Green-sell.info

Новые технологии
30 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Программируемый микропроцессорный комплекс

ЧТО ТАКОЕ МИКРОПРОЦЕССОР, МИКРОКОНТРОЛЛЕР И
ПРОГРАММИРУЕМЫЙ ЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЛЕР

Стремительное развитие электроники быстро меняет нашу жизнь, и мы замечаем это, прежде всего, в социальной сфере, сферах коммуникации (общения) и связи. Первое, что приходит на ум в этой связи, – это компьютеры, Интернет и сотовые телефоны. Мы свободны в поисках необходимой информации, имеем возможность выйти на связь с желаемым абонентом, невзирая на наше местоположение. Мы можем получать дистанционное образование и объединяться в группы по профессиональным, социальным или культурным интересам. Все это стало возможным в значительной мере благодаря появлению микропроцессора и созданию микропроцессорных систем.

А существуют ли другие проявления прогресса микроэлектроники, не такие заметные на первый взгляд, но играющие значительную роль в нашей жизни?

Да! микропроцессоры и микроконтроллеры широко применяются в бытовой технике, автомобильной электронике, аэрокосмической и военной отраслях и, конечно же, в промышленном производстве.

Эта статья раскрывает некоторые аспекты применения микропроцессорных систем в технике и промышленности. Если дальнейший текст покажется вам слишком тяжелым и непонятным, рекомендуем предварительно ознакомиться со статьей «Основы информатики. Компоненты микропроцессорных систем».

  • Что такое микропроцессор?
  • Что такое микроконтроллер? Каковы его особенности?
  • Где используются микроконтроллеры?
  • Чем микроконтроллер отличается от микропроцессора?
  • Что такое сигнальный процессор?
  • Что такое программируемый логический контроллер (ПЛК)? Как он построен?
  • Как программируют ПЛК?

Вы уже наверняка знаете, что любой компьютер – это машина для обработки информации, не взирая на то, какую конкретно задачу он выполняет. Центральным элементом компьютера является микропроцессор. Если спросить у ученика средней школы: – Что такое микропроцессор?, – то, скорее всего, получите ответ «Микропроцессор – это сердце компьютера».

Микропроцессор – это микроэлектронное программируемое устройство, предназначенное для обработки информации и управления процессами обмена этой информацией в составе микропроцессорной системы (компьютера).

Почему «микроэлектронное»? Потому что микропроцессоры производятся с помощью технологий современной микроэлектроники на основе полупроводникового кристалла. Информация в микропроцессорной системе передается электрическими импульсами. Конструктивно микропроцессор исполняется в виде одной микросхемы (иногда – нескольких). Микросхема состоит из пластикового или керамического корпуса, внутри которого размещается миниатюрная полупроводниковая подкладка (рис. 1). На этой подкладке лазером «начерчены» все электронные схемы микропроцессора. Входы и выходы схемы на подкладке соединены с металлическими выводами, расположенными по бокам или снизу корпуса микросхемы.

Почему микропроцессор – это «программируемое устройство»? Потому что микропроцессорные системы в общем случае универсальны, т. е. способны выполнять широкий круг задач по обработке информации. А на выполнение конкретной задачи микропроцессор «настраивают» с помощью программы – последовательного перечня машинных команд.

Обязательными компонентами микропроцессора являются регистры, арифметико-логическое устройство (АЛУ) и блок управления. Регистры предназначены для временного хранения данных, арифметико-логическое устройство – для выполнения арифметических и логических операций (т. е. для обработки данных). Блок управления отвечает за последовательное выполнение команд программы и правильное перенаправление потоков данных.

Микропроцессор не может работать сам по себе. Он является центральным звеном микропроцессорной системы, в которую также входят устройства постоянной и оперативной памяти, устройства ввода и вывода информации, накопители на жестких магнитных дисках (так называемые «винчестеры»), и т. д. Такие микропроцессорные системы собственно и называют компьютерами.

Персональный компьютер может иметь множество применений, однако это достаточно дорогое и громоздкое устройство. А как же наделить элементами интеллекта бытовую технику, автомобили, медицинские приборы? Как сделать их «умными»? Понятно, что в бытовой кондиционер нельзя вмонтировать системный блок обычного компьютера. Это повысит его стоимость в два-три раза. И в составе так называемого смарт-телевизора мы не найдем отдельного персонального компьютера в его обычном виде. Для автоматизации такого рода техники разработаны и изготавливаются специальные процессорные устройства – однокристальные микроконтроллеры (англ.: «Microcontroller»). Английское слово «control» обозначает «контролировать», «управлять». Таким образом, микроконтроллер – это специальный микропроцессор, предназначенный для автоматизации разнообразных устройств и управления их работой.

Итак, микроконтроллер – это специализированное микроэлектронное программируемое устройство, предназначенное для использования в управляющих узлах всевозможных технических изделий, системах передачи данных и системах управления технологическими процессами.

Микроконтроллеры применяют в бытовой технике, медицинских приборах, системах управления лифтами, телефонах, рациях и прочих средствах связи, электронных музыкальных инструментах и автомагнитолах, компьютерной периферии (клавиатурах, джойстиках, принтерах и т. п.), светофорах, автоматических воротах и шлагбаумах, интерактивных детских игрушках, автомобилях, локомотивах и самолетах, роботах и промышленных станках.

Микроконтроллеры также широко используются в автомобильной электронике. Например, автомобиль «Peugeot 206» имеет на борту 27 микроконтроллеров, а в автомобилях высокого класса, таких как, например, «BMW» седьмой серии, используется более 60 микроконтроллеров. Они регулируют жесткость адаптивной подвески, управляют впрыском топлива, светотехникой, двигателями дворников, стеклоподъемников и зеркал заднего вида и т. п. (рис. 3).

Микроконтроллер, в отличие от микропроцессора, обычно имеет небольшую разрядность (8 – 16 бит) и богатый набор команд манипулирования отдельными битами. Битовые команды дают возможность управлять дискретным оборудованием (поднять/опустить шлагбаум, включить/выключить лампу, нагреватель, запустить/остановить двигатель, открыть/закрыть клапан, и проч.) Средства, обеспечивающие возможность оперировать отдельными битами, вводить и выводить дискретные сигналы называют «битовым процессором».

Еще одно из основных отличий микроконтроллера от микропроцессора заключается в том, что в составе микросхемы контроллера наличествуют все необходимые элементы для построения простой (а иногда – и достаточно сложной) системы управления. Так, внутри микроконтроллера есть память данных (оперативная память), память программ (постоянная память), генератор тактовых импульсов, таймеры, счетчики, параллельные и последовательные порты. Поэтому система минимальной конфигурации на основе микроконтроллера может состоять из блока питания, непосредственно микросхемы контроллера и нескольких пассивных элементов (резисторов, конденсаторов и кварцевого резонатора). И это фактически есть ничто иное, как одноплатный мини-компьютер на основе одной микросхемы, подходящий для встраивания в объект управления. Средняя стоимость системы минимальной конфигурации составляет несколько десятков долларов (сравните со средней стоимостью персонального компьютера).

Типовая архитектура микроконтроллера (рис. 4) содержит систем систему синхронизации и управления (1), арифметико-логическое устройство (2), регистры общего назначения (3), память данных (4) и память программ (5), порты (6), функциональные устройства (таймеры, счетчики, широтно-импульсные модуляторы, интерфейсы) и регистры для их настройки (7), рис. 4.

Программы для микроконтролеров создают в специальных интегрованных инструментальных средах (англ.: Integrated Development Environment, IDE) языками Асемблера (машинных команд) или C++.

Остается добавить, что ежегодно в мире продаются миллиарды микроконтроллеров, а обычный житель развитой страны в течение дня десятки раз соприкасается с микроконтроллерами, являющимися неотъемлемой частью современной технологичной окружающей среды.

Кроме микропроцессоров общего назначения и микроконтроллеров на рынке предлагаются так называемые сигнальные процессоры, специально предназначенные для обработки сигналов в режиме реального времени. Они используются в измерительных приборах, средствах связи, передачи и воспроизведения аудио- и видеопотоков, системах локации, космической и военной технике.

Сигнальные процессоры (англ.: Digital Signal Processor, DSP) характеризуются высокой разрядностью и быстродействием, имеют в системе команд специальные инструкции для реализации типовых алгоритмов цифровой обработки сигналов (ЦОС). Также на одном кристалле, кроме собственно процессорной части, реализуются аналогово-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи. Аналого-Цифровой Преобразователь (АЦП) заменяет непрерывный входной сигнал соответствующим потоком цифровых данных (отсчетов). Далее эти данные обрабатываются процессорной частью, после чего с помощью Цифро-Аналогового Преобразователя (ЦАП) обработанные цифровые данные снова воспроизводятся в аналоговый сигнал. Таким способом сигнальный процессор может углублять четкость изображения, или, наоборот, размывать его, шифровать и дешифровать аудио- и видеопотоки, воспроизводить на экране виртуальную или дополненную реальность, отслеживать движущиеся объекты даже в условиях значительных помех и неполной входной информации.

Читать еще:  История создания языка программирования паскаль

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Микропроцессорный комплекс

Микропроцессорный комплекс выполняет функции приемо-передачи информации, обработки и выдачи информации на цветной графический и черно-белый дисплеи, печатающее устройство, управления ( прямого или директивного) объектами ГТС, задания уставок, контроля за работоспособностью АСУ ТП. Дежурный диспетчер постоянно работает с этим комплексом. Диалог диспетчер — АСУ ТП должен осуществляться с помощью функциональной клавиатуры с унифицированным вызовом на дисплей мнемосхем и форматов с различной степенью детализации, передачи команд управления и регулирования. [1]

Микропроцессорные комплексы ГРАСмикро могут обмениваться информацией друг с другом и системами более высокого ранга, построенными на базе мини-или микроЭВМ с помощью сетевых контроллеров и протоколов связи. [2]

Микропроцессорный комплекс диспетчеризации , автоматики, телемеханики МикроДАТ ( старое название: комплекс технических средств для локальных информационно-управляющих систем — КТС ЛИУС-2) предназначен для построения систем управления непрерывными и непрерывно-периодическими технологическими процессами. [4]

Микропроцессорный комплекс серии КМ1804 выполнен на основе биполярной технологии ТТЛШ и предназначен для построения быстродействующих вычислительных устройств, контроллеров различного назначения, микроЭВМ с различными системами команд, измерительных систем. [5]

Микропроцессорные комплексы защиты и автоматики, например, блок БМРЗ-04 научно-технического центра ( НТЦ) Механотроника выполняет и функции УАВР, в котором программно реализуется пусковой орган минимального напряжения со всеми присущими ему недостатками. Поэтому необходимы дальнейшие исследования и разработка пусковых органов УАВР для сетей с синхронной нагрузкой. Одно из таких устройств рассматривается далее в гл. [6]

Микропроцессорный комплекс серии КМ1804 выполнен на основе биполярной технологии ТТЛШ и предназначен для построения быстродействующих вычислительных устройств, контроллеров различного назначения, микроЭВМ с различными системами команд, измерительных систем. [7]

Микропроцессорный комплекс ПАА реализует станционный или узловой ( противоаварийное управление несколькими электростанциями) уровень иерархической АПНУ. [8]

Микропроцессорный комплекс ПАА запускается в действие для противоаварийного управления дискретными сигналами более высокого ( верхнего) иерархического уровня и пусковых органов о возникновении КЗ, изменении схемы сети, небыстродействующем отключении ( затяжке) КЗ. Запускаются соответствующие наборы программ. Ввод необходимой информации в вычислительную часть ПАА осуществляется по программам WWOD, NOMPO, FIKOT и CNTUV2 соответственно. [10]

Первые микропроцессорные комплексы ИИСЭЗ внедряются в Белглавэнерго для автоматизации учета в масштабе энергосистемы. [11]

Микропроцессорный комплекс серии КМ 1804 выполнен на основе биполярной технологии ТТЛШ и предназначен для построения быстродействующих вычислительных устройств, контроллеров различного назначения, микроЭВМ с различными системами команд, измерительных систем. [12]

Унифицированные блочные микропроцессорные комплексы и программируемые логические контроллеры, которые предназначены для создания локальных систем автоматического управления отдельных агрегатов, технологических комплексов и промышленных систем. [13]

Унифицированные блочные микропроцессорные комплексы и программируемые логические контроллеры предназначены для создания средств автоматического управления в различных областях промышленности. Аппаратные средства этих устройств обладают повышенной надежностью, особенно в тяжелых условиях эксплуатации: запыленность, вибрации, электромагнитные помехи, активные химические среды. Отсутствие ориентации на конкретный тип объекта управления определяет основной принцип их построения: модульность конструкции, которая позволяет разработчику создать необходимую конфигурацию системы из стандартных модулей в стандартном конструктиве. [14]

Дан анализ микропроцессорного комплекса как средства реализации гибких систем автоматического управления. Изложена методика разработки алгоритмов управления типовым химическим оборудованием с применением микропроцессоров. Приведены структурные схемы микропроцессорных адаптивных систем автоматического управления и схемы реализованных промышленных систем управления с применением микропроцессорных комплексов и средств. [15]

Программируемые микропроцессорные контроллеры. Программируемые логические контроллеры и управляющие вычислительные (программно-технические) комплексы.

Дата добавления: 2015-08-06 ; просмотров: 3868 ; Нарушение авторских прав

Программируемый микропроцессорный контроллер (ПМК )- этоспециализированная управляющая микроЭВМ, предназначенная для функционирования в локальных и распределенных системах управления согласно фиксированным программам. По назначению выделяют ПМК логического (ПЛК), регулирующего и координирующего типа. ПЛК реализуют релейные и логические схемы, командные аппараты. Регулирующие ПМК заменяют аналоговые (напр, автоматические мосты), импульсные и цифровые регуляторы. Координирующие ПМК используются как задатчики или координирующие ЭВМ в распределенных системах управления. ПМК программируют обычно от ПЭВМ.

Промышленные программируемые логические контроллеры (ПЛК) — это технические средства автоматизации, предназначенные для приема, хранения, преобразования, обработки (логической, арифметической) информации и выработки команд управления, созданные на базе микропроцессорной техники и являющиеся специализированными управляющими ЭВМ, предназначенными для работы в локальных и распределенных АСУ ТП.

Они впервые появились в конце шестидесятых годов в автомобильной про­мышленности США в результате слияния трех направлений техники:

— релейно-контактная и бесконтактная электроавтоматика (основа ПЛК);

— цикловое программное управление (принцип управления ПЛК);

— микропроцессорная техника (элементная база ПЛК).

Первоначально производством ПЛК занимались компьютерные фирмы (DEC, Modicon, Entrekin Computers), но позже к их разработке подключились и электротехнические фирмы (General Electric, Allen Bradley, ISSC), которые выпускали устройства электроавтоматики и лучше знали потребности промыш­ленности. Поэтому их ПЛК были более удобны в программировании и ориенти­рованы на заводских специалистов (электриков, наладчиков). В настоящее время производством и внедрением ПЛК занимаются десятки ведущих мировых фирм, среди которых в нашей стране наиболее известны: Siemens (29%), Rockwell Automation (16%), Mitsubishi (12%), Schneider (9%), Omron (8,5%), Funuc (3,5%), Koyo Electronics, Marpos, Festo, ABB, Bosch и др.

Интересно отметить, что порог рентабельности ПЛК постоянно снижался, и если в 70-е годы считалось, что экономически выгодно заменять контроллером систему электроавтоматики из 100 реле (в 80-е годы — из 60, в 90-е годы — из 20), то в настоящее время эта цифра опустилась до нескольких единиц.

Быстродействие ПЛК обеспечивается двумя процессорами. Обеспечивается подключение до 128 входов-выходов и блока расширения. Язык программирования — технологическое программирование: набор логических операций.

Управляющий вычислительный (УВК) или программно-технический комплекс (ПТК) — это совокупность микропроцессорных средств автоматизации (программируемые логические контроллеры, локальные регуляторы, устройства связи с объектом), дисплейных панелей операторов и серверов, промышленных сетей, связывающих между собой перечисленные компоненты, а также промышленного программного обеспечения всех этих составных частей, предназначенная для создания распределенных АСУ ТП промышленных предприятий.

Конкретные комплексы технических средств состоят из сотен и тысяч различных типов, типоразмеров, модификаций и исполнений приборов и устройств. ПТК может иметь информационную сеть, соединяющую пульты оператора между собой и с сервером сети, с выходом на информационную сеть предприятия.

Полевая сеть ПЛК (нижний уровень) связывает контроллеры с блоками ввода-вывода, выделенными в отдельные конструктивы и вынесенные к местам расположения датчиков и исполнительных механизмов.

ПТК различаются в зависимости от набора выполняемых функций.

1. Контроллер на базе персонального компьютера (ПК). Сфера использования – небольшие достаточно замкнутые промышленные объекты, специализированные системы автоматизации в научных лабораториях, медицине и т.п. Общее число входов/выходов не превышает нескольких десятков, выполняемые функции – достаточно сложная обработка измерительной информации. Программирование ведут на языке высокого уровня типа С ++ . Условия использования должны быть близки к офисным.

Читать еще:  Система программирования это комплекс программ

2. Локальный контроллер – программируемый логический контроллер (ПЛК). Используются ПЛК непосредственно встроенные в оборудование (станки с программным оборудованием, аналитические приборы) и автономные, управляющие небольшим, достаточно изолированным технологическим объектом. На рис. 2, 3 приведены примеры встраиваемых в оборудование модулей управления фирмы Rexroth Bosch Group (Германия).

Рис. 2. Общий вид секции управления (ПЛК) встроенной в оборудование.

Рис. 3. Пример компоновки секции управления, подключаемой к шине Рrofibus.

ПЛК рассчитаны на десятки входов/выходов от датчиков и исполнительных механизмов; их вычислительная мощность относительно невелика; они реализуют простейшие типовые функции обработки измерительной информации, логического управления, регулирования. На рис. 4, 5, 6 представлены структурные схемы и примеры использования в мясной отрасли простейшего контроллера МПР51-Щ4 — регулятора температуры и влажности, программируемого по времени, фирмы Овен (Россия).

3. Сетевой комплекс контроллеров. Этот класс ПТК является наиболее широко распространенным средством управления во всех отраслях промышленности, в том числе на предприятиях мясной и молочной промышленности. Минимальный состав такого ПТК включает ряд контроллеров, несколько дисплейных пультов операторов, промышленную сеть, соединяющую контроллеры и пульты между собой.

4. Распределенные системы управления малого масштаба (РСУ). Отличаются от сетевых комплексов большей мощностью. РСУ охватывают отдельные цеха и участки производства и в дополнение к функциям контроля и управления могут решать задачи статической и динамической оптимизации объекта.

5. Полномасштабные распределенные системы управления. Такие системы практически не имеют границ ни по выполняемым функциям, ни по объему производственного объекта. Используются для автоматизации всей производственной деятельности крупного предприятия.

Примеры известных современных отечественных и зарубежных ПТК, применяющихся в мясной, молочной и других отраслях пищевой промышленности:

— «SIMATIC», группа «Siemens» (Германия), Департамент «A&D» www.siemens.ru/ad/as;

— «ТЕХНОКОНТ» НПО «Texнокoнт», г. Москва, www.technocont.ru;

— «Proleit», группа SIMENS (Германия);

— «TUCHEN-HAGEN» (Германия), Тетрапак;

— «КВИНТ» ОАО Чебоксарское НПП «Элара», www.elara.ru:

— «ТОРНАДО» Компания «МС Торнадо», г. Новосибирск, www.tornado.nsk.ru;

— «ТЕХНОКОНТ» НПО «Texнокoнт», г. Москва, www.technocont.ru;

— «ОВЕН» ПО «Овен», г. Москва, viww.owen.ru;

— «ADVANTECH» фирма «Advantech» (США), www.prosoft.ru;

— Allen Bradley-Rockwell Software (AB-RS) фирма «Rockwell Automation»
(США), www.software.rockwell.com.

Рис. 4. Управление температурно-влажностным режимом при термической обработке мясопродуктов к термокамере.

При термообработке и копчении мясопродуктов в термокамере требуется не только точное поддержание определенной температуры и влажности на каждой стадии процесса, но и периодическое включение дополнительных устройств, например, дымогенератора или вентилятора. Для этого, помимо реле 2 для управления ТЭНом и двух реле (реле 3 и реле 4), обеспечивающих непрерывное поступление пара в камеру, в схеме задействованы транзисторные ключи для управления вспомогательными устройствами.

На рис. 5 даны примеры выполнения программы поддержания заданных параметров температуры и влажности воздуха в термокамере.

Рис. 5. Графики температуры и влажности заданного температурно-влажностного режима в термокамере.

На рис. 6 приведен пример управления температурно-влажностным режимом варочного шкафа программируемым по времени регулятором температуры и влажности ОВЕН МПР51-Щ4.

Технология изготовления некоторых вареных колбас требует соблюдения особого температурного режима, суть которого заключается в необходимости поддержания заданной разности температур ΔТ в камере (Т сух) и внутри продукта. Превышение этой величины может привести к разрыву оболочки батонов и порче продукции. Для выполнения условия ΔТ ≤ А, где ΔТ = Т сух – Т прод; А – максимально допустимая разность температур, в МПР51-Щ4 используется компаратор 1, который в случае превышения ΔТ заданного значения блокирует включение реле 2, подающего пар для нагрева камеры.

Рис. 6. Управление температурно-влажностным режимом варочного шкафа.

ПРОГРАММИРУЕМЫЕ МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ КОНТРОЛЛЕРЫ;

Как показывает отечественный и зарубежный опыт, подсистемы связи с датчиками и приемниками (исполнительными механизмами) информации в АСУТП составляют большую часть аппаратуры нижнего уровня УВК и во многих случаях превышают по объему и стоимости электронное оборудование для обработки информации (микроЭВМ).

В общем случае в состав УВК входят: ЭВМ (одна или несколько), комплектуемые необходимым набором стандартных внешних устройств, различные типы устройств связи с объектом (УСО), точнее, устройств связи с датчиками и исполнительными механизмами, и устройства связи с оперативным персоналом (УСОП). УСО и УСОП часто объединяют, называя их устройствами ввода-вывода информации (УВВИ).

Поскольку количество датчиков и исполнительных механизмов для сложного ТОУ может исчисляться сотнями и даже тысячами, а номенклатура – десятками, то возникает задача агрегатирования УСО в виде электронных модулей, при этом стремятся наиболее экономичным способом удовлетворить системные требования. Нахождению для конкретной АСУТП близкой к оптимальной (по критерию экономичности) конфигурации подсистемы сопряжения с датчиками и исполнительными механизмами в известной степени противоречит стремление к сокращению числа вариантов разрабатываемых подсистем путем их типизации и стандартизации, что, как правило, увеличивает среднюю избыточность аппаратуры для каждой АСУТП.

Периферийные устройства микропроцессорных систем

Состав периферийных устройств микропроцессорных систем условно разделен на две группы: группу устройств ввода – вывода информации общего назначения и группу специализированных устройств.

Устройства ввода – вывода общего назначения используются не только в микропроцессорных системах управления, но и в системах обработки информации с ЭВМ, в вычислительных системах. К ним относятся стандартные для вычислительных систем устройства ввода информации, устройства вывода информации в виде печатающих устройств, устройства отображения информации. Специализированные устройства характерны в основном для АСУ ТП, так как включают в себя устройства связи микроЭВМ с технологическими объектами управления и оперативным персоналом.

Термином программируемый микропроцессорный контроллер (ПМК) обозначают изделия группы устройств преобразования, обработки, хранения информации и выработки команд управления, реализованных на базе микропроцессорной техники и являющихся по сути специализированными управляющими микроЭВМ для работы в локальных и распределенных системах управления в реальном времени в соответствии с фиксированным набором рабочих программ, размещенным в ПЗУ, а не в ОЗУ.

Особенности программируемых микропроцессорных контроллеров, отличающие их от мини- и микроЭВМ:

• проблемно-ориентированное программное обеспечение на конкретную задачу или на набор задач;

• схожесть физической структуры ПМК различных назначений;

• программирование ПМК в процессе их изготовления, поэтому изменение программы работы (обычно это делается редко), настройка, реконфигурация и т.п. осуществляются на пульте оператора клавишами, перемычками, как в обычных аналоговых устройствах автоматики;

• ПМК предназначены для эксплуатации в непосредственной близости от технологического оборудования, поэтому в ПМК обеспечивается необходимая защита от промышленных помех, гальваническая развязка от внешних цепей оптронами, ферритовыми трансформаторами;

• модульная структура ПМК, позволяющая наращивать память ПМК, изменять число входов и выходов и т.п.;

• меньший объем памяти и меньшее число электронных блоков в составе ПМК по сравнению с микроЭВМ;

• наличие сканирующих (коммутирующих) устройств для поочередного опроса входов и выходов ПМК.

Контроллеры предназначены для автоматизации технологического оборудования и построения устройств локального управления, что определяет состав выполняемых ими задач:

Читать еще:  Программирование на языке r

1. сканирование датчиков;

2. выполнение вычислительных операций (для регулирования и контроля используются стандартные алгоритмы из Теории Управления);

3. управление исполнительными механизмами;

4. организация интерфейса с оператором (клавиатура, отображение текущего состояния на индикаторах);

5. диагностика системы с целью предупреждения аварийной ситуации;

6. осуществление безопасного пуска и останова системы и защита от неправильных действий персонала, защита от сбоев оборудования.

Критерии выбора контроллеров:

1. Стоимость системы.

2. Возможность работы в реальном времени

4. Вычислительная мощность.

5. Сложность проведения инсталляционных работ и сервисного обслуживания.

6. Возможность подключения к информационной сети.

7. Графическая визуализация процессов.

По разрядности обрабатываемых чисел контроллеры обычно классифицируют:

1. четырехразрядные — самые простые и дешевые,

2. восьмиразрядные — наиболее многочисленная группа (оптимальное соотношение цены и возможностей), к этой группе относятся микроконтроллеры серии MCS-51 (Intel) и совместимые с ними, PIC (MicroChip), HC68 (Motorola), Z8 (Zilog) и др.

3. шестнадцатиразрядные — МCS-96 и др. — более высокопроизводительные, но более дорогостоящие,

4. тридцатидвухразрядные — обычно являются модификациями универсальных микропроцессоров, например i80186 или i386EX.

По своему назначению – областям проблемной ориентации – ПМК бывают:

1. Микроконтроллерами, предназначенными для замены устройств электро-автоматики на крупносерийном и массовом производстве (для реализации алгоритма типа «время – команды») – релейных и логических схем, командных аппаратов; такие ПМК логического типа появились на базе развития и слияния средств вычислительной техники на микропроцессорах, релейной бесконтактной автоматики и циклового программного управления технологическим оборудованием, и именно логические ПМК положили начало в ряду программируемых контроллеров;

2. Микроконтроллерами, предназначенными для реализации алгоритмов регулирования, динамического и нелинейного преобразования аналоговых и дискретных сигналов в системах автоматического регулирования; такие ПМК регулирующего типа заменяют аналоговые, импульсные и цифровые регуляторы;

3. Микроконтроллерами координирующего типа, предназначенными для реализации функций программных задатчиков (предназначены для выработки напряжения постоянного тока по заданной технологической программе, представляемой кусочно-линейной функцией времени), специальных алгоритмов логико-командного управления периферийными устройствами, функций координирующей микроЭВМ в распределенном управлении (ведущий контроллер).

4. Специализированные контроллеры – предназначены для управления узким классом объектов.

Программируемый контроллер для решения логических задач —ломиконт.Ряд задач, решаемых АСУ ТП, таких, как пуск и остановка агрегатов, распознавание аварийных ситуаций, защита, управление мнемонической схемой, позиционное регулирование, являются типичными логическими задачами. В общем виде эти задачи описываются системой логических (булевых) уравнений.

Для решения систем булевых функций может быть использована любая универсальная ЭВМ, однако система команд таких машин, рассчитанная на выполнение в основном арифметических операций, плохо приспособлена для логической обработки. В результате программные логические устройства, построенные на базе универсальных ЭВМ, получаются медленнодействующими и сложными. При большом объеме обрабатываемой информации возникают трудности при составлении программ. Эти обстоятельства и обусловили появление нового типа устройств, рассчитанных на обработку двухпозиционных сигналов с системой команд, ориентированной на решение логических задач, — программируемых логических контроллеров.

Регулирующий микропроцессорный контроллер – ремиконт – является аппаратно – программным средством многоканальных систем автоматического регулирования (на 8-16 каналов) и ориентирован по своим функциональным возможностям как для работы в локальных системах, так и в распределенных системах управления. В последних ремиконт является узлом локальной управляющей вычислительной системы, выполняющим типовой состав функций регулирования. Для включения ремиконта в распределенную систему управления в его состав входит специальный блок сопряжения с сетевой магистралью. Особенностью ремиконта является внутреннее программное обеспечение, не требующее внешних программных средств – операционных систем, транслятора, ассемблера и т.п. Оператор работает с ремиконтом, как с традиционным аналоговым средством, и требуемый алгоритм, его параметры, связи с внешним аппаратурой набираются оператором с помощью обычных клавиш, обозначенных на панели оператора терминами и символами, общепринятыми в промышленной практике автоматизации. Представление информации оператору осуществляется при помощи светодиодных и цифровых индикаторов.

Другая особенность ремиконта состоит в возможности подключения к его входам аналоговых и дискретных датчиков, а на выходах ремиконта формируются аналоговые и дискретные сигналы сигнализации и управления стандартными исполнительными устройствами.

Третья особенность ремиконта заключается в программной реализации типового состава функций для систем автоматического управления локального уровня и подсистем АСУ ТП.

Типовой состав функций ремиконта включает 25 алгоритмов регулирования: аналоговые и импульсные стандартные пропорционально – интегрально – дифференциальные алгоритмы, пропорционально – интегрально – дифференциальные алгоритмы с нуль — органом, с дифференцированием, с автоподстройкой; динамические преобразования (дифференцирование, интегрирование, слежение, программное задание); нелинейные преобразования (формирование кусочно-линейных функций, булевых функций, селектирование) и другие функции.

Перечисленные особенности ремиконта определили его аппаратное построение как автономного устройства, основу которого составляют средства аналогового и дискретного ввода – вывода, микропроцессор и панель оператора с устройствами отображения информации.

Программируемые микропроцессорные контроллеры

Компания «МЗТА» выпускает широкий ассортимент программируемых контроллеров, а также различных датчиков, регуляторов и другого дополнительного оборудования для автоматизации промышленных объектов вне зависимости от их типа и назначения. В качестве основного инструмента для автоматизации используется ПТК (программно-технический комплекс) под торговой маркой «Контар».

«Контар» — это высокотехнологичные программируемые контроллеры российского производства, поставляемые в комплекте с бесплатным программным обеспечением для программирования контроллеров, их отладки и организации диспетчеризации.

Система автоматизации «Контар» используется для автоматизации и последующей диспетчеризации различных объектов, а также для управления и мониторинга установленного оборудования. Широко применяется для автоматизации котельных, тепловых пунктов, насосных и других объектов жилищно-коммунального хозяйства.

Система «Контар» обеспечивает взаимодействие с широким спектром оборудования по прямому специальному протоколу, в случае отсутствия в существующей библиотеке протокола для интересующего устройства необходимый протокол может быть разработан. «Контар» также обеспечивает взаимодействие с различными системами автоматики производителей, поддерживающих стандартные протоколы Modbus RTU или технологию OPC сервера.

Программируемые контроллеры существенно упрощают задачи по комплексной автоматизации и диспетчеризации объектов управления.

ПТК «Контар» поставляется с соответствующим ПО, состоящим из:

  • Среды программирования для алгоритмов работы контроллеров КОНГРАФ.
  • Программы-наладчика – КОНСОЛЬ.
  • Среды АРМ Диспетчера и Интернет SCADA, разработанных для управления объектами и создания соответствующих мнемосхем.
  • Дополнительных программ различного назначения.

Продукция

В линейку ПТК «Контар» российского производства входят следующие приборы для автоматизации:

  • Программируемые микропроцессорные контроллеры — MС8, MС12, MС6, ML9
  • Модуль расширения:
    • программируемые:
      • расширение дискретных входов — МЕ20
      • расширение дискретных выходов — MR20
      • расширение входов и выходов (могут выполнять функции программируемого реле):
        • МЕ16;
        • MR8;
    • непрограммируемые:
      • расширение входов и выходов — МА8;
      • расширение входов — МЕ4.

Программируемые контроллеры MC 12 и МС 8

Основные контроллеры ПТК КОНТАР. Данные контроллеры – это полностью универсальные измерительные, коммуникационные, управляющие и сигнализирующие устройства.

Цена контроллеров от 205070 RUB

Контроллеры MC6

Используются для автоматизации малых объектов (приточные установки, вентиляционные доводчики), а также для регулирования температурных режимов и т.п.

Цена контроллеров от 8425 RUB

Таблицы основных характеристик контроллеров

В Таблице1 указаны выходы программируемых микропроцессорных контроллеров, а в Таблице 2 выходы модулей расширения, которые используются для управления исполнительными устройствами.

Таблица 1. Выходы программируемых контроллеров

Гальваническая развязка с цепями контроллера

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector