- •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. Структура типичной микроэвм
- •1.2.1. Система шин микроЭвм
- •1.2.2. Микропроцессор
- •1.2.3. Память
- •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
- •2.6. Многоядерные микропроцессорные системы
- •2.7. Управляющий автомат простейшей микропроцессорной системы
- •2.7.1. Алгоритм управляющего автомата
- •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
Глава 4. Распределенные системы управления
4.1.Элементы системы
В своем развитии Распределенная Система Управления (РСУ) использовала компьютеры, размеры которых уменьшались по мере совершенствования технологии их изготовления, для преодоления недостатков предыдущих систем. Чтобы сформулировать общие принципы, необходимо детальное изучение требований современных систем управления.
4.1.1. Принципы распределенного управления
Использование больших компьютеров в ПЦУ и первых системах управления создавало две большие проблемы для проектировщика и пользователя, а именно:
для непрерывного производства требовались дополнительные компьютеры на случай сбоя основного; это значительно увеличивало расходы на систему
протяженные каналы данных для передачи сигналов на и от компьютера вместе с соответствующими конечными элементами, что в конечном счете приводит к искажению данных и потере целостности информации.
Чтобы выяснить, как лучше решить эти, необходим свежий взгляд на требования системы управления, начиная с конечных элементов.
4.1.2. Конечные элементы системы управления
Обычно мы думаем о конечных элементах как просто о датчиках и регулирующих клапанах. Однако любая технологическая переменная или выходной сигнал могут принимать различные формы, которые система управления должна обработать. Эти формы могут быть следующими:
Входы
Аналоговый сигнал для обработки данных – 4-20 мА, 1-5 В, 0-10 В, и т.д.
Аналоговый сигнал для плавного регулирования – обычно 4-20 мА, иногда 1-5 В.
Аналоговые сигналы низкого уровня – термопары и резисторные термодатчики.
Цифровой сигнал для обработки данных. Обычно это сигнал 24 В постоянного тока, он может быть фиксированным, временным или мгновенным выходным сигналом в зависимости от устройства, например:
Фиксированный сигнал 24 В (пост. ток), удерживающий электромагнитный клапан в открытом положении,
мгновенный сигнал 24 В (пост. ток) на запуск или останов двигателя.
Цифровой импульсный сигнал, т.е. импульсный выход от электронного турбинного счетчика, замеряющего расход.
Логический сигнал, например сигнал программируемого логического контроллера (ПЛК), управляющего частью техпроцесса или завода, но который необходимо согласовать или адресовать основной системой управления.
Сигналы на и от других автономных единиц оборудования.
Другие компьютерные сигналы, предоставляющие собой сигналы приема или передачи данных основной системы управления.
Технологическая переменная или другой сигнал может быть любым из вышеперечисленных и рассматривается как информационная точка (data point) в системе. Каждая такая точка, а их может быть тысячи (обычно более 50 000 информационных точек на морской нефтегазовой платформе), должна иметь индивидуальное обозначение, чтобы обращаться к ней при необходимости.
Выходы
Аналоговый сигнал на регулирующий клапан – обычно токовый сигнал 4-20 мА, который можно преобразовать в пневматический сигнал для перемещения клапана.
Цифровой сигнал – обычно 24 В постоянного тока, может быть фиксированным, временным или мгновенным, например:
фиксированный выходной сигнал на электромагнитный клапан для поддержания его в открытом состоянии
временный выходной сигнал, подаваемый на э/магнитный клапан, подающий воздух на приводное устройство клапана, в течение полного хода клапана
мгновенный выходной сигнал на запуск или останов двигателя
Выходной сигнал может быть любым из перечисленных. Что касается технологических переменных, каждая должна иметь уникальное обозначение, чтобы при необходимости обращаться к ней в индивидуальном порядке.