- •Микропроцессорные средства автоматизации
- •Содержание
- •Глава 14. Применение микро-эвм в системах регулирования и управления 184
- •Введение
- •1. Основные определения и классификация микропроцессорных средств автоматизации
- •2. Дискретная автоматика
- •2.1. Формы представления информации
- •2.2. Способы представления дискретной информации
- •2.3. Системы счисления, используемые в вычислительной технике
- •2.3.1. Способы представлений информации для микропроцессора
- •2.4. Булевы функции
- •2.4.1. Система равносильных преобразований
- •2.5. Синтез систем дискретной автоматики
- •2.5.1. Синтез дискретных схем по таблицам состояний.
- •2.5.2. Синтез многотактных систем дискретной автоматики
- •3. Промышленные сети
- •3.1. Структура промышленных сетей
- •3.1.1. Топология промышленных сетей
- •3.2. Аппаратные интерфейсы пк
- •3.2.1. СтандартRs-232c
- •3.2.2. Последовательная шинаUsb
- •3.3. Универсальный асинхронный приемопередатчик
- •3.4. Физические интерфейсы
- •3.4.1. ИнтерфейсRs-485
- •3.4.1.1. Автоматический преобразователь интерфейсовUsb/rs-485 овен ас4
- •3.4.2. Интерфейс «Токовая петля»
- •3.4.2.1. Адаптер интерфейса овен ас 2
- •3.5. Протоколы промышленных сетей
- •3.5.1. ПротоколModbus
- •3.5.2.Hart-протокол
- •3.5.4. Сеть profibus
- •3.5.5. Описание шиныCan
- •2.8.1.1. Организация сети can
- •2.8.1.2. Физический уровень канала can.
- •2.8.1.3. Арбитраж шины can.
- •2.8.1.4. Структура формата передачи данных
- •2.8.1.1. Форматы кадра
- •Механизм обработки ошибок.
- •Адресация и протоколы высокого уровня
- •5.8. Универсальная сеть Foundation Fieldbus
- •5.9. Физическая среда передачи данных
- •3. Языки программирования логических контроллеров
- •3.1 Объекты адресации языков программирования плк
- •3.2 ЯзыкLadderDiagram(ld)
- •3.3 Язык Functional Block Diagrams (fbd)
- •3.4 ЯзыкInstructionList(il)
- •3.5. Язык структурированного текста
- •3.5.1. Применение управляющих структур Условное действиеIf...End_if
- •Условное итеративное действие while...End_while
- •Условное итеративное действиеRepeat...End_repeat
- •Повторяющееся действиеFor...End_for
- •Выход из цикла посредством инструкции exit
- •3.6. Язык последовательных функциональных схем
- •5.4. Пример
- •4. Элементы микропроцессорных устройств
- •4.1 Цифро-аналоговые преобразователи
- •4.1.1 Принципы построения основных узлов цап.
- •4.2 Аналого-цифровые преобразователи
- •4.2.1 Метод последовательного счета
- •4.2.2 Метод поразрядного кодирования
- •4.2.3 Метод считывания
- •5. Мини-контроллеры
- •5.1. Мини-контроллеры серииAlpha
- •5.2. Миниатюрные программируемые устройстваEasy
- •5.2.1. Управляющее релеEasy500
- •5.2.2. Управляющее реле Easy 700
- •5.2.3. Управляющее реле Easy 800
- •5.2.4. Модули расширенияEasy
- •5.2.5. Средства коммуникации устройств Easy
- •5.3. Интеллектуальные релеZelioLogic
- •5.3.1. Компактные и модульные интеллектуальные реле
- •5.3.2. Общие технические характеристики релеZelio Logic
- •5.3.3. ПреобразователиZelioAnalog
- •5.3.4. Средства коммуникации интеллектуальных релеZelio Logic
- •5.3.4.1. Коммуникационный модемный интерфейс
- •5.3.4.2. Протокол связиModbusslave
- •5.3.4.3. Протокол связиEthernetserver
- •5.3.5. Программное обеспечение интеллектуального реле
- •5.4. Универсальный логический модульLogo!
- •5.4.1. Типы базовых модулей logo!Basic
- •5.4.2. Модули расширения ввода/вывода сигналовLogo!
- •5.4.3. Коммуникационные модули logo!
- •5.4.4. ФункцииLogo!
- •5.4.4.1.6. Биты регистра сдвига
- •5.4.4.1.7. Клавиши управления курсором
- •5.4.4.1.8. Постоянные уровни
- •5.4.4.2. Группа базовых функций
- •5.4.4.3. Специальные функции
- •5.4.4.3.1. Список специальных функций
- •5.4.4.3.2. Примеры специальных функций
- •5.4.5. Объем памяти и размер коммутационной программы
- •6. Программируемы логические контроллеры
- •6.1. Программируемые контроллеры simatic s7-22x
- •6.1.1. Модули расширения вводов-выводов
- •6.1.2. Коммуникационные модули
- •6.1.3. Человеко-машинный интерфейс
- •6.2. Программируемый логический контроллер simatics7-224xp
- •6.2.1. Основы функционирования плк
- •6.2.1.1. Порядок чтения входов
- •6.2.1.2. Исполнение программы
- •6.2.1.3. Запись значений в выходы
- •6.2.2. Доступ к данным s7-200
- •6.2.3. Адресация встроенных входов/выходов и входов/выходов модулей расширения
- •6.2.4. Обмен данными в сети
- •6.3. Программируемые контроллеры simatic s7-300
- •6.3.1. Области применения
- •6.3.2. Состав
- •6.3.3. Сертификаты
- •6.4. Программируемые контроллеры simatic s7-400
- •Модификации контроллеров
- •6.4.1. Области применения
- •6.4.2. Состав
- •6.4.3. Сертификаты
- •6.6 Контроллер логический программируемый овен плк150
- •Глава 14. Применение микро-эвм в системах регулирования и управления
- •14.1. Управляющие эвм
- •14.2. Использование микро-эвм для оптимизации резки катаной заготовки ножницами
- •14.4. Система управления положением вторичного зеркала телескопа
- •14.5. Прямое цифровое регулирование
- •14.8. Микропроцессор как универсальный регулятор
- •14.9. Микропроцессор как основа нового поколения систем автоматизации
- •7 Системы диспетчерского управления и сбора данных
- •7.1 Scada-система InTouch ("Wonderware", сша)
- •7.2 Scada-система Trace Mode ("AdAstra Research Group", Россия)
- •7.3Scada-системаSimaticWinCc("Siemens", Германия)
- •7.4Scada-системы, встраиваемые в плк
- •9. Методика выбора по различных производителей
- •Список литературы
3.2. Аппаратные интерфейсы пк
Одними из основных требований к промышленным сетям являются низкая стоимость линий связи и надежность передачи данных. Данные, как правило, передаются последовательно бит за битом по одному физическому каналу. Такой режим передачи не только экономит кабельное оборудование, но и позволяет решать задачи по надежной передаче данных на большие расстояния. Время передачи увеличивается пропорционально длине битовой строки.
Наиболее часто асинхронный режим передачи данных осуществляется через последовательный порт персонального компьютера по стандарту RS-232C. В последнее время все более находит применение передача данных по последовательной шинеUSB.
3.2.1. СтандартRs-232c
Стандарт RS-232C– широко используемый стандартный интерфейс, обеспечивающий работу стандартного оборудования передачи данных между модемами, преобразователями интерфейса, терминалами и компьютерами в симплексном, полудуплексном и дуплексном режимах.
Стандарт регламентирует электрические характеристики сигналов интерфейса, нумерацию цепей, скорости передачи и тип разъемов, описывает управляющие сигналы интерфейса, пересылку данных. Стандарт предусматривает асинхронный и синхронный режимы обмена, но COM-порты поддерживают только асинхронный режим. Основные характеристики интерфейсаRS-232Cприведены в таблице 3.3.
Таблица 3.3. Стандарт EIARS-232C,CCITTV.24
Скорость передачи, макс., кбит/с |
115 |
Расстояние передачи, макс., м |
15 |
Характер сигнала |
несимметричный по напряжению |
Количество передатчиков |
1 |
Количество приемников |
1 |
Схема соединения |
полный дуплекс, от точки к точке |
Электрически система основана на импульсах напряжения постоянного тока с уровнем 12 В, кодирующих последовательности «0» и «1». Механически этот стандарт определяет 9-и 25-контактные разъемы типа DB9 илиDB25, в последнее время обычно используется разъем типаDB9. Основные сигналы передаются по линиям «передача/прием» данных. Для асинхронного обмена через модем необходимо 8 цепей, а для аналогичной связи по физическому каналу достаточно трех (TD-данные передатчика,RD-данные приемника иSG-сигнальная земля) (рис. 3.7,а). Битовая структура байта для асинхронной связи показана на рис. 3.7,б.
а)
б)
Рис. 3.7. Соединение портов (а) и структура байта (б)
Компьютер может иметь до 4-х СОМ-портов с поддержкой на уровнеBIOS. Если необходимо большее числоСОМ-портов, то устанавливается специальный адаптер-мультиплексор на 4, 8, 12 или 16СОМ-портов.
Стандарт RS-232Cописывает несимметричные передатчики и приемники – сигнал передается относительно общего провода – схемной земли.
Интерфейс не обеспечивает гальванической развязки устройств.
Логической единице соответствует диапазон напряжения от минус 12 до минус 3 В; логическому нулю – от +3 до +12 В.
Для входов управляющих сигналов состоянию ON(«включено») соответствует диапазон от +3 до +12 В, состояниюOFF(«выключено») – от минус 12 до минус 3 В. Диапазон от минус 3 до +3 В – зона нечувствительности, обусловливающая гистерезис приемника: состояние линии будет считаться измененным только после пересечения порога (рис. 3.8).
Рис. 3.8. Пример сигналов RS-232C
Уровни сигналов на выходах передатчиков должны быть в диапазонах от минус 12 до минус 5 В и от +5 до +12 В. Разность потенциалов между схемными землями (SG) соединяемых устройств должна быть менее 2 В, при более высокой разности потенциалов возможно неверное восприятие сигналов.
Интерфейс предполагает наличие защитного заземления для соединяемых устройств.