Режим реального времени промышленного контроллера (ПЛК)

В системах реального времени определяющее значение играет время отклика. Логически верное решение, которое было получено с задержкой, превышающей допустимое значение, является неприемлемым.

Существует разделение систем реального времени на жесткое и мягкое. Системы жесткого реального времени содержат ярко выраженный временной порог. В таких системах при превышении заданного порогового значения наступают необратимые, порой катастрофические последствия. В системах мягкого реального времени при увеличении времени управления реакцией происходит всего лишь ухудшение характеристик работы системы. Система начинает постепенно работать все хуже и хуже, но ничего жутко катастрофического при этом не происходит. При использовании классического подхода для решения задач в системе жесткого реального времени требуется построение событийно управляемой модели. Каждое событие в системе получает определенный приоритет и четко определенное время реакции. На практике, адаптация и настройка подобных систем достаточно сложная задача, требующая тщательного моделирования и скрупулезной  проработки всех деталей.

Для промышленных контроллеров (ПЛК) существенно не только быстродействие существующей системы, но и общее время, затраченное на проектирование, внедрение и возможную оперативную переналадку. Подавляющее большинство промышленных контроллеров (ПЛК) осуществляют работу по методу сканирования – периодического опроса входных данных. ПЛК сканирует входы, запускает пользовательскую программу и производит установку полученных значений выходов. Специфичность применения промышленных контроллеров обуславливается необходимостью одновременного решения нескольких задач. Реализация прикладной программы может иметь вид множества одновременно работающих задач, которые являются логически независимыми. На самом же деле, ПЛК оснащен всего одним процессором, поэтому выполнение нескольких задач является псевдопараллельным – оно происходит последовательными порциями. Время реакции для каждого события зависит от числа этих самых событий, которые обрабатываются одновременно. При желании можно попробовать рассчитать минимальные и максимальные значения времени реакции для каждого события, но при этом добавление новых задач и логическое увеличение объема программы приведет к тому, что увеличится время реакции. Подобная модель наиболее подходит для систем мягкого реального времени. В современных промышленных контроллерах ПЛК имеется стандартное значение времени рабочего цикла, которое в большинстве случаев измеряется в миллисекундах. Учитывая то, что время реакции подавляющего большинства исполнительных устройств существенно выше, то столкновение с реальными ограничениями возможностей ПЛК по времени происходит достаточно редко. Порой ограничениями являются не временные рамки, отведенные на совершение события, а обязательность фиксации этого самого времени, к примеру, а также работа с датчиками, которые формируют импульсы малой длительности. Данное ограничение можно преодолеть при помощи специальной конструкции входов. Счетный вход позволяет осуществлять фиксирование и подсчет импульсов с периодом многократно меньшим времени рабочего цикла ПЛК. А наличие специализированных интеллектуальных модулей в составе промышленного контроллера позволяет осуществлять автономную отработку заданных функций, как пример, работа с модулем управления сервоприводом.