Приложение (для тепловых специальностей) Номенклатура пусковых устройств

№№ пп	Наименование	Тип	Назначение, характеристика
1	Пускатель магнитный реверсивный	ПМРТ–1	Контактный для управления трехфазным асинхронным двигателем мощностью 0,27 кВт при напряжении 220/380 В
2	Пускатель магнитный реверсивный	ПМРТ–2	То же для двигателя мощностью 0,4…14,0 кВт
3	Магнитный усилитель (пускатель)	МУ–2Э	Бесконтактный, для управления двухфазным асинхронным двига­телем. Входное сопротивление 160 ом
4	Магнитный усилитель (пускатель)	МУ–2Б	То же, входное сопротивление 5 кОм
5	Магнитный усилитель (пускатель)	УМД	То же
6	Тиристорный усилитель (пускатель)	ПРБ–2	Бесконтактный, для управления двухфазным асинхронным двигателем. Входное сопротивление l60 Ом
7	Тиристорный усилитель (пускатель)	ПРБ–2М	То же
8	Тиристорный усилитель	У–101	Бесконтактный. для управления трехфазным асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором
9	Тиристорный усилитель	У–23	То же

Исполнительные механизмы с электродвигателями типа АОД

Марка механизма	Крутящий момент, кгс  м	Время полного хода, с	Мощность электродвигателя, кВт	Тип пускателя
МЭОК–25/100 МЭОК–63/100 МЭОБ–25/100 МЭОБ–63/100	25 63 25 63	100 100 100 100	0,27 0,4 0,27 0,4	ПМРТ–1 ПМРТ–2 У101 У101

Номенклатура регулирующих органов

Наименование	Тип	Условный диаметр входного сечения Dу, мм
Заслонка малого сопротивления	ЗМС	30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90
Поворотная регулирующая заслонка	ПРЗ	100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 300, 350, 400, 450, 500
Дроссель холодный	ДХ	50, 70, 80, 100, 125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800
Дроссель холодный отсечной	ДХО	125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800
Дроссельный клапан на подвод горячего воздуха	ДП	125, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450
Дроссель горячий	ДГ	125, 200, 250, 300, 350, 400, 450, 550, 650, 750, 850

Основные размеры поворотных клапанов

Тип	Размеры канала
	высота, мм	ширина, мм	площадь, дм2
КП–0,5 КП–0,65 КП–0,8 КП–1 КП–1,5 КП–2 КП–3,5 КП–4,5 КП–5,5 КП–6,5	900 1023 1085 1214 1540 1568 2122 2448 2774 3030	580 696 812 928 1160 1276 1624 1856 2088 2320	0,48 0,56 0,81 1,04 1,64 1,95 3,17 4,17 5,34 6,45

Примечание: Условное обозначение поворотного клапана включает буквы КП (клапан поворотный) и цифру, соответствующую номинальной величине проходного сечения (в дм²).

ОСНОВЫ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ ТЕХНИКИ

Управление технологическим процессом в металлургических агрегатах можно представить в виде последовательности логических действий, реализующих цели управления. Поэтому в АСУ ТП давно широко применяются логические элементы: триггеры, счетчики, сумматоры, шифраторы.

Логические устройства дискретного действия оперируют лог. 0 и лог. 1, которые физически представляют собой, соответственно, пассивное и активное состояние линии передачи или ячейки памяти. При этом лог. 0 соответствует напряжению на линии в диапазоне 0…0,4 В (которое интерпретируется как отсутствие сигнала), а лог. 1 – 2,4…6,0 В (наличие сигнала).

В соответствии с правилами математической логики логический элемент формирует выходные сигналы, однозначно связанные с возможными комбинациями входных сигналов.

Развитие промышленной электроники привело к созданию принципиально новых ТСА – микроконтроллеров, которые основаны на микропроцессорах и предназначены для управления сложными технологически­ми агрегатами.

Микроконтроллеры (МК) используются в составе многих КИПиА, на основе которых создаются децентрализованные САУ. МК встраиваются в станки с ЧПУ, установки промышленного телевидения, устройства технологической диспет-черизации и т.п. В настоящее время МК широко применяются не только в промышленности, но и в быту: в телевизорах, видеомагнитофонах, СВЧ-печах, стиральных машинах, часах, калькуляторах, мобильных телефонах.

В широком смысле микропроцессор (МП) представ­ляет собой функционально законченное программно-управляемое уст­ройство, осуществляющее прием, арифметико-логическую обработку и выдачу цифровой информации.

МП состоит из интегральных микросхем или представляет собой монокристалл. По сути, МП – простой конечный автомат, который выполняет операции с информацией в виде электрических сигналов в соответствии с заложенной в него программой. Для хранения программ используются ПЗУ (ROM). Для хранения промежуточных результатов и вспомогательных величин используется оперативная память – ОЗУ (RAM). Но при выключении питания информация в ОЗУ, как правило, пропадает.

Ядром микропроцессора является арифметико-логическое устройство (АЛУ), в котором выполняются простейшие операции: сложение и вычитание двоичных чисел, логические операции И и ИЛИ, переадресация данных.

Микроконтроллер (МК) – это МП-система с уст­ройствами ввода-вывода информации, прерывания, таймерами, компараторами и т.п. МК используются в составе многих КИПиА, на основе которых создаются децентрализованные САУ.

Процессор работает с портами ввода/вывода (port I/O) практически так же, как и с ячейками памяти. У каждого порта есть свой собственный адрес. Причем ячейки памяти и порты находятся в разных адресных пространствах.

Порты вывода предназначены для управления внешними устройствами (цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП), индикаторы, принтеры). К этим портам можно подключать электронные ключи, которые позво­ляют МП системе управлять более мощными устройства­ми – электромагнитными реле, лампочками, светодиоды, мотор­чиками, соленоидами и т.п.

При помощи портов вывода можно делать переключения в самой схеме микропроцессорного устройства для его автоматической подстройки под выполняемую задачу.

Порт ввода – это специальная схема, при помощи которой МП может принимать внешние данные, например, информацию о ходе технологического процесса или состоянии оборудования. Для ее преобразования в цифровой код применяются специальные модули, например, ADAM фирмы ADVANTECH. К портам подклю­чают средства ручного ввода (клавиатуру, различные кнопки), дискретные и RS интерфейсы приборов, АЦП и т.д.

Главным управляющим элементом всей микропроцессорной системы является процессор (рис. 1). Остальные же устройства – «периферия» – являются ведомыми. Все узлы микропроцессорной системы соединены между собой при помощи трех основных шин. Каждая шина представляет собой набор проводников (разрядов), по которым происходит параллельная передача двоичных чисел в электронной форме.

Рис. 1. Принципиальная схема микропроцессорной системы

Шина данных (DATA bus)

Эта шина предназначена обмена данными микропроцессора с периферийными устройствами. Она должна иметь не менее 8-ми разрядов для передачи информации по байтам (1 байт = 8 бит, 1 байт / с = 1 бод, 1 Кбайт = 1024 байт). 16-тиразрядная шина данных может за один такт пере­давать 2 байта, 32-разрядная шина – 4 байт, 64­-разрядная – 8 байт.

Шина адреса (ADDR bus)

В отличие от шины данных, двоичные числа, передаваемые по шине адреса представляют собой адрес ячейки памяти или порта ввода/вывода, к которому в данный момент об­ращается процессор. Минимальное количество разрядов адресной шины – 16.

Шина управления (CONTROL bus)

В шину управления условно объединяют набор линий, передающих управляющие сигналы от процессора к периферийным устройствам и обратно. В любой шине управления присутствуют линии, передающие сигналы:

RD (Read) – чтение

WR (Write) – запись

MREQ – инициализация устройств памяти (ОЗУ или ПЗУ)

IORQ – инициализация портов ввода/вывода

READY – готовность

RESET – сброс

По отношению к любым периферийным устройствам, центральный процессор может выполнять в каждый момент времени одну из четы­рех основных операций: чтение или запись в ячейку памяти, чтение из порта ввода и запись в порт вывода.

Например, процесс записи данных в память происходит следующим образом:

а)  сначала центральный процессор выставляет на адресную шину адрес ячейки памяти;

б)  затем на шину данных выстав­ляется байт информации, предназначенный для записи в эту ячейку;

в) после чего акти­визируется сигнал MREQ, дающий доступ к модулю памяти;

г)  затем процессор устанавливает сигнал WR в активное состояние. Происходит запись байта в адресованную ячейку памяти.

Для того, чтобы прочитать байт из ячейки памяти, процессор сначала устанавливает на шине данных адрес нужной ячейки. Затем он устанавливает в активное состояние сигнал MREQ, который поступает на устройства памяти и служит разрешением для их работы. При этом сигнал IORQ остается равным лог. 1, поэтому порты ввода/вывода микропроцессор­ной системы остаются неактивными.

Далее, процессор переводит в активное состояние сигнал RD. Этот сигнал поступает как на устрой­ства памяти, так и на порты ввода/вывода. Однако порты не реагируют на него, так как они отключены высоким уровнем сигнала IORQ. Уст­ройство памяти, напротив, получив управляющие сигналы RD и MREQ, выдает на шину данных байт информации из той ячейки памяти, адрес которой присутствует в этот момент на шине адреса.

Операции чтения из порта и записи в порт происходят аналогично операциям чтения/записи ОЗУ. Различие лишь в том, что вместо сиг­нала MREQ в активное состояние переходит сигнал IORQ, разрешаю­щий работу портов.

Обобщенную структурную схему микроконтроллера рассмотрим на примере одного из самых распространенных однокристальных микро- конт­роллеров американской фирмы ATMEL – АТ89С2051 (рис. 2). Эта микросхема выполнена в стандартном DIР-корпусе и имеет 20 выво­дов. Напряжение питания микросхемы +5 В. Допускается разброс пи­тающего напряжения от 2,7 В до 6 В, что обеспечивает высокую помехоустойчивость МК.

Рис. 2. Обобщенная структурная схема микроконтроллера

ППЗУ программ. Встроенное перепрограммируемое ПЗУ объемом 2 кБ выполнено по технологии электрически стираемого ПЗУ (так называемая «Флэш-память»). В эту память записывается программа, которую микроконтроллер начинает выполнять сразу после включения питания и окончания сигнала сброса.

Технология флэш-памяти допускает перепрограммирование, то есть повторную запись. Для этого информацию в ППЗУ сначала стирают. Стирание производится при помощи того же самого программатора. При этом используется повышенное напряжение (12 В). После этого в ППЗУ можно «зашивать» новую программу. Допускается до 1000 циклов записи/стирания.

ОЗУ данных состоит из 128 восьмиразрядных ячеек памяти. Как и в большинстве однокристаль­ных МК, в микросхеме АТ89С2051 применяется принцип совме­щения ОЗУ с регистрами общего назначения процессора и двумя восьмиразрядными портами ввода/вывода Рl и РЗ.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) заменяет здесь централь­ный процессор. Регистры для временного хранения данных, как уже говорилось, совмещены с ячейками ОЗУ.

Таймеры. В микросхеме имеются два встроенных 16-разрядных тайме­ра/счетчика Тl и Т2. Они могут использоваться программистом для задания любых интервалов времени. Каждый счетчик может рабо­тать в двух режимах: режиме отсчета временных интервалов (в этом случае он считает импульсы внутреннего тактового генератора) и в режиме подсчета внешних импульсов.

Последовательный канал. Это канал специального типа для последова­тельной «побайтовой» передачи информации по одной линии. В любом компьютере всегда имеются последователь­ные интерфейсы (например, СОМl и СОМ2). Один из этих интерфейсов раньше часто используется для подключения манипулятора «мышь». А второй предназначен, в основном, для подключения модема. Подобный канал реализован и в микросхеме АТ89С2051. В результате имеется возможность создания микропроцессорных устройств, управляемых при помощи компьютера по последовательному каналу.

Порты Рl и РЗ – параллельные восьмиразрядные порты ввода/вывода.

Встроенный контроллер прерываний. Способен обрабатывать шесть ис­точников прерываний. Два внешних входа для запро­сов на прерывание. Два прерывания от обоих счетчиков/таймеров ТI и Т2. Запрос прерывания таймера посту­пает в тот момент, когда соответствующий счетчик/таймер досчитает до нуля (счетчик работает в режиме обратного счета). И, наконец, пос­ледние два источника прерывания – от последователь­ного канала ввода/вывода. Один от передатчика этого канала. Он сра­батывает в тот момент, когда процесс отправки очередного байта закончился. И один – срабатывает от приемника, когда тот при­нял очередной байт.

Аналоговый компаратор. Сравнивает величину двух аналоговых сигналов. На его выходе появляется сигнал лог. 1, когда напряжение на входе «+» превысит напряжение на входе «–».