
- •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.
Объекты управления
Светофоры: 1 светофор – 1 выход. Управление пригласительным огнем для входных светофоров не предусматриваем.
nсв=nвых+nвх+nман+nк;
nсв=7+4+18+4=33 выхода.
Примечание: кнопки для определения конца маршрутов приема nкпри отсутствии на этом пути поездного светофора также учитываются. Например, первый путь специализирован по нечетному приему и не имеет выходного светофора Ч1, однако кнопка конца нечетного маршрута приема на этот путь имеется.
Таблица 10.7
Команды управления стрелками
Стрелки. Состояния: | |
Перевод в плюсовое положение |
1 вход |
Перевод в минусовое положение |
1 вход |
Для управления стрелками на станции необходимо: nстр=12*2=24
Предусмотрим также выходы для:
Отмены маршрута – 1
Искусственного размыкания изолированных секций – 16+1=17 (берется по числу секций + 1 для групповой кнопки)
Включения разъединителей в четной и нечетной горловине – 2 выхода.
Итого, общее число дискретных выходов составляет: 33+24+17+2=76 выходов.
Параметры входных сигналов:
Характер сигнала – дискретные;
Напряжение 24В переменного тока (для ламп пульта) и 24В постоянного тока для схем ЭЦ.
Примечание: при использовании модулей ввода постоянного тока целесообразно каждую входную цепь оборудовать выпрямителем со сглаживающим конденсатором (рис. 10.3). Более предпочтительно применять модули переменного тока, либо снимать информацию с контактов соответствующих реле.
Рис. 10.3
Параметры выходных сигналов определяются характером нагрузок, в качестве которых, как было оговорено, используются обмотки реле схем централизации и блокировки.
Определим значение тока для наиболее мощной нагрузки, какой является низкоомная обмотка кнопочного реле сопротивлением 31 Ом (по типовому альбому ЭЦ 12-83 для промежуточных станций). В расчете примем максимально возможное значение источника питания постоянного тока 32В, тогда с учетом этого, модуль вывода должен обеспечивать коммутацию индуктивной нагрузки с током не меньше 1А. Выход контроллера должен выдавать +24В, поскольку в действующей схеме от кнопки, параллельно которой подключен выход ПЛК, подается +24В на обмотку реле КН (рис. 10.4).
Определим потребное количество модулей ввода-вывода и функциональных модулей применительно к контроллеру SimaticS7-300. Для контроля состояния объектов выбираем модуль ввода дискретных сигналовSM321 7BH00-OABO.
Рис. 10.4
Основные параметры:
Питание модуля 24 В постоянного тока;
Питание внешних цепей 24 В постоянного тока;
Количество входов – 16;
Изоляция между входами отсутствует (это означает, что все входные цепи получают питание от одного источника =24 В);
Уровни логических сигналов: “1” – 15–30 В,
“0” – (–3…+5 В);
Входной ток 7 мА;
Имеется диагностика, есть возможность работы с прерыванием.
Необходимое количество модулей SM321 определяется из выражения:
Nвв=nоб/ nн,
где: nоб– общее число дискретных сигналов;
nн=16 – нормативное количество входов для одного модуля.
Тогда число модулей ввода составит:
Nвв=138/16=9 модулей ввода.
По заданным параметрам выходных сигналов выбираем дискретный модуль вывода типа SM322IBE01-OAAO.
Параметры модуля:
Тип модуля – электронный;
Напряжение питания модуля – 24 В постоянного тока;
Количество выходов – 8;
Количество выходов в группе – 4;
Выходной ток для одной цепи – 2 А;
Защита от короткого замыкания – электронная.
Определим потребное количество модулей вывода, которое рассчитывается аналогично модулям ввода.
Nвыв=76/8=10 модулей вывода.
Общее число модулей ввода-вывода составляет: 9+10=19 модулей. Количество субблоков для размещения этих модулей определяем из расчета, что в одном можно установить до 7 модулей, тогда:
Nсуб=19/ 7=3 субблока.
В первом устанавливается процессорный модуль и модуль IM361 для подключения каркасов расширения, в каждом из которых на первом месте также устанавливаем модульIM361. Выбор именно этого типа обусловлен тем, что количество блоков расширения, подключаемых к основному блоку, превышает один блок расширения.
В связи с наличием блоков расширения ввода-вывода выбираем процессорный модуль CPU314, который также позволяет подключать ПЭВМ. Для информационного взаимодействия с другими АСУ в центральном блоке предусматриваем установку коммуникационного модуля. Его тип определяется исходя из специфики существующей системы информационного обмена в АСУ верхнего уровня (рис. 10.5).
Рис. 10.5. Структура микропроцессорной диспетчерской централизации