- •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.
Расчет потребного количества входов
В данной системе не используются 7 и 8 цепи исполнительной группы БМРЦ (цепи индикации), поскольку отсутствует остовной пульт. Эти цепи будут использоваться для подключения входов, причем в них будет подаваться 24В постоянного тока, так как напряжение ~24В, обычно используемое в цепях индикации, является нестандартным для ПЛК. Количество входов на один объект берется исходя из действующих схем сигнализации, централизации и блокировки (рис. 10.14). На данном этапе не важно, какие блоки ввода будут использоваться, а необходимо лишь знать количество входных цепей.
Рис. 10.14. Схемы подключения входов в цепи индикации
Таблица 10.12
Определение необходимого количества входов
№ п/п |
Тип объекта контроля |
Кол-во, шт. |
Наименование объектов контроля данного типа |
Кол-во входов на один объект контроля, шт. |
Общее кол-во входов |
1 |
Стрелки |
11 |
1, 3, 5, 7, 9/11, 13/15, 17 |
2 |
22 |
2 |
Бесстрелочные участки пути в горловинах станции |
4 |
НП, ЧП, 4УП, 6УП |
2 |
8 |
3 |
Стрелочные участки пути в горловинах станции |
8 |
1-3СП, 5СП, 7-17СП, 9-15СП, 11-13СП, 2-6СП, 8-12СП, 4-10СП |
2 |
16 |
4 |
Приемоотправочные пути |
5 |
1П, 2П, 3П, 4П, 5П |
2 |
10 |
5 |
Участки удаления-приближения |
4 |
Н1ПУ, Н2ПУ, Ч1ПУ, Ч2ПУ |
1 |
4 |
6 |
Входные светофоры |
2 |
Н, Ч |
4 |
8 |
7 |
Выходные и маршрутные светофоры |
10 |
Н1, Н2, Н3, Н4, Н5, Ч1, Ч2, Ч3, Ч4, Ч5 |
2 |
20 |
8 |
Mаневровые светофоры |
7 |
М1, М3, М5, М7, М2, М4, М6 |
1 |
7 |
9 |
Отмена |
4 |
ОГ, ОС, ОП, ОМ |
1 |
4 |
10 |
Искусственное размыкание |
1 |
ИР |
1 |
1 |
11 |
Установка маршрута |
4 |
Н, Ч, НМ, ЧМ |
1 |
4 |
12 |
Фидера |
2 |
1Ф, 2Ф |
1 |
2 |
13 |
Контроль занятости перегона |
2 |
ЧКП, НКП |
2 |
4 |
14 |
Направление движения на перегоне |
4 |
ЧП, НП, ЧО, НО |
1 |
4 |
15 |
Двойное снижение напряжения |
1 |
ДСН |
1 |
1 |
16 |
Контроль перегорания предохранителей |
1 |
КПА |
1 |
1 |
Таблица 10.12 (продолжение)
17 |
Mакет стрелки |
1 |
МАКЕТ |
3 |
3 |
18 |
Режим сигналов День-Ночь |
2 |
ДН, НН |
1 |
2 |
19 |
Режим сигналов Автомат.-Ручн. |
2 |
АР, РР |
1 |
2 |
20 |
Резервная электростанция (контроль ДГА) |
1 |
Т-К |
1 |
1 |
21 |
Контроль батареи |
1 |
Б |
1 |
1 |
22 |
“Земля” |
1 |
З |
1 |
1 |
23 |
Разрешение отправления |
2 |
РОН, РОЧ |
1 |
2 |
24 |
Итого: |
128 |
Выбор конфигурации программируемого логического контроллера
В данной системы будет использоваться контроллер ModiconCompact. Для контроля состояния объектов требуется модули дискретного ввода. В данном случае подойдет устройствоDEP216 – блокc16 двоичными входами с изоляцией потенциала, на 24В постоянного тока.
Характеристика модуля DEP216
Характеристика |
Значение |
Количество входов |
16 |
Количество групп |
2 |
Номин. знач. сигнала |
24В |
Уровень сигнала”1” |
+12…+30В |
Уровень сигнала”0” |
-2…+5В |
Входной ток |
7мА |
Входная задержка |
4мс |
Необходимое число модулей DEP 216 определяется из выражения:
Nвв=nоб/nн,где
nоб–общее число входов;
nн–количество точек на входе одного модуля.
Тогда число модулей составит:
Nвв=128/16=8 модулей ввода
Для управления потребуются дискретные модули вывода, причем это будет два типа модулей (для коммутации цепей, в которые подается плюс, и цепей, в которые подается минус). Для цепей, в которые подается плюс, выбирается модуль DАP216– блок вывода с 16 двоичными стойкими к перегрузке полупроводниковыми выходами на 24В/0.5 А с изоляцией потенциала.
Характеристика модуля DАP216
Характеристика |
Значение |
Количество выходов |
16 |
Количество групп |
2 |
Номинальное напряжение |
24 В |
Уровень сигнала”1” |
0…+2 В |
Уровень сигнала”0” |
0…+2 В, <1 мА |
Выходной ток |
0.5 А |
Выходная задержка |
<1 мс |
Для цепей, в которые подается минус, выбирается модуль AS-BDАP-208, имеющий следующие параметры.
Характеристика модуля DАP208
Характеристика |
Значение |
Количество выходов |
8 |
Питание релейных катушек |
24 В–; макс. 0.15 А |
Напряжение распределения |
24…110 В–/24…230 В~ |
Ток распределения (продолжительно) |
2 А(cos=1) |
Ток распределения (кратковременно) |
4 А(cos=1) |
Ток распределения (продолжительно) |
1 А (cos=0.5) |
Входная задержка |
10 мс |
Необходимое число модулей вывода определяется из выражения:
Nвыв=nоб/nн, где
nоб–число выходов;
nн–количество точек одном модуле.
Тогда число модулей составит:
Nвыв(+)=129/16=9
Nвыв(-)=53/8=7
Общее число модулей ввода–вывода составляет: 9+7=24 штук.Один конструктив контроллераCompactобеспечивает функционирование 17 модулей, поэтому необходимо два конструктива. В один из них устанавливаются модули ввода (условное название ПЛК1), а в другой–модули вывода (условное название ПЛК2).Модули подключаются в гнезда задних панелей, которые могут быть следующих типов:
DTA200 – основная панель, расположена всегда слева, два места зарезервированы для процессорного модуля, один для модуля питания и два для других модулей;
DTA201 – на пять мест для модулей (может быть установлено не более трех панелейDTA201);
DTA202 – на два места для модулей (может быть установлено не более одной панелейDTA202). Устанавливается только в линейной конфигурации и всегда справа.
ПЛК1 будет иметь конфигурацию с восемью модулями ввода (рис. 10.15,а). В данной конфигурации используется модуль питанияDNP205 (24В, 2А, с изоляцией потенциала). При расстановке восьми блоков ввода остается одно неиспользуемое место. В него вставляется модульNUL200 – пустой модуль для предварительного закоммутирования запасных мест.
ПЛК2 будет иметь конфигурацию с девятью модулями вывода DAP216 и семью модулями выводаDAP208 (рис.10.15,б). Последнее место занимается модулемNUL200
а) Конфигурация ПЛК1.
б) Конфигурация ПЛК2.
Рисунок 10.15.Конфигурация контроллеров ПЛК1 и ПЛК2