- •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.
Заключение
Контроллер Simatic C7-400 представляет собой достаточно мощный многофункциональный ПЛК для решения сложных и объемных задач автоматизации.
Simatic C7-400 выполнен в виде модульной конструкции, состоящей из: модулей питания, процессоров, устройств ввода-вывода, функциональных и коммуникационных модулей и т. п.
Наличие широкого диапазона функциональных модулей позволяет создавать на базе S7-400 практически готовые системы управления и регулирования не требующие дополнительных схем увязки с датчиками и исполнительными устройствами.
Имеется возможность расширения возможностей Simatic C7-400 с приданием ему свойств ПЭВМ при подключении модуля управления компьютером.
Коммуникационные возможности S7-400 позволяют обеспечить высокоскоростной обмен данными с различными периферийными устройствами и работу в компьютерных сетях.
Контрольные вопросы
Simatic C7-400 предназначен для решения крупных задач, чем это обеспечивается?
Перечислите основные модули S7-400, указав их назначение.
Зачем для одного контроллера выпускается несколько типов процессорных блоков?
Охарактеризуйте принципы построения систем с повышенной надежностью или безопасностью на базе S7-400.
Дайте характеристики сигнальных модулей по вводу и выводу.
Какими возможностями по управлению обладают функциональные модули, почему производитель утверждает что с их помощью можно создать почти готовые системы управления?
При решении каких задач в системах железнодорожной автоматики могут использоваться функциональные модули, приведите примеры.
Какие возможности в системах управления на базе Simatic C7-400 дает применение коммуникационных процессоров?
При решении каких задач в системах железнодорожной автоматики могут использоваться коммуникационные процессоры Simatic C7-400?
Как подключить к Simatic C7-400 ПЭВМ, принтер или сканер?
Раздел 3
ВВОДНЫЕ ЗАМЕЧАНИЯ
При разработке релейных систем и систем на дискретных элементах с непрограммируемой логикой все функции реализовывались аппаратно. Для реализации конкретной задачи управления необходимо было разработать соответствующую схему.
В микропроцессорных системах большая часть функций реализуется программно. Один и тот же контроллер может быть установлен в горочной централизации, устройствах обнаружения греющихся букс и переездной сигнализации. При этом он естественно будет выполнять разные функции, в силу особенностей условий эксплуатации в каждом отдельном случае будут выставляться специфические требования по надежности и безопасности.
9. Разработка микропроцессорных систем железнодорожной автоматики
9.1. Постановка задачи
Все требования заказчика разрабатываемого устройства записываются в техническом задании (ТЗ).
В ТЗ отражаются все основополагающие моменты разработки. Техническое задание должно дать ответы на вопросы:
Для чего разрабатывается устройство или система?
Что даст разработка?
Какими свойствами будет обладать новое устройство?
Какие у него должны быть параметры и т. д.
Естественно, что одному человеку не под силу выполнить весь объем работ по созданию системы управления, для этого необходим коллектив специалистов. Поэтому отметим основные этапы разработки, не углубляясь в детали.
ЭТАП 1. На первом этапе необходимо решить следующие принципиальные вопросы:
Какова цель разработки?
Какие задачи вытекают из поставленной цели?
Функции предлагаемой системы или устройства;
Требования по надежности и безопасности;
Прочие требования.
Цель разработки должна ставится наиболее обще, без привязки к конкретным техническим средствам. Например, при создании микропроцессорной централизации целями могут быть: повышение безопасности движения, снижение эксплуатационных расходов, улучшение условий труда работников станции и т. п. Как правило, в реальных разработках ставится несколько взаимосвязанных целей. Для достижения намеченных целей ставятся задачи. Так, поставленные выше цели могут быть достигнуты при внедрении микропроцессорной централизации, что может являться задачей разработки. После определения целей и задач необходимо описать функции системы, разделив их на управляющие, контрольные и сервисные. Начинают с тех функций, которые выполняются в существующих системах (аналогах), а затем наращивают их новыми. Внося ту или иную новую функцию системы, решают вопросы ее технической реализации, отдельные из них могут привести к изменению структуры системы.
Требования по надежности и безопасности являются очень ответственными и достаточно сложными. Для этого необходимо знать и руководствоваться специальными нормативными документами.
Для упрощения задачи можно условно разделить системы автоматики на те, которые непосредственно обеспечивают безопасность и не связанные с обеспечением безопасности. Однако следует отметить, что если даже система непосредственно обеспечивает безопасность движения поездов, то это вовсе не исключает существования в ней отдельных частей не связанных с этой функцией, либо связанных частично. В качестве иллюстрации к последнему утверждению можно привести схемы наборной и исполнительной группы.