
- •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.
Модули ввода-вывода
Модули ввода-вывода аналоговых и дискретных сигналов, перекрывают весь диапазон рабочих напряжений от 24 В до 220 В с максимальной коммутируемой мощностью до 50 Вт. Количество цепей, подключаемых к модулю – до 32. Напряжение питания модулей 24 В постоянного тока и 120/220 В переменного тока. На лицевых панелях модулей установлены зеленые светодиоды для индикации состояния входов-выходов и красные для выдачи информации о возможных неисправностях во внутренних и внешних цепях. Подключение нагрузок и датчиков производится при помощи фронтальных соединителей, это позволяет менять модуль без демонтажа цепей.
Модули ввода дискретных сигналов имеют изоляцию по группам 8, 4 и полностью изолированные. Аналоговые модули ввода обеспечивают преобразование входных сигналов напряжением 250 мВ,500 мВ,1…5 В,10 В. Имеется возможность подключения термометров сопротивления, термопар. Модули вывода также обеспечивают гальваническую развязку цепей: полную, по две и четыре нагрузки от источника. Наибольшей мощностью выходных цепей до 50 Вт обладают релейные модули. Аналоговые выходы формируют сигналы10В, 0…10 В, 1…5 В,20 мА, 0…20 мА.
Модули ввода дискретных сигналов имеют 7 типов:
SM421. Модуль ввода дискретных сигналов, оптическая изоляция, 32 дискретных входа =24 В.
SM421. Модуль ввода дискретных сигналов, оптическая изоляция, 32 дискретных входа ~120 В.
SM421. Модуль ввода дискретных сигналов, оптическая изоляция, 16 дискретных входов~120/230 В.
SM421. Модуль ввода дискретных сигналов, оптическая изоляция, 16 дискретных входов ~120/230B, поIEC1132-2 тип 2.
SM421. Модуль ввода дискретных сигналов, оптическая изоляция, 16 дискретных входов ~120 В, с одной общей точкой.
SM421. Модуль ввода дискретных сигналов, оптическая изоляция, 16 дискретных входов =24 В, задержка распространения входного сигнала 0.1 мс, сигнал тревоги, диагностика.
SM421. Модуль ввода дискретных сигналов, оптическая изоляция, 16 дискретных входов 24…60 В, сигнал тревоги, диагностика.
Параметры некоторых из приведенного перечня модулей сведены в таблицу 8.24.
Таблица 8.24
Характеристики модулей ввода дискретных сигналов
Параметры |
1BL00-OAAO |
1ELOO-OAAO |
1FH00-OAAO |
1FH20-OAAO |
Количество входов |
32 |
32 |
16 |
16 |
Количество входов в группе |
32 |
8 |
4 |
4 |
Изоляция |
есть |
есть |
есть |
Есть |
Напряжение питания модуля |
=24 В (20.4…28.8 В) |
– |
– |
– |
Напряжение питания входов |
=24 В |
120 В |
120/ 230 D |
120/ 230 В |
Входное напряжение: |
|
|
|
|
|
11…30 В |
~79…132 В/ =80…132 В |
~79…264 В/ =80…264 В |
~79…264 В/ =80…264 В |
|
-3…=5 В |
0…20 В |
0…40 В |
0…40 В |
Таблица 8.24 (продолжение)
Входной ток: |
|
|
|
|
|
6…8 мА |
2…5 мА |
2…5 мА |
10 мА/ ~120 B 1.8 mA/ =120 B 14 mA/ ~230 B 2.0 mA/ =230B |
|
– |
– |
– |
0…6 mA(~ток) 0…2 mA(=ток) |
Частота переменного тока |
– |
47…63 Гц |
47…63 Гц |
47…63 Гц |
Задержка распространения входного сигнала |
3 мс |
10/ 20 мс |
10/ 20 мс |
Не менее 25 мс |
Подключение датчиков BERO: |
Возможно |
Возможно |
Возможно |
Возможно |
|
2.5 мА |
1 мА |
1 мА |
5 мА |
Длина входной линии: |
|
|
|
|
|
До 600 м |
До 600 м |
До 600 м |
До 600 м |
|
До 1000 м |
До 1000 м |
До 1000 м |
До 1000 м |
Потребляемый ток: |
|
|
|
|
|
30 мА |
100 мА |
100 мА |
80 мА |
|
30 А |
– |
– |
– |
Потребляемая мощность |
6 Вт |
16 Вт |
19 Вт |
12 Вт |
Испытательное напряжение |
=500 В |
~1500 В |
~1500 В |
~1500 В |
Габариты |
25 х 290 х 210 мм |
25 х 290 х 210 мм |
25 х 290 х 210 мм |
25 х 290 х 210 мм |
Масса |
0.6 кг |
0.6 кг |
0.65 кг |
0.65 кг |
Модули ввода аналоговых сигналов предназначены для аналого-цифрового преобразования входных сигналов контроллера. На лицевых панелях модулей установлены фронтальные соединители с механической кодировкой для исключения ошибок при установке. В комплект
Simatic S7-400 входит 7 типов аналоговых модулей:
SM431. Модуль ввода аналоговых сигналов, без гальванической изоляции, 16 входов, 10 В, 20 мА, 4…20 мА, разрешение до 13 бит, 20 мс на обновление данных;
SM431. Модуль ввода аналоговых сигналов, оптическая изоляция, 8 входов, измерение напряжения (силы тока) сопротивления, разрешение 13 бит;
SM431. Модуль ввода аналоговых сигналов, оптическая изоляция, 8 входов, измерение напряжения (силы тока) сопротивленияPt100, разрешение 14 бит;
SM431. Модуль ввода аналоговых сигналов, оптическая изоляция, 8 входов, измерение напряжения (силы тока) сопротивления, разрешение 14 бит, время сканирования 0,416 мс;
SM431. Модуль ввода аналоговых сигналов, оптическая изоляция, 8 входов, измерение напряжения (силы тока) термопар, разрешение 16 бит, с 1 общей точкой, диагностика, сигнал тревоги, 20 мс на обновление данных;
SM431. Модуль ввода аналоговых сигналов, оптическая изоляция, 8 входов, измерение сопротивления (Pt100,Ni100), разрешение 16 бит, диагностика, сигнал тревоги, 20 мс на обновление данных.
Модули могут настраиваться на работу с разрешающей способностью от 13 до 16 бит. Имеют различные пределы измерений входных сигналов, формирование запросов на прерывание при достижении предельных значений входных сигналов. Модули доступны для диагностики. В табл. 8.25 представлены характеристики отдельных модулей.
Модули вывода дискретных сигналов предназначены для преобразования внутренних логических сигналов контроллера в его выходные дискретные сигналы. На лицевых панелях модулей установлены зеленые светодиоды, индицирующие состояние выходных цепей; красный светодиод для индикации внутренних и внешних отказов и ошибок, индикации перегорания предохранителя, в 6ES7 422-1FF и –1FH расположена защитная крышка, на которую наносится маркировка входных цепей. В табл. 8.26 приведены данные наиболее часто используемых модулей.
Таблица 8.25
Характеристика модулей ввода аналоговых сигналов
Параметры |
1HH00-OABO |
1KF00-OABO |
1KF10-OABO |
1KF20-OABO |
Количество входов |
|
|
|
|
|
16 |
8 |
8 |
8 |
|
– |
4 |
4 |
4 |
Напряжение питания модуля |
=24 В |
– |
=24 В |
=24 В |
Защита от переполюсовки сигнала |
есть |
– |
есть |
Есть |
Параметры входных сигналов: |
|
|
|
|
Таблица 8.25 (продолжение)
|
1В/ 10 Мом 1…5В/ 10 Мом |
1В/20 кОм 10В/200кОм 1…5В/ 200 кОм |
80 мВ/ 1 МОм 250 мВ/ 1 МОм 500 мВ/ 1 МОм 1 В/ 1 МОм 2.5 В/ 1 МОм 5 В/ 1 МОм 10 В/ 1 МОм 1…5 В/ 1 Мом |
1 В/ 10 МОм 1…5 В/ 10 МОм 10В/ 100 кОм
|
|
0…20 мА/50 Ом 4…20 мА/50 Ом |
20 мА/ 80 Ом 4…20 мА/80 Ом |
0…20 мА/50 Ом 4…20 мА/50 Ом |
20 мА/ 50 Ом 4…20 мА/50 Ом |
|
|
0…600 Ом |
0…48 Ом 0…150 Ом 0…30 Ом 0…600 Ом 0…6000 Ом |
0…600 Ом |
Максимальное входное напряжение |
20 В |
50 В |
18 В |
18 В |
Максимальный входной ток |
40 мА |
50 мА |
40 мА |
54 мА |
Типы термопар |
– |
– |
B, R, S, T, E, J, K, N, U, L |
– |
Типы термометров сопротивления |
– |
– |
Pt100, 200, 500, 1000, Ni100 |
– |
Температурная компенсация: |
|
|
|
|
|
– |
– |
– |
– |
|
– |
возможна |
– |
– |
|
|
возможна |
– |
– |
|
|
возможна |
– |
– |
Время преобразования на канал: |
|
|
|
|
|
16.7 или 20 мс |
16.7 или 20 мс |
16.7/ 20 мс |
– |
|
55 или 65 мс |
23 или 25 мс |
20.1/ 23.5 мс |
52 мс |
|
– |
– |
40.2/ 47 мс |
– |
|
– |
– |
4.3 мс |
– |
Таблица 8.25 (продолжение)
|
– |
– |
5.5 мс |
– |
Разрешающая способность |
12 бит + знак=13 бит |
13 бит |
14 бит |
14 бит |
Рабочая ошибка преобразования |
0.65% 1% (1…5 В) |
1.25% |
0.5% |
0.9% |
Основная ошибка преобразования при 250С |
0.25% 0.5% (1…5В) |
0.8% |
0.3% |
0.75% |
Длина экранированной линии |
До 200 м (до 50 м для входов 80мВ) |
До 200 м (до 50 м для входов 80мВ) |
До 200 м (до 50 м для входов 80мВ) |
До 200 м (до 50 м для входов 80мВ) |
Потребляемый ток: |
|
|
|
|
|
700 мА |
1000 мА |
1000 мА |
1000 мА |
|
400 мА |
400 мА |
400 мА |
400 мА |
Потребляемая мощность |
4.5 Вт |
5 Вт |
5 Вт |
5 Вт |
Габариты |
25 х 290 х 210 мм |
25 х 290 х 210 мм |
25 х 290 х 210 мм |
25 х 290 х 210 мм |
Масса |
0.65 кг |
0.65 кг |
0.65 кг |
0.65 кг |
Таблица 8.26
Характеристики модулей вывода дискретных сигналов SM422
Параметры |
1BH10-OAAO |
5EH10-OAAO |
1BL00-OAAO |
7BL00-OAAO |
Количество выходов |
16 |
16 |
32 |
32 |
Количество выходов в группе |
8 |
8 |
32 |
8 |
Изоляция |
есть |
есть |
есть |
есть |
Формирование сигналов тревоги |
– |
Диагностические |
– |
Диагностические |
Диагностика |
– |
Внешних и внутрених цепей |
– |
Внешних и внутрених цепей |
Напряжение питания модуля L |
= 24 В (20.4…28,8 В) |
= 20…125 В (20…138 В) |
= 24 В (20.4…28.8 В) |
= 24 В (20.4…28.8 В) |
Выходное напряжение:
|
L+ - 0.5 В |
L+ - 0.1 В |
L+ - 0.3 В |
L+ - 0.8 В |
Таблица 8.26 (продолжение)
Входной ток: |
|
|
|
|
|
2 А (5 мА…2.4 А) |
1.5 А (5 мА…1.5 А) |
0.5 А (5 мА…0.6 А) |
0.5 А (5 мА…0.6 А) |
|
0.5 мА |
10 мА |
0.3 мА |
0.5 мА |
Максимальный выходной ток при 600С |
2 А на 2 выхода |
8 А на модуль |
2 А на 8 выходов |
2 А |
Ламповая нагрузка |
До 100 Вт |
До 8 Вт |
До 5 Вт |
До 5 Вт |
Частота переключений: |
|
|
|
|
|
100 Гц |
100 Гц |
100 Гц |
100 Гц |
|
0.1 Гц |
0.1 Гц |
0.5 Гц |
2 Гц |
|
100 Гц |
100 Гц |
100 Гц |
2 Гц |
Защита от коротких замыканий |
Электронная |
Электронная |
Электронная |
Электронная |
Длина входной линии: |
|
|
|
|
|
До 600 м |
До 600 м |
До 600 м |
До 600 м |
|
До 1000 м |
До 1000 м |
До 1000 м |
До 1000 м |
Поддержка прерываний |
Нет |
Есть |
Нет |
Есть |
Потребляемый ток: |
|
|
|
|
|
160 мА |
700 мА |
200 мА |
200 мА |
|
30 мА |
30 мА |
30 мА |
120 мА |
Потребляемая мощность |
7 Вт |
10 Вт |
4 Вт |
8 Вт |
Испытательное напряжение |
=500 В |
=500 В |
=500 В |
=500 В |
Габариты, мм |
25 х290 х 210 |
25 х290 х 210 |
25 х290 х 210 |
25 х290 х 210 |
Масса |
0.6 кг |
0.8 кг |
0.6 кг |
0.6 кг |