
- •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.
Функциональные модули
Применяются в задачах счета импульсов, позиционирования, формирования последовательности команд и управления серводвигателями. Позиционирование может осуществляться непрерывно и дискретно. Использование функциональных модулей позволяет разгрузить центральный процессор за счет передачи части функций, связанных с выполнением конкретной задачи, в специализированный модуль.
FM350-1 интеллектуальный модуль одноканального счетчика: 32 разряда (от 0 до 32 бит) выполняет обычное, двойное или среднеквадратичное преобразование, работает с прерываниями.
FM 350-2 восьмиканальный счетчик: 32 разряда, частота 10 КГц, выполняет обычное, двойное или квадратурное преобразование, работает с прерываниями.
SM35 – модуль счета и формирования импульсов заданной длительности: 8 счетных входов и 8 дискретных выходов, суммирующий и вычитающий счет.
FM 351 – двухканальный модуль позиционирования двух независимых осей. Каждый канал имеет 4 дискретных входа для управления направлением вращения двигателя и изменения скорости вращения.
FM 352 – высокоскоростной модуль для формирования последовательности команд управления с запуском по сигналу датчика положения.
FM 353 – модуль предназначенный для управления шаговым двигателем в задачах с требованиями высокой точности и скорости позиционирования. Аналогичный модуль FM 354 обеспечивает управление серводвигателем при жестких требованиях по точности и скорости выполнения операций.
FM 357 – универсальный модуль, обеспечивает непрерывное управление движением и позиционирование до 4 электроприводов с шаговыми электродвигателями или серводвигателями.
IM178-4 – интерфейсный модуль для построения децентрализованных систем позиционирования. Позволяет подключать к ведущим сетевым контроллерам до двух систем позиционирования.
FM 355 – универсальный 4-канальный модуль для решения задач автоматического регулирования (температуры, давления, потока и других параметров).
FM 374 – модуль имитации входных сигналов. Имеет 16 переключателей для имитации входных и выходных сигналов.
Коммуникационные модули
Предназначены для организации связи с контроллерами Simatic S7, Simatic S5, другими контроллерами, а также принтерами, модемами, сканерами и другими устройствами. Конфигурирование коммуникационных модулей может быть произведено при помощи встроенных утилит языка STEP-7 либо через центральный процессор путем записи параметров настройки коммуникационного процессора в блок данных центрального процессора. Коммуникационные модули обеспечивают работу Simatic S7-300 в сети Profibus-DP, Profibus-FMS, Industrial, Ethernet, а также по AS-интерфейсу.
CP 342-2 – коммуникационный процессор для работы по AS-интерфейсу с выполнением функции ведущего сетевого устройства. Обеспечивается доступ к 248 двухпозиционным объектам управления. Может работать в двух режимах: стандартном без вызова ведущего устройства и в расширенном, при котором ведомые устройства имеют возможность обращения к ведущему.
CP 342-5 – модуль, обеспечивающий работу контроллера в сети Profibus-DP с функциями:
работа контроллера Simatic S7-300 в качестве ведомого или ведущего сетевого устройства;
работа станций распределенного ввода-вывода ET-200M в качестве ведомых сетевых устройств;
связь с системами человеко-машинного интерфейса.
CP 343-1 – модуль, предназначенный для подключения контроллера к сети Industrial Ethernet. Модуль имеет собственный процессор, обеспечивает поддержку:
интерфейса приемопередатчика с простой и оптимизированной передачей данных объемом до 8 Кбайт;
организацию связи между S7-300 (только сервер), S7-400 (сервер и клиент) и устройствами человеко-машинного интерфейса.
Коммуникационный модуль CP 343-1TCP работает в сети Industrial Ethernet со стандартом TCP/IP.
CP 343-5 предназначен для подключения контроллеров Simatic S7-300 к сети Profibus-FMS, обеспечивая:
связь с контроллерами Simatic S7;
связь с программаторами и устройствами человеко-машинного интерфейса;
связь с контроллерами Simatic S5.
Сервисные функции: запись и чтение переменных, поддержка доступа к переменным, поддержка широковещательных сообщений, идентификация партнера по запросу с определением его состояния.
Интерфейсные модули IM361 и IM365. Применяются для построения многоуровневых систем с процессорами CPU314 и более мощными. МодульIM365 позволяет организовать связь между центральной стойкой и одной стойкой расширения (рис. 8.43).
Рис. 8.43. Организация связи между центральной стойкой и стойками расширения
Модули IM361 позволяют создавать конфигурации с центральной стойкой и тремя стойками расширения. Питание стоек расширения поступает от центральной стойки. Стойки расширения не имеют связи с коммуникационной шиной, поэтому в них нельзя устанавливать процессорные и функциональные модулиFM353,FM354,FM355,FM-NC. В каждой стойке может быть установлено до 8 модулей.
Блоки питания PS307 обеспечивают функционированиеS7-300 от сети 120/230 В. Модули имеют электронную защиту от короткого замыкания (табл. 8.22).
Модуль питания устанавливается на стойку под номером 1. Справа от него монтируется центральный процессор, затем модуль расширения IM, далее сигнальные либо функциональные модули.
Таблица 8.22.
Параметры блоков питания
Параметры |
PS307-1B |
PS 307-1E |
PS 307-1K |
Входное напряжение |
~120/230 В |
~120/230 В |
~120/230 В |
Допустимый перерыв питания |
20 мс |
20 мс |
20 мс |
Потребляемый ток при ~230В |
0.5 А |
1 А |
1.7 А |
Ток К.З. |
20 А |
45 А |
65 А |
Выходной ток |
2 А |
5 А |
10 А |
Выходное напряжение |
24 В |
24 В |
24 В |