Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Сопряжение ЭВМ с объектом управления
Все технические средства контроля и управления технологическими процессами, включая ЭВМ, можно разделить по месту их расположения на две основные группы: 1) средства, которые располагаются непосредственно на технологическом оборудовании или рядом с ним; 2) средства, которые размещаются в помещениях службы контроля и управления либо рядом с ними, на удалении от оборудования технологического процесса. К первой группе относятся датчики и исполнительные механизмы, ко второй группе — ЭВМ и электронные устройства преобразования сигналов. Связующим звеном между ними являются переходные устройства. Тем не менее при существующем многообразии технических средств и ЭВМ система контроля и управления технологическим процессом должна представлять собой единый организм, построенный единообразно и функционирующий по общим правилам. Наиболее рациональный путь создания таких систем заключается в использовании стандартных устройств, выпускаемых промышленностью и удовлетворяющих следующим требованиям. 1. Системные требования. Должна быть предусмотрена возможность связи с широкой номенклатурой датчиков (давления от вакуума до 107 Па; температуры от -270 до 3 000 °С; частоты вращения от 10 до 300000 об/мин и т.д.) и исполнительных механизмов (электродвигатели постоянного и переменного тока, электроклапаны, пускатели, электромагниты и реле с напряжением от 12 до 380 В и т.д.). 2. Требования к соединению с ЭВМ. Они связаны с удобством подключения технических средств к ЭВМ, обмена сигналами с ЭВМ, помехозащищенностью каналов связи с ЭВМ и т.д. 3. Конструктивные требования. Они связаны с созданием удобной для эксплуатации конструкции технических средств АСУ. Организация связи технических средств системы контроля и управления с ЭВМ называется сопряжением ЭВМ с технологическим процессом. Перечисленные ранее требования удовлетворяются при использовании магистрально-модульного принципа построения электронных средств АСУ. Согласно этому принципу каждое из электронных устройств (усилители, АЦП, ЦАП, входные и выходные регистры, в том числе силовые устройства для управления исполнительными механизмами) или группа однотипных устройств представляет собой отдельный унифицированный модуль со своими входными и выходными разъемами. Это может быть отдельная плата, включа-гмая в один из свободных слотов (разъемов) промышленного ком-
172 пьютера, или законченный унифицированный блок, располагаемый в унифицированном каркасе (крейте). Все модули (и отдельные платы, и унифицированные блоки) подключаются к единой стандартной магистрали, по которой передаются в ЭВМ преобразованные в двоичные коды данные о параметрах ТП, а от ЭВМ поступают (также в виде двоичных кодов) управляющие сигналы для исполнительных механизмов. Работу всех модулей синхронизирует контроллер, выполненный, как и остальные модули, в едином конструктивном оформлении. Первая магистрально-модульная система САМАС (Computer Application to Measurement And Control — применение компьютера для измерения и управления) была разработана в 70-х гг. XX в. в США. Это была информационно-измерительная система для проведения сложных экспериментальных исследований в области ядерной физики, но затем она стала использоваться в медицине, промышленности и даже в сельском хозяйстве. В России аналогичная система СУММА (Система унифицированных модулей многомашинного анализа) появилась в конце 1970-х гг. в Институте физики высоких энергий (г. Протвино), а уже в 1980-е гг. широко выпускалась в Дубне как магистрально-модульная система «Вектор». Принцип систем «Вектор» и САМАС один и тот же, одинаковы и конструктивные решения, за исключением того, что размеры модулей в системе «Вектор» измеряются в миллиметрах, а в системе САМАС — в дюймах. В обеих системах стандартизованы: • виды модулей (блоков): входные и выходные регистры, усилители, АЦП, ЦАП, коммутаторы, счетчики, измерители давления, температуры, вакуума; • размеры конструктивных элементов: плат, разъемов, каркасов, стоек; • источники питания: напряжения +5, -5, +12, -12, +24, -24 В постоянного тока, 220 В переменного тока частотой 50 Гц; • параметры сигналов от датчиков: ток — от 0 до 5 или до 20 мА, напряжение — от 0 до 10В; • электрические схемы соединений;
• правила обмена данными между устройствами. [Основной конструктивный элемент обеих систем — стойка, в которой размещается до трех каркасов с модулями и источниками питания. В каждом каркасе устанавливается до 25 модулей одиночной ширины (20 мм для системы «Вектор» и около 2/3 дюйма (17,2 мм) для САМАС) с 90-контактными разъемами на задней панели. В свою очередь, на задней стенке каркаса размещены 25 стандартных 90-контактных разъемов, подключенных к магистрали. Магистраль обмена данными между модулями и ЭВМ представляет собой большое количество проводников (в виде отдельных проводов или дорожек печатной платы), соединяющих па- 173 раллельно все одноименные выводы всех разъемов (за исключением разъема источника питания, который имеет свою схему соединений). Группы проводников магистрали, передающих однородные сигналы или выполняющих однородные функции, называются шинами: шины данных, шины питания и т.д. Каждый модуль по специальным направляющим вставляется в каркас до полного соединения разъемов и подключения к общей магистрали. Модуль представляет собой плату с микросхемами и является, как правило, многоканальным устройством (регистры на 16, 32, 64, 128 каналов; измеритель температуры на 16 каналов и т.д.). Возможно размещение на одной плате нескольких различных устройств (например, АЦП, ЦАП, усилитель). На передней панели каждого модуля устанавливаются разъемы, с помощью которых он соединяется с датчиками и исполнительными механизмами. Это, как правило, тоже многоконтактные разъемы. Если для управления технологическим процессом недостаточно того количества модулей, которое размещается в каркасе (т.е. датчиков и исполнительных механизмов много), то в стойку помещают второй каркас с собственным набором модулей, а при необходимости — и третий каркас. Обмен информацией между модулями и ЭВМ обеспечивает единый для всей стойки контроллер. В его состав может входить свой микропроцессор, ведущий сложную обработку сигналов и управляющий очередностью их обработки другими модулями. В первую очередь, обрабатываются аварийные сигналы, затем — сигналы в цепях защиты, далее — быстроизменяющиеся сигналы и т.д. Микропроцессор контроллера выполняет предварительную обработку сигналов и накопление информации от модулей стойки, что ускоряет работу всей системы управления. Контроллер связан магистралью со всеми модулями каркаса. Особенностью магистрали является работа в режиме поочередной передачи информации, т.е. в каждый момент магистраль занята каким-то одним модулем, от которого она получает или которому передает информацию. Именно контроллер определяет, какому из модулей предоставлять магистраль в каждый конкретный момент. Магистраль имеет следующую структуру (рис. 7.7): • шины адресов и операций, по которым передается код допускаемого контроллером к магистрали модуля и условный код совершаемой операции (например, передача данных из устройства № 2 выбранного модуля в ЭВМ); • шины данных, по которым передается в цифровом виде от модулей в ЭВМ информация о технологических параметрах и от ЭВМ в модули коды управляющих сигналов; 174 • шины служебных сигналов, например сигналов прерываний, сигналов аварийных ситуаций, запроса модулем магистрали или
i сигнала готовности модуля к работе и др. В памяти микропроцессора контроллера хранится программа опроса модулей. Например, необходимо получить от одного из •датчиков информацию о значении технологического параметра. Известно, с каким именно модулем соединен выход датчика. Контроллер выводит на шины адресов двоичный код этого модуля, соединяя с источником напряжения те из шин, на которых в соответствии с кодом должен быть логический сигнал 1. Этот двоичный код поступает на все модули, подключенные к магистрали. • Но только в одном модуле дешифратор «опознает» код как свой, разрешая расположенным в этом модуле устройствам выполнить указанную контроллером операцию, например преобразовать сигнал от нужного датчика в двоичный код. Этот же дешифратор разрешает выходным цепям модуля вывести двоичный код результата на шины данных, по которым он поступает для дальнейшего анализа в микропроцессор или ЭВМ. Для управления технологическим оборудованием микропроцессор выдает на шины адресов код модуля, с которым соединен,нужный исполнительный механизм, а на шины данных — двоичный код управляющего сигнала. , Обычно этот код принимает модуль цифроаналогового преобразователя, который и формирует аналоговый управляющий сигнал для исполнительного механизма. 175 Магистрально-модульный принцип организации передачи информации между различными устройствами широко применяется в современных системах контроля и управления технологическими процессами. Контрольные вопросы 1. Что такое командоап парат? Когда он используется? 2. Что такое обратная связь? 3. Опишите работу механического командоаппарата. 4. Приведите пример электронного командоаппарата и опишите его работу. 5. Что такое микропроцессор? 6. Перечислите основные части микропроцессора и их функции. 7. Перечислите основные части микроЭВМ. 8. Что называют шиной? Какие шины и для чего использует микро-ЭВМ? 9. Что такое ремиконт? 10. Каковы функции программируемого контроллера? 11. В чем особенность работы ЭВМ в АСУ ТП? 12. Что такое аппаратное прерывание и зачем оно нужно? 13. Объясните смысл приоритетов сигналов прерывания. 14. Какая разница между машинными языками и языками высокого уровня? 15. К какому языку — машинному или высокого уровня — ближе язык программ для станков с ЧПУ? 16. Зачем в ЭВМ используют мультипрограммный режим? 17. Что называют сопряжением ЭВМ с объектом управления? 18. В чем заключается магистрально-модульный принцип построения электронных средств АСУ? 19. Какие магистрально-модульные системы вы знаете? 20. Какова роль контроллера при использовании магистрально-мо-дульного принципа? 21. Как происходит выбор модуля и передача в него данных по магистрали? ГЛАВА 8 ГИБКИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ
|
|||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-04-14; просмотров: 136; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.117.196.184 (0.016 с.) |