος και δεν συνηθίζεται η αποθήκευση δεδομένων στο επίπεδο αυτό. Οι ΤΜΕ συλλέγουν τα δεδομένα (που είναι αναλογικά ή ψηφιακά σήματα, ακόμη και παλμοί) και τα μεταδίδουν στον κεντρικό υπολογιστή που εκτελεί χρέη εξυπηρετητή με καθορισμένο πρωτόκολλο επικοινωνίας 20

21 Εμφάνιση PLC Περίπου την ίδια περίοδο με τα DCS έκαναν και την εμφάνιση τους τα PLC (Programmable logic controller), η τεχνολογία και η προσέγγιση τους όμως ήταν τελείως διαφορετική από αυτήν των DCS και η χρήση τους ωφελούσε την επίλυση διαφορετικών προβλημάτων Τα PLC ήταν συστήματα πολύ περιορισμένων δυνατοτήτων. Η χρήση τους περιορίζονταν στον έλεγχο μεμονωμένων συστημάτων με κύριο σκοπό την αντικατάσταση των κλασικών αυτοματισμών με ρελέ. Τα PLC ήταν αρκετά πιο γρήγορα στην επεξεργασία και πιο ευέλικτα στον προγραμματισμό τους από ανάλογες μονάδες ενός συστήματος DCS, αλλά είχαν περιορισμένη δυνατότητα επέκτασης και διασύνδεσης 21

22 Σύγχρονο κατανεμημένο σύστημα ελέγχου 22

23 SCADA Συγχρόνως με τα παραπάνω, εμφανίστηκαν στην αγορά και τα συστήματα SCADA (Supervisory control and data acquisition). Τα συστήματα αυτά αναπτύχθηκαν με κύριο σκοπό τη συλλογή δεδομένων από απόμακρα κέντρα και τη διάθεσή τους σε κεντρικά σημεία για πληροφόρηση και έλεγχο Τα SCADA είχαν αρκετά εκτεταμένη δυνατότητα συλλογής, καταγραφής και απεικόνισης πληροφοριών αλλά υστερούσαν στη δυνατότητα της επεξεργασίας τους για τη διαχείριση της διαδικασίας μιας συνολικής παραγωγής 23

24 PLC Η αλματώδης ανάπτυξη των μικροϋπολογιστών και γενικότερα της τεχνολογίας επικοινωνίας και αυτοματισμού έφερε και μεγάλη εξέλιξη στα στις δυνατότητες των PLC. Η εξέλιξη των PLC είναι τέτοια που για πολλούς η διαχωριστική τους γραμμή από τα DCS αρχίζει πλέον να γίνεται δυσδιάκριτη Τα εξελιγμένα συστήματα PLC/SCADA, έχουν σήμερα την δυνατότητα να διαχειρίζονται αξιόπιστα μεγάλη ποσότητα πληροφοριών, είναι ιδιαιτέρως ευέλικτα, ταχύτατα, έχουν την δυνατότητα επικοινωνίας και διασύνδεσης μεταξύ τους και με μεγάλη ποικιλία δικτύων και συσκευών 24

25 Mini DCS Κατά την δεκαετία του 90, οι κατασκευαστές των συστημάτων DCS είδαν την αγορά τους να πολιορκείται από λύσεις ολοκληρωμένες βασισμένες σε συστήματα PLC και SCADA. Στην προσπάθειά τους να κρατήσουν μέρος της αγοράς κυρίως στις μικρότερες εφαρμογές ανέπτυξαν τα Mini DCS συστήματα τα οποία είναι βασισμένα στην φιλοσοφία του DCS αλλά πιο περιορισμένα σε δυνατότητες Η προσπάθεια αυτή όμως δεν είχε την αναμενόμενη επιτυχία κυρίως λόγω της διαφοράς τιμής των νέων αυτών συστημάτων από τα συστήματα απαρτιζόμενα από PLC/SCADA 25

26 Διαφορά φιλοσοφίας μεταξύ DCS & PLC συστημάτων Δεν υπάρχουν πλέον οι τεράστιες διάφορες μεταξύ των PLC, SCADA και των DCS που υπήρχαν παλαιοτέρα. Παρόλα αυτά, η βασική διάφορα της φιλοσοφίας των δυο λύσεων καθορίζει και την αγορά στην οποία απευθύνονται Τα DCS συστήματα προσεγγίζουν τον συνολικό έλεγχο και πληροφόρηση μιας εκτεταμένης εγκατάστασης με κύριο άξονα την παραγωγική διαδικασία του προϊόντος του εκάστοτε εργοστάσιου. Ως εκ τούτου προσφέρουν λύσεις για την συλλογή μεγάλου αριθμού δεδομένων, την επεξεργασία τους με περίπλοκους αλγόριθμους ελέγχου και προστασίας σε διάφορα επίπεδα αλλά και την διασφάλιση της συνεχούς λειτουργίας του ίδιου συστήματος έτσι ώστε να εξασφαλίζεται η εν γένει λειτουργία του εργοστάσιου 26

27 Διαφορά φιλοσοφίας μεταξύ DCS & PLC συστημάτων Η φιλοσοφία στην αρχιτεκτονική του λογισμικού ενός DCS έχει βασικό προσανατολισμό την παραγωγή. Τα DCS συστήματα είναι πιο αργά από τα PLC αλλά και πιο κλειστά σε δυνατότητες διασύνδεσης με αλλά συστήματα, υποσυστήματα και ανταλλαγής πληροφοριών μέσω κοινών δικτυακών συστημάτων 27

28 Μέρη που αποτελούν ένα DCS σύστημα Τα DCS συστήματα απαρτίζονται συνήθως από ένα κεντρικό σύστημα ελέγχου, το οποίο είναι συνδεδεμένο με όλα τα σημεία τις εγκατάστασης που καλείται να επιτηρήσει μέσω τοπικών ελεγκτών και άλλων υποσυστημάτων: Μονάδες περισυλλογής πρωτογενών δεδομένων (Ι/Ο) όπως ψυχρές επαφές η αναλογικές μετρήσεις. Πέρα από την απλή περισυλλογή και μετάδοση των δεδομένων, οι μονάδες αυτές συνήθως παρέχουν και μια αυτόνομη λογική για μια πρωτογενή επεξεργασία των σημάτων και μικροελεγκτές που ελέγχουν συγκεκριμένα συστήματα (π.χ. ρυθμιστής στροφών, ελεγκτής μιας αυτόνομης παραγωγικής διαδικασίας κ.λ.π) 28

29 Τρόπος λειτουργίας ενός DCS συστήματος Η επεξεργασία των πρωτογενών δεδομένων σε ένα DCS σύστημα γίνεται συνήθως βάσει μιας ιεραρχικής δομής. Το κεντρικό σύστημα DCS επικοινωνεί με υποσυστήματα τα οποία είναι υπεύθυνα για την επίβλεψη των τοπικών διαδικασιών. Η επικοινωνία αυτή γίνεται μέσω ενός δικού του κυκλώματος ειδικής συνήθως αρχιτεκτονικής βάσει κάποιου ειδικά διατεθειμένου ψηφιακού field Bus 29

30 Λειτουργικές δυνατότητες και ιδιαιτερότητες ενός DCS συστήματος Επιτρέπει εύκολη και άμεση επικοινωνία σε όλα τα ιεραρχικά σταδία άμεσα με απ ευθείας σύνδεση με το ελεγχόμενο σημείο Επιτρέπει την παραμετροποίηση μιας διαδικασίας σε πραγματικό χρόνο από την κονσόλα ελέγχου στο control room (πχ PID tuning) χωρίς να σταματήσει το σύστημα Χρησιμοποιεί συστήματα πολλαπλών εφαρμογών που επιτρέπουν στο χρήστη να τρέχει διάφορες εφαρμογές παράλληλα με τις τρέχουσες εργασίες του συστήματος, ενώ συγχρόνως μπορεί να πραγματοποιεί και τοπικούς ελέγχους 30

31 Λειτουργικές δυνατότητες και ιδιαιτερότητες ενός DCS συστήματος Έχει ενσωματωμένα διαγνωστικά προγράμματα που αυτόματα αναβαθμίζονται όταν τροποποιείται η τράπεζα πληροφοριών του συστήματος. Η τράπεζα πληροφοριών είναι σε κεντρική θέση στο σύστημα και περιλαμβάνει όλες τις πληροφορίες των τοπικών οργάνων ελέγχου Έχει γραφικές απεικονίσεις και διαθέτει διαγνωστικά προγράμματα που λειτουργούν online, δημιουργεί αυτομάτως τα αναγκαία πληροφοριακά για την ορθή λειτουργία του συγκροτήματος έγγραφα και εκτελεί προγραμματισμένες στρατηγικές 31

32 Συστήματα βασισμένα σε PLC και SCADA Τα συστήματα βασισμένα σε PLC και SCADA είναι αρκετά πιο γρήγορα και πιο ευέλικτα αλλά δεν διαθέτουν την εξειδίκευση στην παραγωγική διαδικασία ενός DCS. Παρόλο που ένα τέτοιο σύστημα μεριμνά και για την παραγωγική διαδικασία, κύριος στόχος είναι η ταχύτητα απόδοσης ενός αποτελέσματος στον χρήστη και όχι ο έλεγχος της συνολικής διαδικασίας της παραγωγής Εκτός από την ταχύτητα, η γενική φιλοσοφία των συστημάτων αυτών είναι η απόλυτη ευελιξία στην διασύνδεση τους με αλλά συστήματα για την ανταλλαγή και την διάθεση δεδομένων Έτσι παρόλο που ένα σύστημα PLC/SCADA υστερεί στην εξειδίκευση, υπερτερεί στην ταχύτητα και στην ευελιξία της εγκατάστασης. Τα συστήματα αυτά ονομάζονται από πολλούς ως «υβριδικά» μιας και δεν είναι έτοιμα προϊόντα με δεδομένη δομή και υλικά όπως τα DCS 32

33 Συστήματα βασισμένα σε PLC και SCADA Λόγω αυτού, η δομή και τα υλικά που χρησιμοποιούνται μπορεί και να διαφέρουν από εγκατάσταση σε εγκατάσταση ανάλογα με τις απαιτήσεις και την ζητούμενη εφαρμογή Και εδώ όμως η πιο συνήθης δομή είναι ιεραρχική με τοπικά υποσυστήματα περισυλλογής και επεξεργασίας δεδομένων που διασυνδέονται σε ένα κεντρικό SCADA το οποίο και αναλαμβάνει την γενικότερη επιτήρηση της εγκατάστασης 33

34 Συστήματα βασισμένα σε PLC και SCADA Σήμερα, ένα σωστά σχεδιασμένο τέτοιο σύστημα μπορεί να προσφέρει την ίδια εξασφάλιση της διαθεσιμότητας όπως τα DCS και σχεδόν την ίδια λειτουργικότητα. Ανάμεσα στα πλεονέκτημα του είναι η ταχύτατη πληροφόρηση των δεδομένων, γεγονότων και καταστάσεων, η εύκολη διασύνδεση και ενσωμάτωση υφισταμένων συστημάτων αυτοματισμού και ελέγχου και η δυνατότητα του αξιόπιστου έλεγχου της εγκατάστασης από μεγάλες αποστάσεις (remote locations) Η ευελιξία που παρέχεται από τον προγραμματισμό των PLCs και του SCADA είναι επίσης ένα πλεονέκτημα μιας και μπορεί να παρέχει το απόλυτα επιθυμητό για τον χρήστη αποτέλεσμα. Παρόλα αυτά η χρήση των PLC περιορίζει την εύκολη τροποποίηση της λογικής και των παραμέτρων λειτουργίας μιας παραγωγικής διαδικασίας σε ζωντανό χρόνο 34

35 Συστήματα βασισμένα σε PLC Τα τοπικά αυτά υποσυστήματα είναι συνήθως εγκαταστάσεις PLC (ενδεχομένως με ένα τοπικό SCADA / HMI) που αναλαμβάνουν τόσο τη συλλογή και την πρωτογενή επεξεργασία των δεδομένων όσο και τον έλεγχο της τοπικής διαδικασίας Η επικοινωνία των PLC μεταξύ τους και με το σύστημα SCADA γίνεται μέσω ανοιχτών βιομηχανικών πρωτοκόλλων (πχ Modbus, Ethernet, κλπ) 35

36 Ποιο σύστημα είναι το καλύτερο; Έχοντας αναπτύξει τα ως άνω πρέπει να σημειωθεί ότι η απάντηση στο κρίσιμο αυτό ερώτημα «ποιό σύστημα είναι το καλύτερο» δεν είναι απλή διότι εξαρτάται από την εφαρμογή. Τα συστήματα DCS είναι εξειδικευμένες ολοκληρωμένες λύσεις με μεγάλη ιστορία και αποδεδειγμένα αποτελέσματα σε εγκαταστάσεις μεγάλου μεγέθους και απαιτήσεων Τα συστήματα βασισμένα σε PLC και SCADA είναι ενδεχομένως νεότερης τεχνολογίας με μεγαλύτερη ταχύτητα και ευελιξία αλλά δεν έχουν εδραιώσει ακόμα την καταλληλότητα τους στον έλεγχο της διαδικασίας μεγάλων εγκαταστάσεων 36

37 Ποιο σύστημα είναι το καλύτερο; Είναι γενικώς παραδεκτό ότι το DCS, αν και κατά πολύ ακριβότερο, είναι η μόνη σωστή επιλογή για την συνολική κάλυψη των αναγκών μεγάλων εγκαταστάσεων όπως διυλιστήρια η πολύπλοκες βιομηχανικές εγκαταστάσεις μεγάλης έκτασης όπου και αποσβένει γρήγορα την αξία κτήσεώς του. Αντιθέτως, τα «υβριδικά» συστήματα είναι σχεδόν μονόδρομος σε μικρότερες βιομηχανικές εγκαταστάσεις κυρίως λόγο κόστους αλλά και για την ευελιξία των τεχνοοικονομικών λύσεων που παρέχουν Παρόλο που υπάρχει και η λύσης των Mini-DCS αυτά πολλές φορές είναι αρκετά ακριβά για την λειτουργία για την οποία ζητούνται. Σε κάθε περίπτωση η σωστή μελέτη των αναγκών και η έρευνα είναι η μόνη εξασφάλιση για την απόκτηση του καλύτερου συστήματος για την εκάστοτε εγκατάσταση 37

38 Τα κατανεμημένα συστήματα στη βιομηχανία Τα κατανεμημένα συστήματα είναι ιδιαίτερα διαδεδομένα στη βιομηχανία. Παλιότερα οι ηλεκτρονικές συσκευές βιομηχανικών μετρήσεων ήταν απόλυτα διαχωρίσιμες. Συνήθως ήταν ως αντικείμενα-κουτιά με ένα πάνελ ελέγχου και μια οθόνη προβολής ή φωτεινές ενδείξεις Αυτά ήταν τύπου stand-alone και ο χρήστης δεν χρειαζόταν να τα παραμετροποιήσει. Αν και ήταν αρκετά ισχυρά στις δυνατότητές τους ήταν αρκετά ακριβά και προϋπέθεταν τη φυσική παρουσία του χειριστή τους για να παρθεί μια μέτρηση και δεδομένα. Ακόμα η διεπαφή τους ήταν προκαθορισμένη, τα πλήκτρα, οι διακόπτες και το εσωτερικό κύκλωμα δεν μπορούσαν να αλλάξουν 38

39 Βιομηχανικά συστήματα SCADA Η μεγάλη εξάπλωση των υπολογιστών την τελευταία δεκαετία άλλαξε τον τρόπο που οι μηχανικοί απαιτούν τις μετρήσεις και την αυτοματοποίηση των συσκευών Κυρίως στο θέμα των μετρήσεων σημαντικό ρόλο έπαιξαν τα συστήματα εικονικών μετρήσεων (virtual measurement) και τα συστήματα εικονικών συσκευών ελέγχου (virtual control systems). Έτσι αναπτύχθηκαν τα βιομηχανικά συστήματα SCADA 39

40 Χρήση σημερινών συσκευών μετρήσεων Στη σημερινή εποχή ένα εικονικό όργανο αποτελείται από έναν υπολογιστή βιομηχανικών προδιαγραφών εξοπλισμένο με off-the-shelf εφαρμογές και επιπρόσθετες κάρτες υλικού που συνδέονται με αυτόν μέσω driver λογισμικού Η χρήση τέτοιων συσκευών μετρήσεων και ελέγχου αποτελεί την σημερινή τεχνολογία στη βιομηχανία και έχει ως αποτέλεσμα καλύτερα και αυτόνομα συστήματα που παράγουν καλύτερη ποιότητα σε χαμηλότερο κόστος 40

41 Λογισμικό Αν και οι υπολογιστές και τα ηλεκτρονικά κυκλώματα έχουν προχωρήσει αρκετά τις τελευταίες δύο δεκαετίες, αυτό που έκανε δυνατή τη χρήση εικονικών οργάνων ελέγχου, είναι το λογισμικό Οι μηχανικοί δεν είναι πλέον δέσμιοι των παραδοσιακών και μη παραμετροποιήσιμων μονολιθικών συσκευών του παρελθόντος. Τώρα μπορούν να σχεδιάζουν συστήματα μετρήσεων και ελέγχου στα μέτρα τους 41

42 Δομημένα συστήματα δικτύου Στη σημερινή εποχή αποδείχθηκε ότι αυτό το μοντέλο δεν είναι επαρκές στη βιομηχανία. Ο όγκος της πληροφορίας και η πολυπλοκότητα των συστημάτων αυξάνεται Έτσι παρουσιάστηκε η ανάγκη για κατανεμημένα συστήματα τέτοιου είδους που θα επικοινωνούν μέσω δικτύου, χωρίς να είναι απαραίτητο αυτό το δίκτυο να είναι ομοιογενές. Στην περίπτωση αυτή χρησιμοποιούνται δομημένα συστήματα δικτύου 42

43 Δομημένα συστήματα δικτύου Η αναλυτικότητά τους και η κλίμακα εξαρτάται άμεσα από: Την απόσταση μεταξύ των συσκευών ελέγχου και πραγματικού συστήματος Τον όγκο της πληροφορίας που μεταδίδεται Τα χαρακτηριστικά χρονικών απαιτήσεων που πρέπει να ικανοποιούνται κάθε φορά 43

44 Σύστημα μετρήσεων και ελέγχου βασισμένο σε υπολογιστή 44

45 Κατανεμημένο σύστημα ελέγχου 45

46 Σύστηµα δύο δεξαµενών (µοντέλο PCT9) 46

47 Διάγραμμα του συστήματος κατανεμημένου ελέγχου µε βάση το σύστηµα των δύο δεξαμενών (PCT9) & ένα ασύρματο δίκτυο αισθητήρων 47

48 Κατανεμημένο σύστηµα ελέγχου Το σύστηµα κατανεμημένου ελέγχου βασίζεται στο σύστηµα δύο δεξαμενών μοντέλο PCT9, που χρησιμοποιεί µία μηχανοκίνητη βαλβίδα για τον έλεγχο του ρυθµού ροής του νερού που αντλείται από µία κεντρική δεξαμενή προς τις άλλες δύο, που είναι τοποθετημένες στο πάνω μέρος του συστήματος. Σε αυτές είναι τοποθετημένος ένας αισθητήρας που μετρά τη στάθµη του νερού Ο χρήστης μπορεί να επιλέξει διαφορετικές εξόδους µε διαφορετικό ρυθμό ροής. Στο διάγραμμα του κατανεμημένου συστήματος ελέγχου µε βάση το σύστηµα των δύο δεξαμενών (PCT9) και ένα ασύρματο δίκτυο αισθητήρων (WSAN) που έχει τη δυνατότητα να διαβάζει θερμοκρασίες είναι εμφανές ότι οι αισθητήρες και ο μηχανισμός κίνησης (αντλίες) συνδέονται µέσω των κόμβων του δικτύου σε ένα υπολογιστή Ο χρήστης μπορεί να επιλέξει να υλοποιηθεί ο έλεγχος µέσω του δικτύου ή µέσω ενός τηλεχειριστηρίου που αλληλεπιδρά µε το σύστηµα 48

49 Χαρακτηριστικά των κατανεμημένων συστημάτων ελέγχου Η επεξεργασία των πληροφοριών κατανέμεται σε πολλούς υπολογιστές και δεν περιορίζεται σε μια μόνο μηχανή Μείωση του αριθμού των καλωδίων για σύνδεση συσκευών πεδίου που συνεπάγεται μείωση του κόστους εγκατάστασης Δυνατότητα προσθήκης νέων συσκευών πεδίου με εύκολο τρόπο Δυνατότητα υποστήριξης νέων προηγμένων λειτουργιών και υπηρεσιών, που εκμεταλλεύονται τις ιδιότητες των ευφυών αισθητών πχ. αυτοδιάγνωση καλής λειτουργίας, δυναμικός προγραμματισμός κ.λπ. 49

50 Χαρακτηριστικά των κατανεμημένων συστημάτων ελέγχου Δυνατότητα χρήσης ψηφιακών συσκευών πεδίου με ικανότητα μέτρησης ταυτοχρόνως πολλαπλών μεγεθών (π.χ. θερμοκρασία, πίεση, ροή, κ.λπ.) Υψηλή αξιοπιστία λειτουργίας Λόγω της πολυπλοκότητάς τους παρουσιάζουν αυξημένο κόστος στην εγκατάσταση και των προγραμματισμό τους και ακόμα μεγαλύτερο για τη συντήρησή τους Στα συστήματα αυτά η υπολογιστική ισχύς τους είναι συγκεντρωμένη σε ένα κεντρικό σημείο, με αποτέλεσμα να απαιτείται σημαντική ισχύς επεξεργασίας και λειτουργικά συστήματα πραγματικού χρόνου για την ικανοποίηση των αναγκών της εφαρμογής 50

51 Μειονέκτημα κατανεμημένων συστημάτων ελέγχου Το βασικό μειονέκτημα αυτών των συστημάτων είναι ότι είναι αρκετά πολύπλοκα συστήματα και για το λόγο αυτό απαιτούν εξειδικευμένο προσωπικό για να τα χειριστεί 51

52 Μέρη που αποτελούν ένα DCS Τα κατανεμημένα συστήματα ελέγχου αποτελούνται από τρία κύρια μέρη: Τα κέντρα ελέγχου (ρύθμισης) Τις μονάδες επικοινωνίας ανθρώπου μηχανής (man machine interaction) Το διάδρομο επικοινωνίας (data bus) που συνδέει τα μέρη αυτά μεταξύ τους Σε ανώτερο επίπεδο, υπάρχει ένας επιβλέπων Η/Υ (supervisor) για τη βελτιστοποίηση της λειτουργίας 52

53 Μέρη δικτύου Τα κύρια μέρη ενός δικτύου είναι: Οι Τοπικοί Ελεγκτές (Local Controllers) ή ελεγκτές πεδίου. Κάθε τοπικός ελεγκτής έχει δυνατότητα να ελέγχει συγχρόνως μερικούς βρόχους Οι Ψηφιακές συνδέσεις (Data - links) μαζί με τα πρωτόκολλα επικοινωνίας Τουλάχιστον ένας συντονιστής ή επόπτης ελεγκτής Μια κεντρική μονάδα απεικόνισης πληροφοριών 53

54 Διάγραμμα τοπικού ελεγκτή 54

55 Κατανεμημένο σύστημα ελέγχου (DCS) Ουσιαστικά, ο όρος κατανεμημένο σύστημα ελέγχου (DCS) αναφέρεται σε ένα σύστημα ελέγχου που αποτελεί μέρος ενός συστήματος μεταποίησης (manufacturing system) μιας διαδικασίας ή ενός άλλου δυναμικού συστήματος, στο οποίο τα στοιχεία ελέγχου δεν είναι γεωγραφικά συγκεντρωμένα αλλά κατανεμημένα, με τα επί μέρους υποσυστήματα να ελέγχονται από έναν ή περισσότερους ελεγκτές Το όλο σύστημα ελεγκτών συνδέεται μέσω δικτύων 55

56 Ιεραρχία των κατανεμημένων συστημάτων ελέγχου 56

57 Μεθοδολογίες σχεδίασης DCS Οι μεθοδολογίες σχεδίασης ενός κατανεμημένου συστήματος ελέγχου είναι οι εξής: Unified Modeling Language UML: Η ενοποιημένη γλώσσα σχεδιασμού (unified modeling language) (UML) είναι μια γραφική γλώσσα για την οπτική παράσταση, τη διαμόρφωση προδιαγραφών και την τεκμηρίωση συστημάτων που βασίζονται σε λογισμικό. Η UML στοχεύει στο σχεδιασμό αντικειμενοστρεφών συστημάτων. Το σχέδιο είναι μια απλοποιημένη παράσταση της πραγματικότητας. Σχεδιάζουμε για να μπορέσουμε να καταλάβουμε το σύστημα που αναπτύσσουμε. Έτσι δημιουργώντας ένα σχέδιο παριστάνουμε οπτικά το σύστημα που έχουμε ή θέλουμε να κατασκευάσουμε, προσδιορίζουμε τη δομή και τη συμπεριφορά του συστήματος, δημιουργούμε ένα πρότυπο για να βασίσουμε την κατασκευή του συστήματος και τεκμηριώνουμε τις αποφάσεις που λάβαμε 57

58 Μεθοδολογίες σχεδίασης DCS Rational Unified Process RUP: Είναι μια μέθοδος διαχείρισης, σχεδιασμού και ανάπτυξης έργων λογισμικού μεγάλης κλίμακας. Θα μπορούσε να χαρακτηριστεί ως ένα ολοκληρωμένο πλαίσιο χειρισμού της ανάπτυξης λογισμικού το οποίο προβλέπει: Επαναληπτική ανάπτυξη (τα επιμέρους τμήματα λογισμικού που αναπτύσσονται επανελέγχονται και συμπληρώνονται συνεχώς καθώς όλο και μεγαλύτερο εύρος του έργου υλοποιείται) 58

59 Μεθοδολογίες σχεδίασης DCS Rational Unified Process RUP: Τη δομημένη διαχείριση των απαιτήσεων του έργου. Οι απαιτήσεις οργανώνονται σε θεμελιώδη αυτόνομα τμήματα λογισμικού με καλά καθορισμένη διεπαφή με το σύνολο του έργου Αρχιτεκτονικό σχεδιασμό που βασίζεται σε Components (ολοκληρωμένες ανεξάρτητες δομικές μονάδες λογισμικού) Διαχείριση ποιότητας (Quality control and Management) 59

60 Μεθοδολογίες σχεδίασης DCS Rational Unified Process RUP: Δομημένο έλεγχο των αλλαγών και των επεκτάσεων του λογισμικού Καλά ορισμένο πλαίσιο διαχείρισης των κειμένων που θα πρέπει να συνοδεύουν την ανάπτυξη λογισμικού. Για τα κείμενα της RUP υπάρχουν templates τα οποία συμπληρώνονται καταλλήλως και δημιουργούν ένα σύμπλεγμα τεκμηρίωσης που καθιστά εφικτή τη διόρθωση, συμπλήρωση και τον έλεγχο ενός προϊόντος λογισμικού από τον οποιοδήποτε είναι «μυημένος» στη RUP ακόμα και αν έχουν παρέλθει έτη από την αποπεράτωση του έργου. Επίσης η τήρηση σωστής τεκμηρίωσης βοηθά την εύκολη εισαγωγή νέων προσώπων στις ομάδες ανάπτυξης και διαχείρισης ενός έργου 60

61 Μεθοδολογίες σχεδίασης DCS Rational Unified Process RUP: Γραφικό τρόπο αναπαράστασης του σχεδιασμού με τη βοήθεια εμπορικών λογισμικών και UML γλώσσας προγραμματισμού και αναπαράστασης (πχ Rational Rose) 61

62 Μεθοδολογίες σχεδίασης DCS OMG Model Driven Architecture (MDA): Ο OMG (Object Management Group Όμιλος Διαχείρισης Αντικειμένου) ιδρύθηκε το 1989 από έντεκα εταιρείες και αριθμεί σήμερα πάνω από 800 μέλη αποτελώντας έναν μη κερδοσκοπικό οργανισμό Ο OMG παρέχει προδιαγραφές προτύπων κυρίως για την προώθηση και βελτίωση της διαλειτουργικότητας και της φορητότητας των συστημάτων λογισμικού. Έχει προχωρήσει στην δημιουργία της Αρχιτεκτονικής Οδηγούμενης από Μοντέλα (Model Driven Architecture MDA) μέσω διεθνών προτύπων όπως το CORBA, το CORBA/IIOP, τις Υπηρεσίες Αντικειμένου, τις Ευκολίες Ίντερνετ (Internet Facilities), τις προδιαγραφές Τομέων Διεπαφής (Domain Interface), την UML και άλλες προδιαγραφές που υποστηρίζουν την ανάλυση και τον σχεδιασμό 62

63 Μεθοδολογίες σχεδίασης DCS OMG Model Driven Architecture (MDA): Ο OMG από την ίδρυσή του υιοθέτησε τον προσανατολισμό σε αντικείμενα (objectorientation) για την ανάπτυξη πληροφοριακών συστημάτων. Η δέσμευση του OMG είναι η εγκαθίδρυση επιχειρηματικών κατευθυντήριων γραμμών και λεπτομερών προδιαγραφών διαχείρισης αντικειμένων για την παροχή ενός γενικού πλαισίου Η αποδοχή αυτών των προδιαγραφών δίνει την δυνατότητα για την ανάπτυξη ενός ετερογενούς πληροφοριακού περιβάλλοντος μέσα στις διάφορες πλατφόρμες υλικού και τα λειτουργικά συστήματα ανά τον κόσμο 63

64 Αντικειμενοστραφείς πραγματικού χρόνου ROOM: Αντικειμενοστραφής μεθοδολογία για συστήματα πραγματικού χρόνου που αναπτύχθηκε αρχικά από την Bell - Northern Research και βασίζεται στην ιδέα της χρήσης του ιδίου μοντέλου σε όλες τις φάσεις της διαδικασίας ανάπτυξης. Τα μοντέλα ROOM αποτελούνται από actors που επικοινωνούν μεταξύ τους μέσω πρωτοκόλλων. Υπάρχει ιεραρχική σύνθεση των actors και οι συμπεριφορές τους περιγράφονται από τα διαγράμματα ROOM 64

65 Αντικειμενοστραφείς πραγματικού χρόνου OCTOPUS: H Octopus/UML αποτελεί μία αντικειμενοστραφή μεθοδολογία ανάπτυξης λογισμικού ειδικευμένη σε ενσωματωμένα συστήματα πραγματικού χρόνου, που έχει αναπτυχθεί και υποστηρίζεται από τη Nokia Ο στόχος της μεθόδου είναι η δημιουργία μοντέλων που επεξεργάζονται λεπτομερειακώς θέματα όπως: κλάσεις και αντικείμενα, δομή, συμπεριφορά και σκοπό αυτών των αντικειμένων και κλάσεων, δομή και δυναμική των σχέσεων μεταξύ αντικειμένων, δομικές συσχετίσεις μεταξύ κλάσεων και την ομαλή μετάβαση από αντικείμενα και κλάσεις σε έργα και διαδικασίες 65

66 ROPES Η ROPES έχει αρχικά αναπτυχθεί από την Bruce Powel Douglass και υποστηρίζεται από ένα πολύ ώριμο εργαλείο σχεδίασης: Rhapsody της I-Logix. Το εν λόγω σχεδιαστικό εργαλείο αφορά στην ικανοποίηση των προδιαγραφών τους. Αυτές περιλαμβάνουν λογικές απαιτήσεις (τι θα έπρεπε να κάνει), απαιτήσεις ανάπτυξης (πώς θα το κάνει) και απαιτήσεις λειτουργίας (πόσο γρήγορα πρέπει να το κάνει) 66

67 Πρότυπο ανάπτυξης Σήμερα στη βιομηχανία είναι ευρέως αποδεκτό το πρότυπο IEC που εκδίδεται από την επιτροπή International Electrotechnical Commission (IEC). Αυτό το πρότυπο προορίζεται κυρίως για τους προγραμματιζόμενους λογικούς ελεγκτές (PLC) Το πρότυπο αυτό χωρίζεται σε δύο μέρη. Το πρώτο είναι το μέρος των κοινών στοιχείων (common elements) και το δεύτερο είναι το μέρος των γλωσσών προγραμματισμού. Στα κοινά στοιχεία εντάσσονται οι τύποι δεδομένων, οι μεταβλητές, οι υπολογιστικοί πόροι, οι διεργασίες και οι μονάδες οργάνωσης προγράμματος Στο πρότυπο IEC ορίζονται γλώσσες προγραμματισμού που στηρίζονται είτε σε συγγραφή κώδικα είτε είναι γραφικού τύπου σχεδίαση. Σε κώδικα ορίζονται οι γλώσσες Instruction List (IL) και Structured List (ST). Για γραφική απεικόνιση ορίζονται οι Ladder Diagram (LD) και Function Block Diagram (FBD) 67

68 Οι γλώσσες προγραμματισμού που ορίζονται από το IEC

69 Δημιουργία νέων μοντέλων Όπως και στον προγραμματισμό κλασσικών εφαρμογών γενικού σκοπού, έτσι και στη βιομηχανία αυτά τα μοντέλα με την πάροδο του χρόνου κρίθηκαν ανεπαρκή. Δημιουργήθηκε η ανάγκη για νεότερα μοντέλα που θα προσφέρουν τα παρακάτω χαρακτηριστικά: Να επιτρέπουν την τμηματική αλλαγή στον κώδικα χωρίς να χρειάζεται ενημέρωση το σύνολο του κώδικα της εφαρμογή Να είναι εύκολη η επέκταση του και η συντήρηση του κώδικα που αποτελεί την εφαρμογή Να μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν αυτούσια τμήματα κώδικα που έχουν γραφεί για άλλες εφαρμογές με παρόμοιες απαιτήσεις Να υποστηρίζεται η εγκατάσταση του λογισμικού με αυτόματο τρόπο σε κατανεμημένο σύστημα 69

70 Πρότυπο IEC Αυτή τη στιγμή ο οργανισμός IEC έχει προτείνει σε αυτή την κατεύθυνση ένα πρότυπο για την δημιουργία λογισμικού των προαναφερθέντων απαιτήσεων και είναι το IEC Η IEC ορίζει την αρχιτεκτονική και το μοντέλο συναρτήσεων (Function Block - FB) για συστήματα κατανεμημένου ελέγχου Ορίζει τα FB ως το βασικό δομικό στοιχείο για τον ορισμό εφαρμογών μέσω ενός Function Block Diagram (FBD) Παρέχει πιο ισχυρούς μηχανισμούς από το πρότυπο IEC όσον αφορά σε θέματα επικοινωνιών και θέματα πραγματικού χρόνου, που είναι σημαντικά για βιομηχανικά συστήματα 70

71 PROFInet Engineering Model Πρόταση του Profibus User Organization για να επιτευχθεί ανοικτή κατανεμημένη αυτοματοποίηση. Το πρωτόκολλο PROFIBUS αναπτύχθηκε στα τέλη της δεκαετίας του 80 στη Γερµανία, αρχικά από την εταιρεία SIEMENS και στη συνέχεια από µία οµάδα 13 εταιρειών και 5 ινστιτούτων Επίσημος σκοπός του όλου σχεδίου ήταν η δηµιουργία ενός προτύπου το οποίο θα αποτελούσε σηµείο αναφοράς στη βιομηχανική επικοινωνία, πράγµα το οποίο επιτεύχθηκε τον Απρίλιο του 1991 όταν το PROFIBUS αναγνωρίστηκε ως εθνικό γερµανικό πρότυπο (DIN 19245) Σήµερα το PROFIBUS είναι ένα από τα 3 συστήµατα που υποστηρίζονται από το ευρωπαϊκό πρότυπο ΕΝ (PROFIBUS, FIP, P-NET) 71

72 Οργάνωση ενός βιοµηχανικού δικτύου PROFIBUS σε αλληλεπίδραση µε το Internet και µε δίκτυα Ethernet 72

73 TORERO Οι λειτουργίες ελέγχου κατανέμονται σε στοιχειώδεις συσκευές που έχουν την κατάλληλη αρχιτεκτονική για να το υποστηρίξουν - TORERO Devices (TDs) Η βασική ιδέα του TORERO αφορά στην κατανομή του ελέγχου υψηλού επιπέδου και στην υλοποίηση ελέγχου χαμηλού επιπέδου 73

74 Πρακτόρων λογισμικού - GAIA Αποτελεί µία μεθοδολογία η οποία παρέχει στον αναλυτή/σχεδιαστή το εργαλείο για να κατασκευάσει ένα μοντέλο του βασισµένο σε πράκτορες συστήµατος Η Γαία βασίζεται σε µία ανάλυση του συστήµατος από τις πιο αφαιρετικές έννοιες προς τις πιο συγκεκριµένες topdown approach), και σε σταδιακή αποσύνθεση της συμπεριφοράς του συστήµατος δηλαδή σε συµπεριφορά επί µέρους πρακτόρων Ο ορισµός και η χρήση των διαφόρων εννοιών των ρόλων, υπευθυνοτήτων, αλληλεπιδράσεων, οµάδων και κοινωνιών ή οργανώσεων έχει κληρονοµηθεί ή προσαρµοστεί από άλλες προσεγγίσεις, περισσότερο γενικές, είτε οργανωτικές ή κοινωνικές 74

75 Πρακτόρων λογισμικού - GAIA Αποτελεί μία μεθοδολογία η οποία έχει σχεδιαστεί αποκλειστικά για την ανάλυση και σχεδίαση συστημάτων βασισμένων σε πράκτορες λογισμικού Κατανεμημένα βιομηχανικά συστήματα μεγάλης κλίμακας, αυξημένης πολυπλοκότητας και ετερογένειας, αποτελούν το πεδίο εφαρμογής της μεθοδολογίας Αντιμετωπίζει το σύστηµα τόσο από την μακροσκοπική του άποψη, όσο και την μικροσκοπική του Αντιπροσωπεύει την τελευταία λέξη της εξέλιξης σε σχέση µε ανάλογες μεθοδολογίες, κυρίως όσον αφορά το γεγονός ότι παραµένει ανεξάρτητη από το πεδίο εφαρμογής και την εσωτερική αρχιτεκτονική των πρακτόρων 75

76 Πρακτόρων λογισμικού - Prometheus Αποτελεί μία μεθοδολογία για την ανάπτυξη συστημάτων ευφυών πρακτόρων Ορίζει μία γλώσσα μοντελοποίησης που είναι γενική σε αρχιτεκτονικές και περιβάλλοντα ανάπτυξης πολυπρακτορικών συστημάτων 76

77 Κύκλος ζωής ενός κατανεμημένου συστήματος ελέγχου Στο παραπάνω σχήμα απεικονίζεται ο κύκλος ζωής ενός κατανεμημένου συστήματος όπου φαίνεται ότι αποτελείται από τη σχεδίαση, την παραγωγή, την υλοποίηση, τη λειτουργία, τη συντήρηση, τον επανακαθορισμό και τη θέση εκτός λειτουργίας 77

78 Υλικό ελέγχου κατανεμημένων συστημάτων Το υλικό ελέγχου ενός κατανεμημένου συστήματος μπορεί να είναι: Βιομηχανικοί Υπολογιστές (IPC) με χαρακτηριστικά: Ανεξαρτησία από προμηθευτές, προηγμένη διεπαφή ανθρώπου μηχανής (HMI), έλεγχος (Soft-PLC), διαδικτυακές δυνατότητες, λειτουργικά συστήματα (σύγχρονα συστήματα επεξεργασίας πραγματικού χρόνου όπως VxWorks (Wind River Systems) και Linux RTAI εκτός από Windows και Linux Μικροελεγκτές (δηλαδή ένα υπολογιστής σε ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα) με χαρακτηριστικά: Είναι φθηνοί, μικροί σε όγκο, έχουν μικρή κατανάλωση και προσδίδουν ευελιξία στη συσκευή που ελέγχουν 78

79 Υλικό ελέγχου κατανεμημένων συστημάτων Προγραμματιζόμενοι Λογικοί Ελεγκτές (PLC) οι οποίοι χαρακτηρίζονται από: Διασύνδεση με αισθητήρες, ενεργοποιητές, μηχανές, ελεγκτές ταχύτητας και συστήματα οδήγησης, δυνατότητα διασύνδεσής τους με πακέτα HMI, δικτύωση μέσω ειδικών πρωτοκόλλων, βασίζονται συχνά σε RISC και σχεδιάζονται ώστε να ικανοποιούν απαιτήσεις βιομηχανικών περιβαλλόντων πραγματικού χρόνου, εισαγωγή της γλώσσας Java και εκμετάλλευση των δυνατοτήτων της για στόχους αυτοματοποίησης JavaPLC βασισμένα στο Snap ή το μικροεπεξεργαστή ajile, χρήση εικονικής μηχανής Java (JVM), ώστε να είναι δυνατή η απευθείας διερμηνεία κώδικα Java και η εγγύηση απαιτήσεων πραγματικού χρόνου 79

80 Υλικό ελέγχου κατανεμημένων συστημάτων Αριθμητικοί Ελεγκτές (CNC) που αποτελούν το σερβοενεργοποιητή της τεχνολογίας CAD / CAM. Από ένα αρχείο CAD δημιουργείται ένα σύνολο οδηγιών (το πρόγραμμα), συνήθως σε ASCII κείμενο, το οποίο μεταφέρεται στη μνήμη του CNC προς εκτέλεση Ελεγκτές Κίνησης των οποίων έργο είναι η συνεχής μετακίνηση προϊόντων και εξοπλισμού στο βιομηχανικό περιβάλλον από σημείο σε σημείο. Το υλικό των ελεγκτών κίνησης ολοκληρώνεται με τα σερβο-συστήματα που ελέγχουν, τους επιταχυντές, τους σερβοκινητήρες και τις συσκευές ανατροφοδότησης 80

81 Συντήρηση κατανεμημένων συστημάτων ελέγχου Τα σενάρια συντήρησης για ένα κατανεμημένο σύστημα ελέγχου, είναι: Κεντρικοποιηµένες προσεγγίσεις: Η προσέγγιση TORERO. Το κεντρικό εργαλείο TORERO Integrated Development Environment (TIDE) είναι δυνατό να παρέχει δυνατότητες επανακαθορισµού των βασικών συναρτήσεων των συσκευών αλλά και της εφαρµογής ελέγχου, αξιοποιώντας τις διαδικτυακά παρεχόµενες υπηρεσίες των προµηθευτών τους Δυναμικός Ανακαθορισμός: Ο δυναμικός ανακαθορισμός έχει τύχει σημαντικής έρευνας, ωστόσο τα αποτελέσματα δεν είναι ακόμη ικανοποιητικά. Πολλές τεχνικές ανακαθορισμού έχουν προταθεί όπως SURF, CONIC, ARGUS, POLYLITH, HADAS, και λοιπά για διαφορετικές πλατφόρμες CORBA, DCOM, JAVA RMI και.net 81

82 Συντήρηση κατανεμημένων συστημάτων ελέγχου JNLP και Java Web Start Το JNLP αναπτύχθηκε από τη Sun (Java Specification Request (JSR)) µε τη Java Community Process (JCP) ως ένας ταχύς και εύκολος τρόπος να αναπτυχθούν και να αυτό-επικαιροποιηθούν thick clients, ενέργεια που βοηθάει στην κάλυψη πολλών προβλημάτων µε applets και thin-browser clients Το Java Web Start είναι μια τεχνολογία της Sun για το deployment (παράδοση μέσω δικτύου) εφαρμογών Java. Επιτρέπει σε κάποιον να κατεβάσει να εγκαταστήσει και μετά να εκκινήσει μια εφαρμογή Java κάνοντας ένα κλικ σε σύνδεσμο μιας ιστοσελίδας 82

83 Συντήρηση κατανεμημένων συστημάτων ελέγχου JNLP και Java Web Start Το Java Web Start εμμέσως υποστηρίζει τη δυνατότητα του να μπορεί ο χρήστης να εκτελεί πάντα την πιο πρόσφατη έκδοση μιας εφαρμογής, καθώς αναλαμβάνει να ελέγξει για αυτήν σε κάθε εκκίνηση. Επίσης επιτρέπει και το caching (χρήση κρυφής μνήμης) εφαρμογών Java και την εκτέλεση τους από συντομεύσεις στο PC του χρήστη (το τελευταίο αφορά τα Windows) 83

84 Συντήρηση κατανεμημένων JNLP και Java Web Start συστημάτων ελέγχου Το Java Web Start σαν τεχνολογία έχει το κοινό χαρακτηριστικό με την τεχνολογία των applets ότι επιτρέπει την εκτέλεση μιας εφαρμογής μέσω διαδικτύου. Όμως το Java Web Start δεν τρέχει μέσα σε κάποιον browser όπως τα applets Ένα οποιαδήποτε πρόγραμμα Java και όχι κάποιο πρόγραμμα με συγκεκριμένους περιορισμούς στις λειτουργίες του (όπως στην περίπτωση των applets) μπορεί να ξεκινήσει κανονικά από το Java Web Start και έτσι ο προγραμματισμός GUI στηρίζεται σε JFrame αντικείμενα (όπως δηλαδή και στα stand alone προγράμματα Java) Αυτό δίνει στο GUI programming μεγαλύτερη ευελιξία καθώς δεν περιοριζόμαστε από τους κανόνες του web browser, μπορούμε πχ να ανοίγουμε πολλά παράθυρα μαζί 84

85 Πολυπρακτορικά συστήματα Η σύγχρονη τάση στην περιοχή των συστημάτων αυτομάτου ελέγχου και του προγραμματισμού γενικότερα δεν επικεντρώνεται πλέον σε ένα ανεξάρτητο υπολογιστικό σύστημα αλλά σε κατανεμημένα, ανοιχτά και δυναμικά συστήματα. Με αυτό τον τρόπο μπορεί να αξιοποιηθεί η πραγματική ισχύς των υπολογιστών και να δημιουργηθούν νέες τεχνολογικές προκλήσεις και ευκαιρίες Τα χαρακτηριστικά ενός ανοιχτού και δυναμικού περιβάλλοντος, στο οποίο για παράδειγμα ανομοιογενή συστήματα πρέπει να αλληλεπιδρούν και να λειτουργούν αποτελεσματικά μέσα σε γρήγορα μεταβαλλόμενες καταστάσεις και ταχύτατα αυξανόμενες ποσότητες πληροφοριών, υποδηλώνει ότι αρκετές βελτιώσεις στα παραδοσιακά υπολογιστικά μοντέλα είναι απαραίτητες Στα πλαίσια αυτών των εξελίξεων, οι βασιζόμενες σε agents τεχνολογίες αποτελούν σημαντικά εργαλεία για την επίλυση των προβλημάτων και τη διαχείριση της πολυπλοκότητας των κατανεμημένων συστημάτων 85

86 Πολυπρακτορικά συστήματα Τα συστήματα που βασίζονται σε agents αποτελούν μια από τις πιο σημαντικές περιοχές έρευνας και εξέλιξης από το 1990 και μετά. Με απλά λόγια, ο agent είναι ένα υπολογιστικό σύστημα που έχει τη δυνατότητα ευπροσάρμοστης και αυτόνομης δράσης μέσα σε δυναμικά, μη προβλέψιμα και multi-agent περιβάλλοντα. Εξαιτίας της φύσης του αυτής, βρίσκει πεδίο εφαρμογής σε πολλές τεχνολογικές περιοχές Η ερευνητική περιοχή των πρακτόρων λογισμικού και των πολυπρακτορικών συστημάτων είναι σχετικά νέα αλλά βρίσκει ήδη ποικίλες εφαρμογές σε διάφορα επιστημονικά πεδία. Μία εφαρμογή είναι και η διαχείριση εφοδιαστικής αλυσίδας, όπου τα πολυπρακτορικά συστήματα αποτελούν ιδανική λύση, καθότι μπορούν εύκολα να μοντελοποιήσουν και να αποδώσουν την πολυπλοκότητα του συστήματος, μπορώντας παράλληλα να ενσωματώσουν ένα σημαντικό βαθμό ευφυΐας και προσαρμοστικότητας 86

87 Πολυπρακτορικά συστήματα Παρόλα ταύτα, η αποδοτικότητα συνήθως μετράται με βάση το αυξημένο κέρδος, που μπορεί να είναι το επιθυμητό αποτέλεσμα και μια εύκολα μετρήσιμη ποσότητα, αλλά είναι μια σχετικά μυωπική προσέγγιση και μπορεί να σχετιστεί με τη δομή και την ουσία του πολυπρακτορικού συστήματος μόνο με πειραματισμό. Αυτό το ζήτημα συνήθως δεν αντιμετωπίζεται και η απόδοση του συστήματος σπάνια αξιολογείται σε βάθος 87

88 Πράκτορες (Agents) Οι πράκτορες είναι αυτόνομες υπολογιστικές οντότητες οι οποίες αναπτύσσονται και λειτουργούν αποτελεσματικά σε δυναμικά και ανοιχτά περιβάλλοντα μέσα στα οποία αλληλεπιδρούν και συνεργάζονται με άλλους πράκτορες, που πιθανώς να έχουν αντικρουόμενους σκοπούς Τέτοια περιβάλλοντα είναι γνωστά ως multi agent systems. Οι πράκτορες διαφέρουν από τα αντικείμενα (objects) στο ότι είναι αυτόνομες οντότητες με δυνατότητα επιλογής των ενεργειών τους και με δυνατότητα κινητικότητας. Παρόλα αυτά, μπορούν να κατασκευαστούν χρησιμοποιώντας αντικείμενα 88

89 Πλεονεκτήματα των συστημάτων που λειτουργούν με agents Μοίρασμα του φόρτου εργασίας σε περισσότερα σημεία Αποτελεσματικότερη χρήση του εύρους ζώνης Προσαρμοστικότητα και ευελιξία Προσαρμογή των agents στις ειδικές απαιτήσεις του χρήστη (customization) Εργασία χωρίς σύνδεση Παράλληλη επεξεργασία Εύκολη αναβάθμιση λειτουργιών και κλιμάκωση εφαρμογής 89

90 Μειονεκτήματα των συστημάτων που λειτουργούν με agents Προβλήματα απόδοσης εξαιτίας της συχνής μετακίνησης, της κλήσης απομακρυσμένων μεθόδων και της συχνής σειριακοποίησης Η ανομοιογένεια των συστημάτων, των δικτύων και των υπηρεσιών εμποδίζουν την χρήση των agents σε εφαρμογές ευρείας κλίμακας αν και γίνονται προσπάθειες για την ενοποίηση και συμβατότητα των συστημάτων αυτών Η ασφάλεια επίσης τόσο των agents αλλά και των δεδομένων τους είναι ένα σημαντικό ζήτημα που πρέπει να επιλυθεί 90

91 Κινητοί πράκτορες (mobile agents) Πρόκειται για πράκτορες που έχουν δυνατότητα μετακίνησης σε ένα δίκτυο με δική τους πρωτοβουλία και έλεγχο. Αποτελούνται από τον κώδικά τους, τα δεδομένα (μεταβλητές) και από την κατάσταση εκτέλεσής τους (στοίβα) Τα βασικά τους στοιχεία είναι η ικανότητα μετανάστευσης μεταξύ κόμβων, η μεταξύ τους επικοινωνία και το ότι μπορούν να προσφέρουν υπηρεσίες και γραφικές επιφάνειες σε νόμιμες εφαρμογές 91

92 Τεχνολογία κινητών πρακτόρων Η τεχνολογία των κινητών πρακτόρων (mobile agents) χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο στα σύγχρονα συστήματα επικοινωνιών Ο τρόπος λειτουργίας των κινητών πρακτόρων τους καθιστά ως χρήσιμα εργαλεία για την υλοποίηση εφαρμογών που απαιτούν παράλληλη επεξεργασία, μείωση φόρτου επεξεργασίας και κινητικότητα Από την άλλη πλευρά όμως, η ίδια η φύση των πρακτόρων τους κάνει ευάλωτους σε πολλές κατηγορίες επιθέσεων 92

93 Φιλοσοφία των mobile agents Η γενικότερη φιλοσοφία χρήσης των mobile agents στηρίζεται στην ιδέα του κινητού κώδικα ο οποίος μπορεί να μεταφερθεί σε έναν απομακρυσμένο κόμβο του δικτύου και να συνεχίσει εκεί την εκτέλεση του κώδικά του. Παρόλα αυτά, η ανομοιογένεια των συστημάτων και τα θέματα ασφαλείας περιορίζουν μέχρι ένα βαθμό τη γρήγορη εξάπλωση και την καθιέρωσή τους 93

94 Σχηματικό διάγραμμα με προγραμματιστικά παραδείγματα που βασίζονται σε κινητό κώδικα Client Server Client Server Client/server Remote evaluation local resources Client Server local resources Code on Demand local resources Mobile Agents local resources Ένας κινητός πράκτορας ταξιδεύει στους υπολογιστές ενός δικτύου προκειμένου να υλοποιήσει τις εργασίες του. Το κυριότερο πλεονέκτημά του ενός κινητού πράκτορα είναι η εξοικονόμηση εύρους ζώνης: δεν υπάρχει ανάγκη για αποστολή ενδιαμέσων αποτελεσμάτων στον υπολογιστή πελάτη για επεξεργασία. Όλα μπορούν να υποστούν επεξεργασία στους υπολογιστές που φιλοξενούν τους πράκτορες 94

95 Παράδειγμα αναζήτησης κατάλληλων πτήσεων Σαν ένα παράδειγμα για την αναζήτηση των κατάλληλων πτήσεων ένας κινητός πράκτορας: Θα μεταφερόταν στον υπολογιστή όπου βρίσκεται η βάση δεδομένων Θα έκανε τοπικά όλες τις αναζητήσεις και τα φιλτραρίσματα Θα μεταφερόταν στην επόμενη βάση δεδομένων επαναλαμβάνοντας τη διαδικασία Θα επέστρεφε στον υπολογιστή του χρήστη και θα του παρουσίαζε τα αποτελέσματα της αναζήτησης 95

96 Κλάσεις κινητού πράκτορα Ένας κινητός πράκτορας αποτελείται από τέσσερις κλάσεις: Την κλάση Agent καθορίζει τη λειτουργικότητα του πράκτορα Αυτή είναι η κλάση που δημιουργεί ένα πράκτορα Η κλάση Agent Host καθορίζει τις ιδιότητες λογισμικού που προσφέρονται από τους υπολογιστές που φιλοξενεί τον πράκτορα. Εκτελεί πολλές εργασίες συμπεριλαμβανομένου της εκτέλεσης του πράκτορα, της τροποποίησης της εκτέλεσής του και της παροχής δεδομένων στον πράκτορα Η κλάση Agent Interface καθορίζει την διεπαφή για τον πράκτορα με την οποία ο πράκτορας μπορεί να επικοινωνήσει με τον υπολογιστή που τον φιλοξενεί Η κλάση Agent Identity μπορεί να παρέχει πληροφορίες σχετικά με την ταυτότητα ενός πράκτορα, για παράδειγμα τι δυνατότητες έχει και μέσω ποιών διεπαφών μπορεί να δουλέψει 96

97 Agent Development Kits Η ανάπτυξη πρακτόρων είναι ιδιαίτερα χρονοβόρα Γι' αυτό το λόγο πολλές εταιρίες ανέπτυξαν εργαλεία ανάπτυξης κινητών και μη-κινητών πρακτόρων (agent development kits) Ένα από τα κορυφαία εργαλεία είναι αυτό που αναπτύχθηκε από την IBM Japan. Το εργαλείο ανάπτυξης πρακτόρων Aglet είναι μια σειρά από κλάσεις Java, που επιτρέπουν τον προγραμματιστή να κατασκευάσει πράκτορες που ονομάζονται aglets, και που μπορούν είτε να μείνουν σ' ένα υπολογιστή είτε να μετακινηθούν σε άλλον υπολογιστή όταν απαιτείται. Πρόκειται για δωρεάν εργαλείο ανοιχτού κώδικα. και αποτελεί προς το παρόν τη βέλτιστη επιλογή 97

98 Agent Development kits Άλλο εξειδικευμένο εργαλείο είναι η αντικειμενοστραφής γλώσσα προγραμματισμού Telescript. Οι εφαρμογές που αναπτύσσονται στη συγκεκριμένη γλώσσα αποτελούνται από: Telescript μηχανές δηλαδή διερμηνευτές (interpreters) που μπορούν να φιλοξενήσουν πολλές διεργασίες Τοποθεσίες (places) δηλαδή διεργασίες που προσφέρουν υπηρεσίες και μπορούν να περιέχουν και άλλες διεργασίες Πράκτορες (Telescript agents) δηλαδή διεργασίες που μπορούν να μετακινηθούν από τη μία τοποθεσία στην άλλη 98

99 Πλεονεκτήματα & Μειονεκτήματα των κατανεμημένων συστημάτων ελέγχου Σε ένα σύστημα με κατανεμημένο έλεγχο όλοι οι επίγειοι σταθμοί διαθέτουν μια μονάδα ελέγχου, όπου διατηρούν μια βάση δεδομένων με τα διαθέσιμα κανάλια του συστήματος. Ο πίνακας αυτός ενημερώνεται συνέχεια για τις δεσμεύσεις αποδεσμεύσεις των καναλιών με μηνύματα που ανταλλάσσονται μέσω του κοινού καναλιού σηματοδοσίας Βασικό πλεονέκτημα των DCS είναι ότι αν ένας σταθμός τεθεί εκτός λειτουργίας δεν επηρεάζει το όλο σύστημα Ανάμεσα στα μειονεκτήματα των DCS είναι ότι ο κάθε σταθμός πρέπει να διαθέτει μια μονάδα ελέγχου (και να διατηρεί μια βάση δεδομένων για τα διαθέσιμα κανάλια του συστήματος) και δεν είναι δυνατή η ανάθεση επιπλέον χωρητικότητας σε κάθε σταθμό ανάλογα με το φορτίο του 99

100 DCS στον τομέα της έρευνας & της ενασχόλησης Είναι σαφές, ότι τα τελευταία χρόνια η τεχνολογία των συστημάτων ελέγχου γενικότερα, αλλά και ειδικότερα των κατανεμημένων συστημάτων ελέγχου, έχουν απασχολήσει σε σημαντικό βαθμό τη διεθνή ερευνητική κοινότητα. Σε πάρα πολλά πεδία, έχει αποδειχτεί ότι υπάρχει μια διαρκής σχέση αλληλεπίδρασης ανάμεσα στην ανάπτυξη της τεχνολογίας και των δυνατοτήτων που αυτή παρέχει, και στις ανάγκες που δημιουργούνται από τους καταναλωτές στον εκάστοτε τομέα Η στενή αυτή συσχέτιση, έχει δημιουργήσει την ανάγκη για την συνεχή εξέλιξη συστημάτων γενικότερα στον τομέα του αυτοματισμού, και ειδικότερα στον χώρο των συστημάτων αυτομάτου ελέγχου, καθώς αυτά βρίσκουν εφαρμογή σε μια πληθώρα περιπτώσεων, με πιο χαρακτηριστική αυτή των βιομηχανικών εφαρμογών 100

101 DCS στον τομέα της έρευνας & της ενασχόλησης Σε γενικές γραμμές, τα συστήματα κατανεμημένου ελέγχου, λόγω και της μεγάλης ποικιλίας εφαρμογών στις οποίες μπορούν να φανούν χρήσιμα, αποτελούν έναν τομέα που σε κάθε περίπτωση χρήζει ιδιαίτερης έρευνας και ενασχόλησης 101

102 Σύγκριση τεχνολογίας DCS με τεχνολογία PLC Η σύγκριση των τεχνολογιών PLC και DCS, διαμόρφωσε τα τελευταία χρόνια ένα τοπίο όπου πλέον αποτελεί πρόκληση για τους σχεδιαστές και κατασκευαστές συστημάτων παραγωγικών διεργασιών, η επιλογή της καλύτερης τεχνολογίας για την εφαρμογή τους Κάθε επιτυχημένη και σωστή αξιολόγηση πρέπει να ξεκινά από τις απαιτήσεις της εφαρμογής και τις ανάγκες του προσωπικού engineering, συντήρησης και λειτουργίας. Η δυσκολία έγκειται στο γεγονός ότι συνεχώς πληθαίνουν οι εφαρμογές όπου τόσο η τεχνολογία PLC όσο και η τεχνολογία DCS θα μπορούσαν να δώσουν λύση 102

103 Σύγκριση τεχνολογίας DCS με τεχνολογία PLC Και οι δύο τεχνολογίες εμπεριέχουν τα ακόλουθα κοινά υποσυστήματα και στάδια: Συσκευές πεδίου Μονάδες εισόδων-εξόδων Ελεγκτές Μονάδες ενδείξεων και χειρισµών HMI (Human Machine Interface) Εποπτικό έλεγχο Ενσωμάτωση στις επιχειρησιακές δοµές Οι οµοιότητες είναι πολλές, ωστόσο υπάρχουν διαφορές π.χ. οι τεχνολογίες εφεδρείας στα DCS ή οι απαιτήσεις μεγάλων ταχυτήτων επεξεργασίας ή χρήσης γλωσσών προγραμματισμού που μπορούν να κατανοήσουν (και να τροποποιήσουν) οι χειριστές στα PLC 103

104 Τυπική αρχιτεκτονική συστήµατος DCS 104

105 Τυπική αρχιτεκτονική συστήµατος που βασίζεται σε PLC 105

106 Τυπική εφαρμογή αυτοματισμού Μία τυπική εργοστασιακή εφαρμογή αυτοματισμού είναι η κατασκευή και ή συναρµολόγηση διακριτών αντικειµένων (προϊόντων). Στις διεργασίες αυτές εµπλέκονται µία ή παραπάνω μηχανές και πολλές κινήσεις των προϊόντων από μηχανή σε μηχανή Ένα τυπικό χαρακτηριστικό γνώρισμα τέτοιου είδους εφαρμογών, είναι ότι τα προϊόντα είναι ορατά από τους χειριστές στην πορεία τους, στη γραμμή παραγωγής. Η παραγωγή υπόκειται έλεγχο, συχνά µε υψηλές απαιτήσεις ταχύτητας. Συνήθως οι απαιτήσεις ελέγχου σε αυτές τις εφαρμογές καλύπτονται από ένα συνδυασμό PLC και HMI 106