4. Микропроцессорные системы для автоматизации технологических процессов. Функции управления оборудованием.
Применение компьютеров в производстве имеет ряд особенностей. В производстве решают широкий круг задач. Это обусловлено огромным разнообразием производств.
Все процессы можно разделить на непрерывные и дискретные. Протекание непрерывных процессов определяется относительно небольшим числом медленно изменяющихся параметров. Их относительно легко автоматизировать. Характерным примером дискретного производства является машиностроение с огромным числом деталей. Такие системы автоматизировать очень сложно. В автоматизированных системах можно выделить 2 уровня:
Верхний. Данный уровень подразумевает что одним из звеньев этого уровня является человек. Человек не указывает прямых воздействий он следит за ходом процесса. При необходимости он может изменять некоторые параметры.
На верхнем уровне используется промышленные или обычные компьютеры. Основные функции верхнего уровня:
- сбор информации о состоянии объекта.
- обработка этой информации
- представление их в удобном виде для оператора
2. На нижнем уровне устройства осуществляет прямое воздействие (управление) на объекты.
время - параметр
Устройства используемые на нижнем уровне – программируемые контроллеры (ПРК). Функции управления оборудованием определяются технологией и организацией процесса. Они индивидуальны и специфичны.
На основе анализа количественных характеристик могут быть сформулированы технические требования ПРК. Они определяют точность быстродействие, объем памяти, число параллельно решаемых задач, состав периферийного оборудования.
Сложные процессы можно представить в виде набора простых элементарных действий, которые могут быть приведены в 2 функциям логическим и регулирующим
Логические – время действия
Регулирующие – время параметр
5. Архитектура и особенности работы программируемых контроллеров. Особенности распределения памяти.
Центральный процессор
Область управляющих программ
Область ввода вывода
Область промежуточ-ных данных
Область связи
Область флагов сост. и управления
Процессор ввода вывода
Процессор связи
Электрические цепи линий связи
Электрические цепи ввода
Электрические цепи вывода
Исполнитель-ные устройства
Датчики
Объект управления
- ЭВМ
- другие контр.
- локальные сети
- периферийные устройства
Работа ПРК.
При работе контроллера все его элементы участвуют в следующих процессах: ввод и вывод данных, выполнение инструкций управляющей программы, обслуживание периферийных устройств связи, проверка и тестирование устройств контроллера.
Выполнение этих четырех этапов циклически повторяется. Длительный цикл называется временем сканирования. Это один их важнейших параметров – это время реакции на изменение входных сигналов. Время сканирования постоянно проверяется. Здесь играет роль сторожевой таймер, который сбрасывается и запускается на каждом цикле. При случайном зацикливании время сканирования может превысить установленное времени сторожевого таймера. Это является аварийным состоянием в работе ПРК и вызывает внутреннее прерывание для обслуживания этого прерывания. Время сканера может задаваться в широких пределах: 0.1–999мс.
Память контроллеров состоит из нескольких блоков, т.е. используется жесткое распределение памяти на области, память расписывается в документации. Остатки неиспользованной памяти можно использовать для хранения промежуточных данных.
В качестве процессора используется либо микро ЭВМ или процессоры, которые конструктивно бывают микроконтроллеры – однокристальные (все в одном корпусе); модульные контроллеры – состоящие из множества модулей.