- •3.2.7. Датчики температуры 64
- •3.2.7.1. Общие сведения 64
- •3.2.8. Сети датчиков, интеллектуальные датчики 84
- •Глава 1. Микропроцессорная техника
- •1.1. Общие понятия
- •1.1.1. Уровни интеграции микросхем, выполненных по различным технологиям
- •Типы логики [вики]
- •1.1.2. Определения и особенности микропроцессора, микропроцессорной системы и микроконтроллера
- •1.2.1. Система шин микроЭвм
- •1.2.2. Микропроцессор
- •1.2.3. Память
- •1.2. Структура типичной микроэвм
- •1.2.4. Порты
- •1.3. Формирование сигналов на системной магистрали
- •1.3.1. Основные управляющие сигналы
- •1.3.2. Чтение данных из памяти
- •1.3.3. Запись данных в память
- •1.3.4. Чтение данных из порта ввода
- •1.3.5. Запись данных в порт вывода
- •1.4.1. Структура микропроцессора кр580вм80
- •1.4.2. Выполнение команд в микропроцессоре
- •1.5. Система команд микропроцессора кр580вм80
- •1.5.1. Команды пересылки
- •1.5.2. Арифметические команды
- •1.5.3. Логические команды
- •1.5.4. Формирование и работа стека
- •1.5.5. Команды перехода
- •1.5.6. Команды вызова подпрограмм и возврата из них
- •1.5.7. Команды сдвига
- •1.5.8. Команды ввода/вывода
- •1.6. Микросхемы шинных формирователей
- •1.6.1. Элементы с тремя состояниями
- •1.6.2. Шинные формирователи
- •1.6.3. Буферный регистр
- •1.7. Микросхемы дешифраторов и демультиплексоров
- •1.7.1. Назначение дешифраторов
- •1.7.2. Микросхемы дешифраторов
- •1.7.3. Структура дешифратора
- •1.7.4. Микросхемы демультиплексоров
- •1.8. Микросхемы памяти
- •1.8.1. Классификация запоминающих устройств
- •1.8.2. Параметры микросхем памяти
- •1.8.3. Микросхемы постоянных запоминающих устройств
- •1.8.3.1. Масочные микросхемы пзу
- •1.8.3.2. Программируемые микросхемы пзу
- •1.8.3.3. Многократно программируемые микросхемы пзу
- •1.8.4. Микросхемы оперативных запоминающих устройств
- •1.8.4.1. Микросхемы статических озу
- •1.8.4.2. Микросхемы динамических озу
- •1.9. Подсистемы памяти
- •1.9.1. Увеличение разрядности
- •1.9.2. Увеличение количества ячеек
- •1.10. Параллельный интерфейс
- •1.10.1. Назначение и структура микросхемы кр580вв55
- •1.10.2. Условное обозначение и назначение выводов микросхемы кр580вв55
- •1.11. Подсистемы ввода/вывода
- •1.11.1. Ввод данных в микроЭвм
- •1.11.2. Вывод данных из микроЭвм
- •1.12. Последовательный интерфейс
- •1.12.1. Асинхронный обмен
- •1.12.2. Синхронный обмен
- •1.12.3. Программируемый связной адаптер
- •1.12.3.1. Условное обозначение и назначение выводов адаптера
- •1.12.3.2. Программирование и работа с адаптером
- •1.13. Обмен данными по прерываниям
- •1.13.1. Понятие прерывания
- •1.13.1.1. Многоуровневые прерывания
- •1.13.1.2. Приоритетные прерывания
- •1.13.2. Идентификация источника прерывания
- •1.13.2.1. Программный поллинг
- •1.12.2.2. Аппаратный поллинг
- •1.13.3. Программируемый контроллер прерываний
- •1.13.3.1. Общая характеристика контроллера
- •1.13.3.2. Выводы контроллера
- •1.13.3.3. Принцип работы контроллера прерываний
- •1.13.3.4. Каскадирование контроллеров
- •1.13.3.5. Порядок работы с контроллером
- •1.14. Прямой доступ к памяти
- •1.15. Программируемый таймер
- •1.15.1. Назначение таймеров
- •1.15.2. Микросхема пит кр580ви53/54
- •1.15.3. Назначение выводов пит
- •1.15.4. Программирование и работа пит
- •1.15.5. Режимы работы пит
- •1.16. История развития и современное состояние средств микропроцессорной техники
- •1.16.1. История развития микропроцессорной техники
- •1.16.2. Современное состояние средств микропроцессорной техники
- •Глава 2. Микропроцессорные системы
- •2.1. Основы микропроцессора
- •2.2. Основные исторические сведения о развитии микропроцессоров
- •2.3. Микропроцессор - основа эвм
- •2.4. Микропроцессорные системы
- •2.4.1. Классификация микропроцессоров. Понятие о разрядности и системе команд
- •2.4.2. Основные характеристики и критерии производительности микропроцессора
- •2.4.3. Архитектура простейших микропроцессорных систем
- •2.4.4. Архитектуры многопроцессорных вычислительных систем. Принципы построения mpp- и smp-систем
- •2.5. Структура однокристального мп, состав и назначение элементов
- •2.7.1. Алгоритм управляющего автомата
- •2.6. Многоядерные микропроцессорные системы
- •2.7. Управляющий автомат простейшей микропроцессорной системы
- •2.7.2. Цикл команды в мпс
- •2.7.3. Тактирование мп и синхронизация мпс
- •2.7.4. Слово состояния мп как средство управления системой
- •2.7.5. Управляющее устройство мп. Мпс под управлением первичного автомата
- •2.7.6. Работа первичного управляющего автомата в режиме прерывания
- •2.7.7. Работа первичного управляющего автомата в режиме захвата шин
- •2.8. Методы и способы организации памяти
- •2.9. Принципы действия ячеек памяти
- •2.9.1. Динамическая память
- •2.9.2. Статическая память
- •2.9.3. Энергонезависимая память
- •2.10. Кэширование
- •2.11. Карта памяти. Критерии и способы распределения адресного пространства
- •Глава 3. Микропроцессорные системы и управление
- •3.2. Микропроцессорные системы с датчиками
- •3.2.1. Общие сведения
- •3.2.2. Резистивные датчики
- •3.2.3. Тензометрические датчики
- •3.2.4. Применение тензодатчиков для измерения силы
- •3. 2.5. Измерение потоков жидкостей и газов
- •3.2.6. Измерение деформации
- •3.2.7. Датчики температуры
- •3.2.7.1. Общие сведения
- •3.2.7.2. Термопары и компенсация холодного спая
- •3.2.7.3. Резистивные датчики температуры
- •3.2.7.4. Термисторы
- •2.7.5. Полупроводниковые датчики температуры
- •3.2.7.6. Датчики температуры с цифровым выходом
- •3.2.7.7. Термореле и регуляторы с установкой температуры
- •3.2.7.8. Аналого-цифровые преобразователи с датчиком температуры на одном кристалле
- •3.2.8. Сети датчиков, интеллектуальные датчики
- •3.2.8.1. Токовая петля
- •3.2.8.2. Объединение датчиков в сеть
- •3.3.Развитие систем управления
- •3.3.1. Контур управления
- •3.3.2. Компьютерная регистрация данных
- •3.3.3.Машинное диспетчерское управление (мду)
- •3.3.4.Прямое цифровое управление (пцу)
- •Глава 4. Распределенные системы управления
- •4.1.Элементы системы
- •4.1.1. Принципы распределенного управления
- •4.1.2. Конечные элементы системы управления
- •4.1.3. Другие элементы
- •4.1.4. Распределенное управление
- •4.2.Передача данных
- •4.2.1.Информационная магистраль
- •4.2.2. Формат данных
- •4.2.3. Командные слова
- •4.2.4.Информационные слова
- •4.2.5.Модули информационной магистрали
- •4.2.6.Предпочтительный доступ
- •4.2.7.Последовательный опрос
- •4.2.8.Контроллер связи
- •4.2.9.Контроль ошибок
- •4.3.Базовый контроллер
- •4.3.1.Настраиваемые параметры
- •4.3.2.Аппаратная конфигурация контроллера
- •4.3.3.Центральный процессор (цп)
- •4.3.4.Магистральный интерфейс
- •4.3.5.Блок удержания выходных сигналов
- •4.3.6.Память
- •4.3.7.Шина данных
- •4.3.8.Назначение адресов
- •4.3.9.Обобщение по работе контроллера
- •4.4. Настройка базового контроллера рсу
- •4.4.1. Настройка контроллера
- •4.4.2.Режимы управления
- •4.4.3. Конфигурационные слова
- •4.4.4.Метод конфигурирования
- •4.4.5.Диагностика
- •4.4.6.Алгоритмы
- •4.5. Бесперебойное автоматическое управление (бау)
- •4.5.1.Необходимость резервирования
- •4.5.2.Работа системы
- •4.5.3.Реальная система
- •Дополнения к системе бау
- •Порядок работы бау
- •4.6. Блоки обработки
- •Устройство блока обработки
- •Конструкция блока обработки
- •Функции обработки данных
- •Принцип работы
- •Пульт оператора
- •Оборудование, входящее в состав пульта оператора
- •Блок плат пульта оператора
- •Эргономика
- •Дисплеи на пульте оператора
- •4.7.5. Усовершенствованные распределенные системы управления
- •4.7.5.1. Ограничение систем с информационной магистралью
- •4.7.5.2. Усовершенствованная рсу
- •4.7.5.3. Локальная вычислительная сеть (лвс)
- •Шлюзовый модуль (шм)
- •Структура системы
- •Система высокого уровня (лвс)
- •Обмен данными
- •Модули лвс
- •Отчеты в среде рсу
- •Обработка данных в усовершенствованнной рсу.
- •Настройка рсу
- •4.9.1.Конфигурационные данные
- •Конфигурационные данные системы (кдс)
- •Конфигурационные данные процесса
- •Зональная база данных
- •Организация базы данных элементов техпроцесса
- •Принципы усовершествованного управления
- •Уровни управления
- •Управление первого уровния от устройства им
- •Управление второго уровня от миникомпьютера
- •Управление 3-го уровня от центральной эвм
- •Вопросы техобслуживания
- •Техобслуживание конечных элементов
- •Проверка калибровки контура управления
- •Техобслуживание блока информационной магистрали
- •Источники питания
- •Системы бесперебойного питания (ups)
- •Глава 5. Примеры распределенных систем управления
4.7.5. Усовершенствованные распределенные системы управления
Система информационной магистрали РСУ имеет определенные ограничения, которые в некоторых ситуациях могут дать повод для беспокойства. На этом занятии мы обсудим эти ограничения и выясним, как с помощью Локальной Вычислительной Сети (ЛВС) их можно обойти.
Мы объясним использование ЛВС (система высокого уровня), подключенной к ИМ (система низкого уровня). Мы также изучим Шлюзовые Модули, применяемые для управления передачей данных с одного уровня системы на другой вместе с другими модулями, подключенными к Локальной Вычислительной Сети.
4.7.5.1. Ограничение систем с информационной магистралью
Система с ИМ, рассматриваемая нами на предыдущих занятиях, имеет следующие ограничения:
3 секции информационной магистрали (ИМ)
29 нагрузок на секцию ИМ
всего 64 адреса на ИМ
скорость связи 250 кГц
31-битные информационные слова.
Подключенный к ИМ пульт оператора может просматривать только точки на этой магистрали. Если наша установка или процесс настолько большие, что требуют наличия нескольких ИМ, для каждой магистрали необходимо иметь свои операторские станции. Управление с одной операторской станции ограничивается точками на данной ИМ, к которой подключена эта станция.
Это ситуация на самом деле не является проблематичной. К примеру, нефтеперерабатывающую установку можно разделить на несколько технологических участков, каждый из которых будет оснащен отдельной ИМ. Каждый участок будет управляться и контролироваться своей операторской станцией. Один оператор может работать на нескольких станциях. Все операторские станции отделяются друг от друга для предупреждения ситуаций с непониманием того, какая часть процесса отображается на экранах.
При необходимости организуют операторную (характерно для морских платформ) с доступом ко всей установке, которая является слишком большой для конфигурирования на одной ИМ (их трех секций), в этом случае в систему нужно внести ряд добавлений.
Можно разработать новую систему с использованием современных электронных устройств и более быстрых средств связи, которая сможет обрабатывать большое количество точек: такие системы существуют. Впрочем, оборудование ИМ построено по отработанной технологии, является надежным, доступным и относительно дешевым. Свою работу оно выполняет эффективно, специалисты уже прошли обучение техническому обслуживанию и диагностике неисправностей таких устройств. В некоторых случаях установка уже имеет системы ИМ, но нуждается в расширении, но в таком случае общая система не сможет обслуживаться одной магистралью.
В таких ситуациях требуется усовершенствованная автоматизированная система управления (УАСУ).
4.7.5.2. Усовершенствованная рсу
Система ИМ, с относительно низкой скоростью соединения (250 кГц), ограниченная количеством адресов и 31-битными информационными словами, может проводить контроль и обработку данных на приемлемом уровне даже с такими ограничениями. Однако, при большем количестве точек, установку или процесс приходится делить на отдельные блоки (участки) и использовать для каждого из них различные магистрали. Вместе с тем, это не решает проблему доступа оператора с любой станции к заданной части установки или процесса. Это можно реализовать путем добавления еще одной системы связи.