Автоматическое и автоматизированное управление технологическими процессами горных предприятии.
1.Система автоматизированного управления.
Это комбинированная система в которой присутствует ручное и автоматическое управление. Если состояние ОУ не выходит за рамки установленного режима, то система управляется автоматически по заданному алгоритму, при этом субъект управления только наблюдает за результатом не влияет на процесс управления.
Если состояние ОУ выходит за рамки заданного режима, то в управление вступает субъект, который выполняет одну из двух возможных функций или корректирует величину задающих сигналов или алгоритм управления, если это не дает желаемого результата, то субъект управления управляет объектом в ручную используя мускульное воздействие.
Используется в подъемных установках и при управлении конвейерными линиями.
2.Системы автоматическогоуправления.
Системы автоматического управления работают не зависимо от человека оператора по заданному алгоритму.
Автоматически на шахтах могут работать водоотливные и калориферные установки.
Типовая схема микропроцессорной системы управления
Шина адреса- служит для поиска внешнего устройства которое должно быть связано в следующий момент управления м МП.
МП- дискретная система управления, т.е в конкретный такт управления он может быть связан только с одним структурным блоком или внешним устройством.
ШУ- служит для передачи команд как от МП к структурным блокам так и в обратном направлении.
ШД- служит для передачи числовых сигналов как от от МП к структурным блокам так и в обратном направлении.
ПЗУ- хранения алгоритма управления микропроцессорной системы. ПЗУ всегда одностороннего действия, можно только считать команду.
ОЗУ- для записи промежуточной информации, которая формируется в процессе управления. Связь по ШД с ОЗУ двухсторонняя, то есть может записывать и считывать числовые сигналы.
ОЗУ и ПЗУ имеют непосредственную связь с МП все остальные блоки подключаются к МП через ДВУ.
ДВУ- это структурный блок, который управляет последовательностью подключения внешних устройств к МП.
ППИ- предназначен для связи в параллельном коде с ОУ и источником информации с одной стороны и МП с другой стороны, т.е ППИ связывает ОУ аналогового типа с цифровым МП и может работать по собственной программе независимо от МП.
ПТ- это стр-ный блок, который предназначен для подключения к МП внешних ОУ работающих в ф-ции времени. Может работать по собственной программе независимо от МП.
ПосПИ- это стр-ный блок который связывает МП с ОУ удаленными от этого МП на значительное расстояние. Связь МП ч/з ППИ происходит в последовательном коде по двухсторонней линии связи.
3,4. 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
01- адрес МК-ра.
00 - символ режима вывода данных, т.е. в том случае будет выводится байт данных выдается число 05.
1)Ведущий-ведомый (при этом 1 МП(мастер) передает команды на использование другим МП устройством (ведомые)-слейвы, они исполняют их (мастера) и сообщают о результате)
2) клиент-сервер-клиент запрашивает информацию у сервера, и он передает её клиенту её.
3) объединение МП по принципу поиска: некоторый МП регулярно без запроса получает информацию от другого МП уст-ва или через определенное время или в случае изменения уровня этой инф-ции
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.