4.6. Блоки обработки
Блоки обработки получают данные с технологической установки или процесса и передают их на операторские станции и системные компьютеры. Кроме того, блоки могут сравнивать эти данные с заданными параметрами при аварийных ситуациях и передавать аварийные сигналы на другие устройства. Блоки обработки могут принимать аналоговые и цифровые сигналы, а также генерировать указанные виды сигналов.
Устройство блока обработки
Блок обработки состоит из общего блока плат (CCFA) с доступом к Информационной Магистрали и блокам PCFA. CCFA связан с ИМ через одноименную плату аналогично другим устройствам ИМ. Блок CCFA также обменивается данными с четырьмя блоками PCFA через ленточные кабели шины ввода-вывода.
На РИС. 8.1 показано внутренне устройство блоков плат. В блоке CCFA есть своя внутренняя шина данных для соединения печатных плат. Питание на микросхемы подается с платы регулятора напряжения, аналогично другим устройствам ИМ. Для связи ЦП с платами, установленными в блоке CCFA, служит Внутренняя Шина Данных.
РИС.
8.1. Внутренне
устройство блоков плат
ПЛАТА ЦП
Плата ЦП выполняет обработку данных, поступающих от полевых устройств, подключенных кабелями к PCFA. Данные передаются на ЦП через ленточный кабель шины ввода-вывода (I/O) от блока PCFA, плату управления шиной I/O и внутреннюю шину данных. ЦП проводит вычисления для всех подключенных к нему плат, сканирует входные платы, обновляет их данные, а также осуществляет настройку сигнала выходных плат и обновление ОЗУ.
ЦП может обрабатывать до 256 точек: аналоговых и цифровых, в зависимости от плат, установленных в PCFA. Сканирование таких точек может происходить с заданной частотой в зависимости от типа точки и конфигурационных данных, содержащихся в ОЗУ. Обычно 256 точек обрабатываются 4 раза в секунду. Набор команд (инструкций) ЦП хранится в ПЗУ, куда входит и программа самодиагностики.
ПЛАТА ИМ
Эта плата соединяет CCFA с информационной магистралью, кабелями A и B, обеспечивая передачу данных от полевых устройств через PCFA и CCFA на пульт оператора или системные компьютеры на ИМ. Информация передается также и в обратном направлении: команды ЦП от пульта оператора или компьютера изменяют состояния выходных сигналов PCFA.
ПЛАТА ОЗУ
Данные для всех информационных точек (до 256) хранятся в оперативной памяти (ОЗУ), которая обновляется после каждого сканирования входной точки или после получения новых инструкций для выходной точки от пульта оператора или компьютера. Запрос от пульта оператора на данные блока обработки, связанных с назначенной этому блоку информационной точкой, в свою очередь вызывает запрос от ЦП на передачу последних данных из адреса оперативной памяти для информационной точки данных по информационной магистрали.
Данные, связанные с количеством плат, установленных в блоке обработки – их тип, функции и идентификационные номера, а также частоты сканирования и другие параметры – конфигурируются в оперативной памяти при настройке системы или позже при добавлении в нее новых точек.
ПЛАТА ПЗУ
В плате ПЗУ содержится полный набор команд для ЦП вместе с необходимыми константами и диагностической программой для проверки работы ЦП. Каждые несколько секунд ЦП проверяет, правильно ли он выполняет вышеуказанные инструкции. При неверной проверке ЦП переходит в режим останова с оповещением оператора о неполадках, дальнейшая обработка точек не проводится до устранения ошибки и сброса блока. Обычно у блоков обработки резервирование отсутствует.
ПЛАТА РЕГУЛЯТОРА НАПРЯЖЕНИЯ
Эта плата обеспечивает несколько видов питания для плат CCFA: +5В, +12В, -12В и сглаженное +24В. Питание на платы подается через соединительную панель, встроенную в модуль CCFA.
ПЛАТА УПРАВЛЕНИЯ ШИНОЙ ВВОДА-ВЫВОДА
Эта плата обслуживает блоки PCFA, подключенные к CCFA, обеспечивая обмен информацией между этими устройствами (до четырех PCFA). Все данные для 256 информационных точек PCFA передаются через плату управления шиной ввода-вывода. Эта же плата обменивается данными с внутренней шиной данных CCFA.
ПЛАТА АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
Данное устройство необходимо устанавливать в CCFA только при наличии аналоговых входных плат в блоках PCFA. Если при конфигурации PCFA предусмотрены аналоговые входы, по команде с шины ввода-вывода подключается соответствующая плата для отсылки аналоговых данных непосредственно на плату АЦП через кабельное соединение. Плата АЦП обеспечивает 12-битное преобразование аналоговых данных в цифровую форму для ЦП (по внутренней шине данных), при получении команды ЦП от внутренней шины данных.
На РИС. 8.1 также показано, что во всех блоках PCFA (до четырех), подключенных к CCFA, можно установить различные виды плат. PCFA напрямую связан с оконечной панелью полевых устройств, может принимать и отправлять цифровые и аналоговые сигналы.
При разработке схемы расположения оборудования РСУ обычно в блок обработки включают комбинацию точек вместо того, чтобы назначать один блок на обработку всех аналоговых данных, а другой блок на обработку всех цифровых данных. Также необходимо учитывать вероятность потери данных в случае неисправности одного из блоков обработки, в связи с чем необходимо распределять точки по нескольким блокам для снижения технологических потерь в случае такой неисправности или отказа в работе.