- •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
Блок плат пульта оператора
Блок плат пульта оператора показан на РИС. 9.2. Можно заметить, что интерфейсные платы клавиатуры, принтера и ЗУ (дисковод) подключены к своим устройствам через ленточные кабели. DMA плата VDU подключена к устройству визуальной индикации через коаксиальный RGB кабель.
Платы ИМ установлены в паре: одна плата для магистрали 'A' и одна плата для магистрали 'B', как это принято в устройствах аналогичного класса. Плата ЦП имеет два светодиодных индикатора, показывающих наличие питания и работу ЦП.
В блоке плат также расположен выключатель питания и предохранитель.
На РИС. 9.3 показан блок плат, установленный под VDU и клавиатурой в шкафу операторской станции. В представленной конфигурации клавиатура расположена перед VDU, оба устройства подключены к блоку плат ленточными кабелями. На одной стороне VDU установлен флоппи-дисковод, на другой – принтер.
Р
ИС.
9.2.
Блок плат пульта оператора
Эргономика
Эргономика играет важную роль при проектировании рабочих мест в операторной. Клавиатура и VDU должны быть установлены на удобном для оператора уровне. Дисководы необходимо устанавливать в легкодоступном месте. Расположение источников освещения в операторной и их яркость не должны приводить к бликами на экране VDU. Необходимо помнить, что смена оператора длится 12 часов и предусматривать все меры для снижения его усталости.
Дисплеи на пульте оператора
Существует пять основных типов дисплея для представления данных на устройствах визуальной индикации РСУ:
Дисплеи групп (Group)
Дисплеи мнемосхем
Дисплеи детализации (Detail)
Дисплеи конфигурации
Дисплеи трендов.
ДИСПЛЕИ ГРУПП (GROUP)
На РИС. 9.5 показано расположение дисплеев групп на экране VDU для информирования оператора.
На экране имеется 8 горизонтальных секций, каждая из них отображает связанную с ней информационную точку. Данные в каждой секции представлены в виде полосок, показывающих значение технологической переменной (PV) и выходного сигнала (OUT), где небольшая вертикальная полоска отображает уставку (SP). Полоски перемещаются в диапазоне 0-100%, тем самым отображая заданные диапазоны уровня, температуры, расхода или давления.
РИС.
9.5.
Расположение дисплеев групп на экране
VDU.
Оператор может быстро определить соответствие значений PV и SP, а также определить изменение выходного сигнала или PV. Для более точного определения значений служат строки в нижней части экрана.
В правой части РИС. 5 крупным планом показана восьмая секция дисплея групп. Наверху показан номер секции. Горизонтальные полоски обозначают диапазон 100% - 0%, при этом средняя полоска отображает уровень уставки (в данном случае 50%). Левая вертикальная полоска является значением PV, а правая – входным сигналом.
В нижней части секции показан идентификационный номер точки (LCV1101), инженерные единицы, в которых проводятся измерения (м) и описание точки (уровень масла). Ниже отображаются значения точки в десятичной форме: SP (5,0); PV (4,99) и OUT (90%). Далее указан режим управления данной информационной точки (AUTO).
Оператор собирает точки с различных частей техпроцесса в определенные группы, по восемь точек (секций) на группу. Он может собрать столько групп, сколько ему необходимо для отображения имеющейся информации, при этом одну точку можно включать в несколько групп.
Группы вызываются на экран согласно своим индивидуальным номерам. При большом количестве групп предусмотрено использование журнала групп. С дисплея групп оператор имеет возможность изменять параметры в отдельных секциях (SP, режим управления, выходной сигнал и т.д.)
Пользуясь сенсорным экраном, оператор выбирает отдельную точку непосредственно с дисплея групп и проводит изменения параметров данной точки – режим управления, SP, OUT – с помощью клавиатуры или сенсорного экрана (у некоторых производителей).
Например, касание в области секции №8 приведет к выбору данной секции. Касание кнопки AUTO под секцией №8 приведет к изменению режима. Режим управления также можно поменять с клавиатуры или через небольшое окно на экране с вариантами (MAN, CASC, PROG, AUTO), касание одного из них изменит режим управления точки. Аналогична ситуация и с изменением значений SP (в AUTO) или OUT (в MAN).
ДИСПЛЕИ МНЕМОСХЕМ
На РИС. 9.6 показана мнемосхема с названием 'export pumps', так она выглядит на дисплее VDU. В верхнем левом углу экрана показан идентификационный номер мнемосхемы (TER 14_01) и ее название. Мнемосхемы вызываются на экран по их номеру.
РИС. 9.6.Мнемосхема с названием 'export pumps'.
Дата и время отображаются в верхнем правом углу экрана.
Мнемосхема является графическим отображением части процесса. Количество информации на мнемосхеме должно быть сведено к минимуму; все символы и номера позиций должны хорошо читаться оператором.
Управление с клавиатуры заключается в перемещении курсора клавишами-стрелками по экрану до его наведения на нужную позицию (точку). Нажатие клавиши SELECT выбирает точку вместе с появлением дополнительной информацией о позиции в нижней части экрана, как показано на РИС. 9.6. Для выбранной точки показан идентификационный номер (LCV1019), значения SP (SP 5,0), PV (PV 4,99), OUT (OUT 73%) и режим управления (AUTO). Эти значения можно изменить путем ввода новых данных с клавиатуры.
Работа с мнемосхемой через сенсорный экран достаточно проста. Касание экрана в области, обозначенной на РИС. 9.6 пунктирной линией – позиция LCV1019 – вызовет появление строки в нижней части экрана с отображением информации, связанной с выбранной точкой. Касание одного из параметров в строке подготавливает его к изменению, например касание надписи AUTO вызовет окно для изменения режима управления. Данное действие можно повторить с клавиатуры. На экране появляется небольшое окно с вариантами: MAN, CASC, PROG, AUTO. Касание одного из вариантов изменяет режим данной точки.
ДИСПЛЕИ ДЕТАЛИЗАЦИИ (DETAIL)
После выбора точки на дисплеях групп или мнемосхем, нажатие клавиши DETAIL вызовет страницу ‘detail’ для данной точки.
Данная страница показывает конфигурационную информацию точки – диапазон PV, аварийные уставки, коэффициент усиления, постоянные интегрирования и дифференцирования, значения цифровой фильтрации. Здесь оператор может проводить изменение параметров точек. По выбору Владельца Системы или инженера можно поставить запрет на изменение настроечных констант для оператора. Доступ к этим параметрам будет иметь только инженер. Это реализуется через пароль или ключ, в зависимости от производителя или требуемой спецификации.
ДИСПЛЕИ КОНФИГУРАЦИИ
Доступ к таким дисплеям обычно имеет администратор системы или инженер. Для своей работы он может использовать другую станцию или же станцию оператора после ввода пароля или вставки специального ключа.
С помощью дисплеев конфигурации инженер может добавлять в систему новые точки, удалять существующие, создавать и изменять мнемосхемы и т.д. Для проведения таких операций необходим прямой доступ к файлам РСУ, отсюда и требование к защите пароля или ключа.
После изменения файлов базы данных необходимо сохранить резервную копию системы на носитель информации, чтобы провести быстрое восстановление в непредвиденной ситуации.
ДИСПЛЕИ ТРЕНДОВ
Дисплеи этого типа используются для отображения трендов (графиков) системных точек и прогнозирования условий протекания процесса. Тренды создаются на основе значений PV по отношению к SP за период времени, определенный пользователем. После изменения уставки рекомендуется настроить дисплей трендов всех точек, на которых может влиять эта уставка. Результат отображается на графике.
