- •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.
Центральные процессоры
В контроллере S7-400 может использоваться 9 типов процессорных блоков, отличающихся производительностью и набором функций. Они имеют батарею в модуле питания, либо внешнюю батарею для защиты данных при перерыве питания. Язык программированияSTEP-7, программа – линейная разветвленная. Типовые программные блоки: организационные (ОВ), функциональные (FB), функций (FC), данных (DB), системные функциональные (SFC), системные функции (SFB). Количество уровней вложения – до 16 на выполняемую программу.
Набор инструкций: логические, адресации результата, скобочные команды, сохранения, счета, загрузки, преобразования, сдвига и т. д.
Системные функции: маскируемые прерывания, копирование данных, диагностика, устранение ошибок, прерывания, сигнальные и некоторые другие.
Скорость передачи по MPIинтерфейсу 187.5 Кбит/с. Расстояние 50 м без повторителей, 1100 м и 9100 м с двумя и десятью повторителями соответственно, по ВОЛС до 23.8 км.
Напряжение питания =5 В, =24 В.
CPU412-1 – наиболее простой и дешевый процессорный блок для небольших систем и задач средней сложности.
CPU 413-1 – центральный процессор для задач средней сложности. Может использоваться при решении достаточно объемных задач автоматизации производства.
CPU 413-2-DP – модуль, имеющий характеристики близкие к CPU 413-1. Ориентирован на задачи средней сложности для крупных установок. Имеет встроенный интерфейс Profibus-DP.
CPU414-1,CPU414-2DP– центральные процессоры для больших установок, где необходимо расширенное программирование. Имеется возможность скоростного выполнения функций, что актуально для систем диагностики и обеспечения безопасности. МодельCPU414-2DPоборудована встроенным интерфейсомProfibus-DP.
CPU416-1,CPU416-2DP– используются для решения крупных задач высокой сложности.CPU416-2DPимеет встроенный интерфейсProfibus-DP.
CPU 417-4 – рекомендуется для крупных установок с расширенным программированием и скоростного выполнения инструкций. Оборудован четырмя встроенными интерфейсами Profibus-DP.
CPU 417-4Н – может использоваться для построения отказоустойчивых систем S7-400H. Оснащен двумя встроенными интерфейсами Profibus-DP и двумя интерфейсами для подключения субмодулей синхронизации.
Более подробные характеристики двух последних процессорных модулей приведены в табл. 8.23.
Таблица 8.23
Характеристики центральных процессоров CPU417
|
Параметры |
CPU417-4 |
CPU417-4H |
|
Объем встроенного ОЗУ |
4 Мбайт с расширением до 20 Мбайт |
4 Мбайт с расширением до 20 Мбайт |
|
Объем загружаемой памяти |
|
|
|
256 Кбайт RAM |
256 Кбайт RAM |
|
64 Мбайт (карта) |
64 Мбайт (карта) |
|
Количество блоков (FB/FC/DB) |
6144/6144/8192 |
6144/6144/8192 |
|
Организационные блоки: |
|
|
|
ОВ1 |
ОВ1 |
|
ОВ10…17 |
ОВ10…17 |
|
ОВ20…23 |
ОВ20…23 |
|
ОВ30…38 |
ОВ30…38 |
|
ОВ40…47 |
ОВ40…47 |
|
ОВ60 |
|
|
ОВ90 |
|
|
ОВ100…102 |
ОВ100…102 |
|
ОВ80…87 |
ОВ70, 72, 80…87 |
|
ОВ121, 122 |
ОВ121, 122 |
|
Время выполнения: |
|
|
|
0.1 мкс |
0.1 мкс |
|
0.1 мкс |
0.1 мкс |
|
0.1 мкс |
0.1 мкс |
|
0.48 мкс |
0.48 мкс |
|
16384 |
16384 |
|
512 |
512 |
|
512 |
512 |
|
MPIинтерфейс: |
| |
|
32 (программаторы, ПЭВМ, панели операторов, S7-300,S7-400, процессоры с 64активными соединениями) | |
|
64 байта на сообщение, до 16 передавае мых и до 32 принимаемых сообщений | |
|
64 | |
|
до 12 Мбит/с (не более 100 м) | |
|
Адресное пространство ввода-вывода |
16/16 Кбайт |
16/16 Кбайт |
|
Область отображения ввода-вывода |
1024/1024 байт |
1024/1024 байт |
Таблица 8.23 (продолжение)
|
Количество дискретных входов-выходов |
12288 каналов |
12288 каналов |
|
Количество аналоговых входов-выходов |
8192 канала |
8192 канала |
|
Количество стоек расширения ввода-вывода централизованной конфигурации |
22 |
22 |
|
Количество DPлиний на центральный процессор (встроенный интерфейс/IMилиCP) |
4/10 |
2/10 |
|
Количество DPлиний на ПЛК (встроенный интерфейс/IMилиCP) |
125/96/125 |
125/96/125 |
|
Адресное пространство на DPстанцию |
244 байт |
244 байт |
|
Модулей на ET200М |
8 |
8 |
|
Встроенных DPсоединителей |
1…4 |
1 (ведущий) |
|
Потребляемый ток (5В/24В) |
1.8 А/ 0.3 А |
2.0 А/ 0.3 А |
|
Потребляемая мощность |
10 Вт |
15,5Вт |
|
Габариты |
50 х 290 х210 мм |
50 х 290 х 210 мм |
|
Масса: |
|
|
|
1.15 кг |
1.07 кг |
|
0.08 кг |
0.08 кг |
|
Количество модулей: |
|
|
|
94 |
94 |
|
94 |
94 |
|
есть |
есть |
|
Программно управляемых циклов |
1024 |
1024 |