
- •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
4.4.4.Метод конфигурирования
Чтобы провести конфигурирование (т.е. ввести данные для 4 конфигурационных слов), на экране пульта оператора необходимо вызывать соответствующий слот контроллера. Для этого в меню экрана выбирается Режим Конфигурирования (Configuration Mode), вводятся данные для выбора необходимого слота (т.е. номер ИМ, контроллера и номер слота), после чего появляется экран настройки.
Данные можно ввести с клавиатуры пульта, по 4 конфигурационных слова для каждого слота.
После завершения ввода данных для слота нажатие клавиши ENTER загружает данные в ОЗУ контроллера. В процессе настройки контроллер должен быть отключен.
4.4.5.Диагностика
Для правильного выполнения контроллером всех конфигурационных команд устройство имеет функцию встроенной диагностики. Каждые 15 секунд ЦП проводит диагностику контроллера, чтоб проверить способность устройства правильно выполнять все команды, содержащиеся в его ПЗУ. При неудачном прохождении диагностики устройство отключается.
Диагностика также проверяет возможности ЦП по исполнению команд, содержащихся в его ПЗУ. Конфигурационные слова, вводимые инженером КИПиА, сообщают контроллеру, какие команды необходимо использовать для каждого слота. После чего они загружаются в ОЗУ устройства.
4.4.6.Алгоритмы
Первые две цифры Конфигурационного слова №1 определяют алгоритм, используемый для настраиваемого слота. Многие алгоритмы понятны по своему названию; тем не менее, мы приведем описание 22 наиболее распространенных алгоритмов вместе с выходным уравнением. При этом используются следующие термины:
К=Коэффициент усиления
Т1=Время повторения (в минутах на повторение).
Т 2=Время дифференцирования (в минутах).
1/a=скорость дифференцирования = 8
s=оператор Лапласа
R=Коэффициент пропорциональности
В=Отклонение
X=вход X на слот (обычно LSP)
Yc=сконфигурированный вход Y на слот от RV.
DAS или DLA
Этот алгоритм применяется в случаях, когда слот используется в качестве Системы Сбора Данных (DAS) или Регистрации Данных с Аварийными Сигналами (DLA).
ПИД
Этот алгоритм используется для обычного ПИД-регулятора, где X = PV, Y= LSP и
ПИД ПРОПОРЦ.
В данном случае алгоритм представляет собой
где в режиме AUTO: Y = LSP, X = PV.
режиме CASC: Y = R(Yc) + B, X = PV.
В режиме CASC настроенный вход Y (Yc) имеет коэффициент пропорциональности и отклонение, подаваемые на вход.
ПИД АВТО ПРОПОРЦ.
Здесь регулирующее уравнение имеет следующий вид:
где в режиме AUTO: Y = LSP, X = PV.
в режиме CASC: Y = R(Yc) + B, X = PV.
На сконфигурированный вход Y (Yс) подается заданное оператором смещение. В любом режиме, за исключением CASC, коэффициент пропорциональности рассчитывается автоматически при заданном смещении. В режиме CASC оператор может изменять коэффициент пропорциональности.
ПИД АВТО ОТКЛОНЕНИЕ
Данное регулирующее уравнение имеет форму:
где в режиме AUTO: Y = LSP, X = PV.
в режиме CASC: Y = R(Yc) + B, X = PV.
На Yc подается коэффициент пропорциональности и смещение. В любом режиме, за исключением CASC, коэффициент смещения рассчитывается автоматически при поддержании заданного коэффициента пропорциональности. В режиме CASC, оператор может изменять смещение.
ПИД ПЦУ
Алгоритм представлен следующей формулой:
где в режиме AUTO: Y = LSP, X = PV.
в режиме CASC: Y = Yc(RV), X = PV
в режиме PROG: OUTt (5) = настройка ПЦУ.
Это позволяет компьютеру на ИМ блокировать слот и задать выходной сигнал (S), тем самым обеспечивая ПЦУ.
ПИД МДУ
Регулирующее уравнение:
где в режиме AUTO: Y = LSP, X = PV.
в режиме CASC: Y = Yc
в режиме PROG: Y = CSC
Это позволяет компьютеру на ИМ вводить SP на вход Y этого слота, тем самым обеспечивая МДУ.
ПИД КВАДР. ОШИБКА ПРИ УСИЛЕНИИ
Алгоритм в этом случае является следующим:
где
и в режиме AUTO: Y = LSP
в режиме CASC: Y = Yc
Нормальное ПИД действие происходит в режиме AUTO.
В режиме CASC коэффициент усиления К умножается на индекс нормировки от 1 до 0, рассчитываемый как абсолютное значение ошибки (X- Y в процентах), деленное на 100.
ПИД КВАДР. ОШИБКА ИНТЕГИРОВАНИЯ
Здесь уравнение следующее:
где
и в режиме AUTO: Y = LSP в
режиме CASC: Y = Yc
нормальный ПИД-выход в режиме AUTO.
Режим CASC использует вход Yc в качестве уставки, а значение используемой константы время сброса рассчитывается от T1, деленного на индекс нормировки от 0 до 1. Данный индекс рассчитывается как абсолютное значение ошибки (X- Y в процентах), деленное на 100.
ПИД ПАУЗА
В этом случае алгоритм следующий:
и OUT (S) = 0 для низкого отклонения PV от SP,
когда (X-Y)< DEVLO
и OUT OS) = ПИД регулирующее действие для (X-Y)> DEVHI где DEVHI = высокое отклонение PV от SP.
DEVLO = низкое отклонение PV от SP.
ОПЕРЕЖЕНИЕ И ЗАПАЗДЫВАНИЕ
На выходе контроллера имеем следующее:
T2 = Константа времени ОПЕРЕЖЕНИЯ,
и отношение T2/T1 ограничено 16.
ВЫБОР СИГНАЛА С НАИВЫСШИМ ЗНАЧЕНИЕМ
Здесь контроллер обеспечивает следующее:
OUT (S) = Входной сигнал с наивысшим значением
Данный алгоритм можно сконфигурировать для 8 входных сигналов, из которых на выход проходит сигнал с наивысшим значением. Несконфигурированные входы игнорируются.
ВЫБОР СИГНАЛА С НАИНИЗШИМ ЗНАЧЕНИЕМ
Здесь контроллер обеспечивает следующее:
OUT (S)= Входной сигнал с самым низким значением
Данный алгоритм можно сконфигурировать для 8 входных сигналов, из которых на выход проходит сигнал с самым низким значением. Несконфигурированные входы игнорируются.
ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ
Здесь выход контроллера определяется следующим образом:
OUT (S) = X в режиме AUTO или OUT (S) = Y в режиме CASC
Выходной сигнал совпадает с одним из входов (X или Y) в зависимости от выбранного режима.
СУММИРОВАНИЕ
В данном случае имеем регулирующее уравнение:
OUT (S) = K1(X) + KA(Y) = K2
где K1 = X коэффициент масштабирования
KA = Y коэффициент масштабирования
K = смещение
Выходной сигнал прямо пропорционален сумме двух входных сигналов X и Y с учетом смещения.
УМНОЖЕНИЕ
Регулируемый выходной сигнал представлен в форме:
K2 = смещение
Выходной сигнал прямо пропорционален произведению двух входных сигналов X и Y с учетом смещения.
ДЕЛЕНИЕ
В этом случае на выходе контроллера получается следующее:
K2 = смещение
Выходной сигнал прямо пропорционален частному двух входных сигналов X и Y с учетом смещения.
КВАДРАТНЫЙ КОРЕНЬ
Данное уравнение имеет форму:
K2 = смещение
Выходной сигнал равен квадратному корню суммы входных сигналов X и Y, с учетом смещения.
ДВОЙНОЙ КВАДРАТНЫЙ КОРЕНЬ
В этом случае выходной сигнал:
где KA = коэффициент масштабирования
K2 = смещение
Выходной сигнал равен квадратному корню произведения входов X и Y, с учетом смещения.
СУММА КВАДРАТНЫХ КОРНЕЙ
Выходной сигнал контроллера:
где KA = коэффициент масштабирования Y
K1 = коэффициент масштабирования X
K2 = смещение
Выходной сигнал равен сумме квадратных корней входных сигналов X и Y с учетом смещения.
ВЫБОР БОЛЬШЕГО ЗНАЧЕНИЯ
В этом случае:
OUT (S) = X, если X > Y
или OUT (S) = Y, если Y > X
ВЫБОР МЕНЬШЕГО ЗНАЧЕНИЯ
В этом случае:
OUT (S) = X, если X < Y
или OUT (S) = Y, если Y < X