
- •Г.И.Загарий, н.О.Ковзель, в.С.Коновалов, в.И.Моисеенко, в.И.Поддубняк, а.И.Стасюк
- •Часть 2. Характеристики микроконтроллеров и плк
- •Рецензенты:
- •Isbn – 5–7763–0384–2
- •Isbn – 966–7561–23–2
- •Isbn – 966-7561-23-2
- •Isbn – 5–7763–0384-2
- •Содержание
- •Введение
- •Раздел 1
- •1 Микроконтроллеры фирмы Atmel
- •1.1 Микроконтроллеры серии ат89, совместимые с mcs-51™
- •1.2 Микроконтроллеры avr серии ат90 с risc-архитектурой
- •2. Микроконтроллер aDμC812 семейства MicroConverter™ фирмы analog devices
- •3 Микроконтроллеры sx18ac/sx28ac фирмы scenix
- •4 Микроконтроллеры фирмы motorola
- •5 Микроконтроллеры семейства z8 фирмы zilog
- •6 Микроконтроллеры фирмы holtek
- •7 Рiс – микроконтроллеры фирмы microchip
- •7.1 Микроконтроллер pic16f84
- •7.1.1 Архитектура микроконтроллера pic16f84
- •7.1.2 Типы корпусов и исполнения
- •7.1.3 Назначение выводов
- •7.1.4 Регистры pic16f84
- •7.1.5 Прямая и косвенная адресация регистров
- •7.1.6 Модуль таймера/счетчика
- •7.1.7 Предварительный делитель
- •7.1.8 Регистр слова состоянияStatus
- •7.1.8.1 Программные флаги регистра слова состояния
- •7.1.8.2 Аппаратные флаги состояния
- •7.1.9 Регистр option
- •7.1.11 Организация встроенного пзу
- •7.1.12 Программный счетчик и адресация пзу
- •7.1.13 Стек и возвраты из подпрограмм
- •7.1.14 Данные в eeprom
- •7.1.15 Управление eeprom Управляющие регистры для eeprom
- •Регистры eecon1 и eecon2
- •7.1.16 Организация прерываний
- •Внешнее прерывание
- •Прерывание от переполнения счетчика/таймера
- •Прерывание от порта rb
- •Прерывание от eeprom
- •7.1.17 Регистры (порты) ввода/вывода
- •7.1.18 Использование портов ввода/вывода ra и rb Организация двунаправленных портов
- •Последовательное обращение к портам ввода/вывода
- •7.1.19 Специальные функции
- •Сторожевой таймер wdt
- •Тактовый генератор
- •Таймер сброса dtr
- •Биты конфигурации
- •Защита программы от считывания
- •Режим пониженного энергопотребления
- •7.2 Обзор команд и обозначения
- •7.2.1 Описание команд
- •7.3Технология разработки и отладки рабочих программ для омк рiс16/17
- •7.3.1 Правила записи программ на языке Ассемблера
- •Операция
- •Операнд
- •Директивы Ассемблера
- •7.3.2 Структура рабочей программы
- •7.3.3 Преобразование исходного текста рабочей программы в объектный модуль
- •7.4 Интегрированная среда разработки рабочих программ mplab для омк pic
- •7.4.1 Назначение и основные функциональные возможности mplab
- •7.4.2 Краткая характеристика основных программ Редактор mplab
- •Ассемблер mpasm
- •Компилятор mplab-c
- •Программный симулятор-отладчик mplab-sim
- •7.4.3 Главное окно средыMplab Главное меню mplab
- •МенюFile
- •МенюProject
- •МенюEdit
- •МенюDebug (отладка)
- •Меню picstart plus (меню программирования)
- •МенюOptions (параметры)
- •МенюTools
- •7.4.4 Инструментальная панельMplab
- •7.4.5 Строка состояния mplab
- •7.5 Пример разработки программы с использованием mplab
- •7.5.1 Постановка задачи и разработка алгоритма ее решения
- •7.5.2 Написание исходного текста программы
- •Раздел 2
- •8. Характеристики программируемых логических контроллеров
- •8.1. Контроллеры семейства модикон
- •8.1.1. Контроллер tsx 07 Nano
- •Варианты конфигураций
- •Импульсные выходы
- •Программное обеспечение
- •Контрольные вопросы:
- •8.1.2. Контроллер tsx Momentum Общая характеристика
- •Концепция построения
- •Архитектура tsx Momentum
- •Подключение tsx Momentum к сети Modbus Plus
- •Коммуникационный адаптер для сети Interbus
- •Коммуникационный адаптер для сети Profibus dp
- •Коммуникационный адаптер для сети fipio
- •Коммуникационный адаптер для сети Ethernet I/o
- •Базовые модули ввода – вывода
- •Заключение
- •Контрольные вопросы
- •8.1.3. Микроконтроллер tsx 37 Micro Общая характеристика
- •Базовое исполнение tsx 37-10
- •Дисплейный блок
- •Базовое исполнение tsx 37-21 и tsx 37-22
- •Источники питания
- •Коммуникационные возможности
- •Заключение
- •Контрольные вопросы
- •8.2. КонтроллерыTsxQuantum Общая характеристика
- •Источники питания
- •Модули ввода-вывода
- •Модули интерфейса Quantum
- •Заключение
- •Контрольные вопросы
- •8.3. Контроллеры Siemens
- •8.3.1. КонтроллерSimaticS7-200
- •Центральные процессоры
- •Входы и выходы контроллеров s7-200
- •Коммуникационный модуль
- •8.3.2.Контроллер Simatic s7-300
- •Центральные процессоры
- •Сигнальные модули
- •Функциональные модули
- •Коммуникационные модули
- •Заключение
- •Контрольные вопросы
- •8.3.3. Контроллер Simatic s7-400
- •Центральные процессоры
- •Модули ввода-вывода
- •Функциональные модули
- •Коммуникационные процессоры
- •Блоки питания
- •Заключение
- •Контрольные вопросы
- •Раздел 3
- •9. Разработка микропроцессорных систем железнодорожной автоматики
- •9.1. Постановка задачи
- •9.2. Характеристика входных и выходных сигналов.
- •9.3. Разработка структуры системы
- •9.4. Конфигурация цепей ввода-вывода
- •9.5. Определение необходимого количества модулей ввода-вывода
- •9.6.Принципиальные и монтажные схемы
- •Индивидуальные задания
- •10. Примеры практической реализации микропроцессорных систем
- •10.1.Микропроцессорная диспетчерская централизация
- •Объекты контроля
- •Объекты управления
- •10.2.Микропроцессорный маршрутный набор электрической централизации
- •10.2.1 Постановка задачи
- •10.2.2 Общая структура системы управления.
- •10.2.3 Расчет количества входных и выходных сигналов.
- •Расчет потребного количества выходов
- •Управление стрелкой
- •Перечень объектов контроля
- •Расчет потребного количества входов
- •Выбор конфигурации программируемого логического контроллера
- •Разработка структуры информационного взаимодействия компонентов системы
- •Программируемые контроллеры для систем управления.
- •Часть 2. Характеристики микроконтроллеров и плк
- •61052, Харьков, ул. Красноармейская, 7, тел. 24-22-98.
- •61052, Харків, вул. Червоноармійська, 7, тел. 24-22-98.
8.2. КонтроллерыTsxQuantum Общая характеристика
Контроллеры серии TSXQuantumможно отнести к классу высокопроизводительных средств автоматизации, предназначенных для решения достаточно масштабных задач. Модульная конструкция контроллера позволяет компоновать его архитектуру в соответствии с местными условиями. Процессорный модуль выполнен на базе процессора 486/586Intel. Дискретные модули ввода-вывода обеспечивают плотность до 96 каналов на модуль, а аналоговые модули до 32 каналов. Имеются модули ввода-вывода в искро- и взрывобезопасном исполнении, сетевые модули и модули позиционирования.
С 1997г начат выпуск встроенных Web– серверов дляQuantum,что позволяет использоватьEthernetв качестве локальной сети предприятия, используя ее как локальную промышленную сеть или в качестве полевой шины. Такой подход может снять остроту проблемы информационного взаимодействия между распространенными на сегодняшний день в АСУ – ТП протоколамиProfibus,Interbus(Interbus–S),WordFip,DeviceNetи другими.
Архитектура микроконтроллера состоит из блоков питания, процессорного блока, блоков ввода – вывода, коммуникационных и других блоков для расширения функциональных возможностей. Например, в TSXQuantumимеется возможность управления преобразователями электроприводов, обмена данными по сети и т.п.
Все блоки контроллера закрепляются на панелях, представляющих собой металлическую пластину с монтажной платой и разъемами. Имеется шесть вариантов конфигурации, отличающихся количеством слотов: 2, 3, 4, 6, 10, 16. Первый слот всегда занимается модулями питания, а второй – процессорным модулем. На местной монтажной панели устанавливается до 14 устройств ввода-вывода и модули сетевого интерфейса. Модули имеют индикацию рабочего состояния, а каждая клемма ввода-вывода оборудована подсветкой единичного уровня сигнала. Как и устройства ввода-вывода, процессорные модули могут меняться в зависимости от задачи.
Процессорные модули обеспечивают функционирование местных устройств ввода-вывода, удаленного УВВ и работу в распределенной структуре. Для этого в каждом CPUимеется два коммуникационных портаModbus(RS- 232) иModbusPlus(RS- 485).
Общая память в зависимости от типа процессорного модуля может быть от 256 К до 2 М. Память пользователя для программирования составляет от 8 до 64 килослов (Кслов). Выпускается четыре типа модулей CPU, отличающихся объемом памяти и производительностью. Характеристики модулей сведены в табл. 8.10.
Таблица 8.10
Основные характеристики процессорных модулей TSXQuantum
Тип модуля |
Размер ОЗУ |
Память логики пользователя Кслов |
Количество слов в сигнале, max | |||||
Локальные УВВ |
Удаленные УВВ |
Распределенные УВВ | ||||||
ввод |
вывод |
ввод |
вывод |
ввод |
вывод | |||
140 CPU 113 02 |
256 К |
8 |
64 |
64 |
64 |
64 |
500 |
500 |
140 CPU 113 03 |
512 К |
16 |
64 |
64 |
64 |
64 |
500 |
500 |
140 CPU 213 04 |
168 К |
32(64) |
64 |
64 |
64 |
64 |
500 |
500 |
140 CPU 424 02 |
2 М |
64 |
64 |
64 |
64 |
64 |
500 |
500 |
Быстродействие контроллеров серий 113 02, 113 03, 113 04 составляет 0.3-1.4 мc/K. Модуль 424 02 более высокопроизводителен, его параметры составляют соответственно 0.1-0.5 мc/K. Процессорные блоки, так же как и остальное оборудование TSX Quantum, эксплуатируются в отапливаемом помещении в диапазоне температур от 0 до 600С.
На передней панели процессорного модуля выведены 6 индикаторов работы:
Диагностика и включение питания;
Процесс запуска и обработки программы;
Активность связи по портам ModbusиModbusPlus;
Состояние памяти и защита ее от перезаписи;
Состояние батареи питания.
Каждый из перечисленных индикаторов (табл. 8.11) выдает информацию мигающим режимом. Вид неисправности определяется количеством миганий в одном цикле.
Таблица 8.11
Индикация процессорного модуля
Индикатор |
Цвет |
Режим сведения индикатора |
Ready |
Зеленый |
Закончена диагностика по включению питания |
Run |
зеленый |
Процессор включен и выполняется программа (число вспышек в цикле: 2,3,4,5,6,7,8) |
Modbus |
зеленый |
Активен порт Modbus |
Modbus Plus |
Зеленый |
Активен порт Modbus Plus |
Modbus |
Оранжевый |
Защита памяти от перезаписи |
Modbus Plus |
Красный |
Заменить батарею питания |
Каждая комбинация вспышек сигнализирует в свою очередь о возникновении одной из нескольких типов ошибок, характерных для данного индикатора. Ниже приведено количество типов ошибок, которые могут фиксироваться в 16-ричном формате по каждой из комбинаций вспышек индикатора Run:
2 вспышки – 4 типа ошибок,
3 вспышки – 6 типов ошибок,
4 вспышки – 24 типа ошибок,
5 вспышки – 2 типа ошибок,
6 вспышки – 1 тип ошибок,
7 вспышки – 2 типа ошибок,
8 вспышки – 3 типа ошибок.