17. Программируемый параллельный интерфейс. Назначение для сау, структура, режим работы. (рис. На экз.)

ППИ предназначен для связи МП с аналоговыми внешними устройствами непрерывного или дискретного действия, которые могут быть датчиками или исполнительными устройствами.

Для связи с МП используют ШД Д₀-Д₇; связь с ШУ: чтение, запись, сброс; с ДВУ: А₀, А₁, выбор кристалла. Связь с внешними устройствами через 8 разрядные порты (А,В,С), к ним подключаются аналоговые устройства в/в через АЦП и ЦАП.

Структурно ППИ состоит из БШД, для хранения промежуточных результатов перед посылкой их в ШД или из ШД. Обращение к портам осуществляется через адресный вход.

0 0 порт А

0 1 порт В

0 1 порт С

1 1 РУ

Обозначения на схеме:

УУ – устройство управления (для формирования сигналов управления всеми структурными блоками).

РУ – регистр управления (для хранения программы в виде управляющего слова(8-разрядное) и формирование сигналов управления портами).

Принцип работы ППИ при выводе информации.

При выводе информации через конкретный порт, адрес которого устанавливается на входе А₀, А₁ и при подаче команды запись, цифровой сигнал из ШД через БШД и внутреннюю шину управления направляется в буфер соответствующего порта, после чего на выходах этого порта устанавливаются соответствующие двоичные символы 0 и1, которые сохраняются независимо от работы МП до тех пор, пока новая информация не будет записана в портах или не будет подана команда «сброс».

Работа ППИ при вводе информации.

На вход «чтение» подается команда от МП. По этой команде в буфер порта записывается состояние его входов, причем адрес порта устанавливается на А₀, А₁. В следующем такте состояние порта мгновенно переносится БШД через внутреннюю шину, после чего буфер порта обнуляется. Из БШД в следующем цикле информация переносится в БШД МП. ШД работает независимо от интерфейса.

18. Программируемый таймер. Назначение для сау.(рис. На экз.)

Структурно ПТ состоит из набора счетчиков вычитающего типа, которые имеют сигнал счета и ход тактовых импульсов. При подаче импульса на ТИ счетчик уменьшает свое состояние на 1.

С МП таймер связан через БШД. Вход в/к (выбор кристалла) включает микросхему вообще.

Обращение к внутренним структурным блокам происходит через адресные входа.(аналогично ППИ).

Принцип работы ПТ.

По команде «чтение» в конкретный счетчик, адрес которого выставляется на входах А₀, А₁, записывается исходное число, которое поступает из ШД в конкретную ячейку счетчика.

19. Программируемый последовательный интерфейс. Назначение для сау, структура, кадра формата передачи данных по линии связи. (рис. На экз.)

ППосл.И используется для связи двух МП, которые могут быть удалены на значительные расстояния друг от друга. Обмен информации по двух проводной линии связи в последовательном коде.

Обозначения на схеме:

А, В – последовательные регистры(для последовательной передачи цифровой информации).

С₁,С₂ – параллельные регистры.

д/у – признак передачи данных и команд управления соответственно.

Входные порты регистра словосостояния:

DSR – сигнал готовности порта.

DCD – признак появления сигнала.

DTR – признак заполнения порта.

CTS – порт пустой.

RTS – запрос на передачу данных.

Выход ППосл.И:

TxD – передача данных в линию связи.

RxD – прием данных из линии связи.

ТxRDV – готовность приема.

RxRDV – готовность передачи.

Синхросигналы:

TxE, TxC – передачи.

RxE, RxC – приема.

Новый способ передачи был использован в устройстве UART – универсальный асинхронный приемопередатчик. В нем скорость передачи не зависит от тактовых возможностей МП. UART требует 8 (как минимум 7) проводов для взаимной связи.

DCD – признак появления информационного сигнала(стартовый и стоповый биты).

DSR – сигнал готовности порта к приему информации.

DTR – сигнал готовности порта к передаче информации.

CTS – порт пустой.

RTS – запрос на передачу данных.

Подробнее смотри в интерфейсах передачи RS-232, RS-485 (вопрос 21).

20.Микроконтроллеры и принципы их объединения в распределенные сети для управления объектами.

Основа является - ЭВМ (обычно промышленной)

Вся сеть подключается с «СОМ» портом через интерфейс RS-232 (т.к другие компьютеры не понимают), а в самой сети используется специальный интерфейс для 2-х проводной распределительной сети RS-485. Связь происходит через преобразователь, причем связь 2-х сторонняя. В сети параллельно подключаются микроконтроллеры (это МПС управления, которая выполняет функции ввода\вывода информации (аналоговой и дискретной)). Эти микроконтроллеры называются МП-ыми модулями и имеют разновидности.

-многоканальные модули дискретного ввода \ вывода;

-модули 16-ти разрядного ввода дискретного сигнала;

-модули 16-ти разрядного вывода дискретного сигнала;

-модули счетчики-таймеры;

-модули релейного вывода сигнала (для включения аналоговых исполнительных устройств) -модемы и радиомодемы;

Длина линии связи до 1,2 км. Преобразователь является еще усилителем. Чем больше длина, тем менее быстродействие, для усилия сигнала ставится повторители, и после кот можно еще тянуть ЛС на 1,2 км. В распределительную сеть можно подключить до 32-х МК, У Vк МК при инсталляции должен быть свой адрес, который не должен совпадать с другими, так как информация в сеть подается одновременно для всех МК, как и все МК одновременно выдают информацию на компьютер. Совокупность правил по которым передается информация к МПС-ам подключенным в распределительную сеть называется Протоколом интерфейса.

Много разновидностей протоколов:

Рассмотрим структуру протоколов:RS – 232;RS – 485; «CAN»

RS – 232 служит для обмена информации только в компьютере ч\з последовательный «СОМ» порт. Реализуется ч\з 25-ти или 9-ти штырьковые разъемы. СОМ – порт это физический интерфейс, т.к. Vк канал имеет свое назначение:

Структура интерфейса RS – 232

Пробелы и сначала и с конца кадра данных свидетельствуют об отсутствии информации (всегда сигнал высокого уровня, чтобы защитить от помех). Переход на низкий сигнал восприятия как стартовый бит. Далее идет биты данных (всегда определенной размерности для конкретного компьютера) далее идет бит контроля четкости данных (если сумма битов данных четна, то этот разряд 0-й) это служит для контроля правильности передачи данных. Конец кадра – это стоповый бит и далее пробел.

RS-485

Предназначен только для обмена информацией по 2-х проводной линии связи. Структура данных определяется структурой команды.

По этому инт-су перед-ся команды МК-ра, которые воспринимается всеми МК-ми в сети, но исполняется команда МК-ом с указанным адресом. К RS-485 могут быть подключены различного типа МК-ры, но они будут воспринимать, только те команды на которые они рассчитаны и они не будут понимать друг друга.

ПР. для МК «Адамс» для передачи дискретной информации служит команда # 010005.

# - тип команды

1. адрес МК-ра.

00 – символ режима вывода данных, т.е. в том случае будет выводится байт данных выдается число 05.

Структура распределённого модуля

FLASH – загружается программа модуля; ППЗУ – перепрограммируемый ПЗУ.

21.Протоколы обмена информацией в распред. сетях управления. (RS-232,RS-485).

Протокол – соглашение между двумя МП сист. о способе передачи инф-ии в последовательном коде.

Структура интерфейса RS – 232

Пробелы и сначала и с конца кадра данных свидетельствуют об отсутствии информации (всегда сигнал высокого уровня, чтобы защитить от помех). Переход на низкий сигнал восприятия как стартовый бит. Далее идет (информационный байт 1байт=8бит) биты данных (всегда определенной размерности для конкретного компьютера) далее идет бит контроля четкости данных (если сумма битов данных четна, то этот разряд 0-й) это служит для контроля правильности передачи данных. Конец кадра – это стоповый бит, после чего в л.с. устанавливается сигнал высокого уровня. Для передачи более чем на 20м. используют модуляторы-демодуляторы(модемы), к-ые служат для поддержания соотв. уровня сигналов в канале.

(-): наличие большого кол-ва проводов и относительно сложных модемных устройств.

Способ соед-я МП по протоколу RS-232: TD-передача данных в л.с.; RD-приём данных из л.с.; RTS-запрос на передачу данных; CTS-пустой порт; DTR-готовность порта к передаче инф-ии; DSR-готовность порта к приёму инф-ии; GND- цифровая земля; P(o)-схемная земля.

RS-485

Предназначен только для обмена информацией по 2-х проводной линии связи(l=1,2 км): data+, data-, GND. В каждой линии происходит побайтная передача команд. С использованием повторителей можно передавать инф-ию глобально. Структура данных определяется структурой команды.

По этому инт-су перед-ся команды МК-ра, которые воспринимается всеми МК-ми в сети, но исполняется команда МК-ом с указанным адресом. К RS-485 могут быть подключены различного типа МК-ры, но они будут воспринимать, только те команды на которые они рассчитаны и они не будут понимать друг друга.

$AA6: $- команда приёма инф-ии с нижнего уровня; АА- адресная часть; 6-признак, прямая передача инф-ии.

#AABBDD: #-признак команды; АА- адресная часть; ВВ -форма передачи данных(ВВ=00-побайтовая, ВВ=01-поканальная); DD- номер канала и символ, к-ый передаётся в этот канал.

22.Задачи автоматизации выемочных машин.

1) Обеспечение минимальных энергетических затрат добычи ПИ; 2) Обеспечение своевременной передвижки призабойной крепи; 3) Вывод обслуживающего персонала на безоп. расстояние от забоя лавы. 4) Вывод обслуж. персонала на поверхность.

Требования к системе автоматизации.

1) Авт.подача предупредит.звукового сигнала перед запуском комбайна(добычного комплекса); 2)Авт.подержание нагрузки на режущем органе; 3)Авт.останова подачи комбайна при встрече с препятствием; 4)Авт.реверс подачи на конечных участках лавы; 5)Обеспечение согласов. режима работы с сист. авт.передвижки призабойной крепи; 6)Обеспеч. согласованного режима работы с сист. авт.контроля газового состояния лавы; 7)Авт. откл. приводов резания и подачи при аварийной ситуации в лаве.

23.Варианты автоматического регулирования нагрузки на приводе выемочных машин.

Регулировать не обходимо следующие параметры:- скорость подачи Vпод; - скорость резания Vрез; - эффективная мощность Рэф.

4 варианта способов автоматического управления:

1.стабилизация параметров(скоростей). Все параметры остаются постоянными Vпод = const

Vрез = const

Рэф – Vаг

Достигается за счет завышения мощности привода. Перегрузки привода компенсируется за счет рабочей нагрузочной характеристики привода.

Вариант целесообразен, если выемочная машина работает в условиях относительной стабильности по крепости угля. Привод выбирается по наиболее трудным режимам работы.

2. экстремальный вариант. Vпод =const; Vрез = Vаг; Р эф = min

В структуру системы управления вводится регулируемый привод резания, который поддерживает мощность привода на минимальном уровне.

«-» недостаточная загрузка привода; сложно сделать регулятор Vp. .

3. стабилизация мощности. Vпод = Vаг; Vрез = const; Рэф = const

К – комбайн

Др – двигатель резания.

Дн – датчик нагрузки.

4. двоичное экстремальное регулирование. Vпод – Vаг; Vрез - Vаг; Рэф – оптим.

Одновременно регулируется Vпод и Vрез.

1. контур по регулированию Рэф.

2. контур по соотношению скорости Vn и Vр

В 1 - ом контуре сравнивается сигнал с Дн и сигнал Рэф. зад.

Во 2-ом контуре задается соотношение Vn\Vp и рассогласование подается на регулятор скорости подачи, а скорость резания является подчиненной от скорости подачи.

Контур упр. по мощности явл. приоритетным. Пока Рэф не превышает зад. значения – работает контур управления Vп. При перегрузке дв-ля откл. контур упр-я Vп, тогда регулятор уменьшает Vп чтобы уменьшить Рэф.