- •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.
Контрольные вопросы
Укажите основные особенности Quantumпо сравнению с микроконтроллерамиMicro,Nano,Momentum.
Охарактеризуйте основные модули Quantumместной панели.
В каких случаях устанавливается один или два модуля питания Quantum?
Каковы коммуникационные возможности CPU Quantum?
Зачем производитель выпускает несколько модификаций процессорных модулей?
Выберите необходимые модули и подключите к ним:
электрическую лампу 100 Вт в сети переменного тока 220 В и постоянного тока 110 В;
проконтролируйте горение лампы в обоих случаях.
Какую функцию в конфигурации Quantumвыполняют модулиRIO, как можно организовать управление без них? Почему использованиеRIOболее эффективно?
Что дает использование модулей NOM, поясните на примере.
При разработке микропроцессорного маршрутного набора решено установить модули УВВ на каждом из 17 стативов. Изобразите конфигурацию Quantum для этой задачи. Подумайте, как подключить ПЭВМ, если оба связевых порта CPU уже задействованы. Что делать?
8.3. Контроллеры Siemens
8.3.1. КонтроллерSimaticS7-200
Программируемые логические контроллеры S7-200 обеспечивают решение несложных задач автоматизации производственных процессов. Контроллер представляет собой монолитный корпус с разъемами для подключения внешних цепей (рис. 8.36) и индикацией состояния входов-выходов. Отдельные конструкции могут дополняться модулями расширения ввода-вывода, которые подключаются к процессорному блоку через шинный модуль или специальные разъемы. Применение модулей расширения позволяет наращивать емкость системы управления. Выпускается восемь типов блоков центральных процессоров. Для питания входных и выходных цепей имеется встроенный блок питания 24В постоянного тока. Все центральные процессорные блоки, за исключениемCPU210 иCPU221, позволяют подключать модули расширения ввода-вывода.
Рис. 8.36. Конструкция контроллера SimaticS7-200
Контроллер имеет скоростные счетчики внешних событий, быстродействующие входы, шесть внешних прерываний, выходы широтно-импульсной модуляции, потенциометры аналогового задания параметров. Отдельные модели оборудуются часами реального времени.
Встроенный интерфейс PS 485 обеспечивает работу в двух режимах:
сканирующим PPI(точка к точке) проверяется состояние до 31 ПЛК по двухпроводной линии связи со скоростью до 19.2 Кбит/с, а в моделиCPU22Х – 187.5 Кбит/с (рис. 8.37);
скоростной свободно программируемый интерфейс обеспечивает реализацию протоколов связи Modbus,ASC11 и других со скоростью до 38.4 Кбит/с;
сканирующие соединения могут быть установлены с программаторами, ПЭВМ, тестовыми дисплеями, панелями операторов и другими контроллерами SimaticS7-200.
Рис. 8.37. Подключение S7-200кPPIсети
Отдельные контроллеры (CPU214,CPU215,CPU216) могут обеспечивать обмен данными поMPIинтерфейсу со скоростью передачи информации до 19.2 Кбит/с, а модернизированная версияCPU22xдо 185.5 Кбит/с. В этой сети контроллерS7-200 может работать только как ведомый (рис. 8.38).
Рис. 8.38. ПодключениеS7-200кМPIсети
Контроллеры S7-200имеют возможность работать в сетиProfibus-DPсо скоростью обмена данными до 12 Мбит/с. Такую возможность имеет контроллерCPU215 со встроенным интерфейсомProfibus-DP, остальные типы подключаются к сети при помощи коммуникационного модуляCP242-8. Указанные возможности позволяют использовать семействоS7-200 в системах управления с реальным временем.
Модели CPU214,CPU215,CPU216 кроме традиционных возможностей обеспечивают выполнение операций с плавающей запятой и поддерживают алгоритм ПИД регулирования. В целом, семейство контроллеров S7-200, по утверждению разработчиков, позволяет реализовать следующий перечень функций:
Счет;
Обработка прерываний (по остановке, по времени, по прерываням связи);
Прямое сканирование входов и выходов;
Парольный доступ (полная защита, только чтение, полный доступ);
Установка значений входных сигналов;
Отладка и диагностика.
Программирование CPU 210 производится путем установки картриджа EEPROM памяти MC 291 с программой. Для занесения программы в картридж необходимо иметь программирующую систему PDS 210.