Севастьянов Б.Г.

Проектирование микропроцессорных

систем управления

Часть II

Волгоград 2009

Федеральное агентство по образованию

ВОЛЖСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (филиал)

Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Волгоградский государственный технический университет»

(ВПИ (филиал) ВолгГТУ)

Б.Г. Севастьянов

ПРОЕКТИРОВАНИЕ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ

СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

Волгоград 2009

УДК 65.11.56

Рецензенты:

Заведующий кафедрой «Электротехника» ВПИ ВолгГТУ д.т.н., профессор Шилин А.Н.

Филиал ГОУВПО «Московский энергетический институт (технический университет)» в г. Волжском, канд. техн. наук Шамигулов П.В.

Севастьянов, Б.Г.

Проектирование микропроцессорных систем управления: учебное пособие/Б.Г. Севастьянов; ВПИ (филиал) ВолгГТУ, Волгоград, 2009.-256 с.

ISBN 978 -5 – 99 – 0240 - 3

Пособие содержит сведения о лабораторном стенде, о кросс-средствах, особенностях получения конфигурационных таблиц, о преобразовании структурных схем программ в формат графического пакета ACAD. Представлена библиотека алгоритмов микропроцессорного контроллера Ремиконт Р-130 с краткими комментариями, достаточными для написания программ на языке FBD. Описываются принципы программирования на языке FBD, применение которых повышает надёжность программ и снижает трудоёмкость при их эксплуатации.

Ил. 137, Табл. 22, Библиогр. - 20 назв.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Волгоградского государственного технического университета

ISBN 978 -5 – 99 – 0240 - 3

© Волгоградский Государственный технический университет,2010

© Волжский

политехничекий

институт, 2010

Оглавление

Введение 8

Глава 1 12

1. Краткие технические характеристики и возможности контроллера 12

1.1. Блок контроллера БК-1 15

1.2. Блок питания БП-1 18

1.3. Блок переключателей БПР-10 19

1.4. Клеммно-блочные соединители 20

1.5. Модули УСО 21

1.6. Схема подключения сигналов к модулю МАС 25

1.7. Схема подключения сигналов к модулю МСД 26

1.7. Погрешность модулей УСО 29

Глава 2 30

2.1. Проверка работоспособности каналов УСО 30

2.2. Искробезопасные барьеры 33

2.3. Гальваническая развязка по входным дискретным каналам 34

2.4. Гальваническая развязка по аналоговому каналу 35

2.5. Понятие алгоблока и алгоритма 35

2.6. Алгоритмы ввода- вывода аналоговой информации 37

2.7. Алгоритмы ввода- вывода дискретной информации 39

2.8. Виды сигналов и параметров настройки 39

2.9. Взаимное соответствие сигналов в контроллере Р-130 42

2.10. Команды кросс-средства Редитор Р-130 43

2.10.1. Назначение функциональных клавиш 44

2.10.2. Редактирование положения и параметров алгоблока 45

2.10.3. Параметры настройки и начальные значения 47

2.10.4. Соединение алгоблоков 49

2.10.4.1. Графическое конфигурирование 50

2.10.4.1. Адресное конфигурирование 51

Глава 3 52

3.1. Принципы программирования на языке FBD 52

3.2. Меню "Параметры" 54

3.2.1. Системные параметры 55

3.2.2. Ресурсы 57

3.2.3. Сохранение параметров 58

3.3. Меню "Модель" 58

3.3.1. Команда “Новая схема” 59

3.3.2. Создание конфигурационной таблицы 59

3.3.3. Сохранение программы 59

3.3.4. Первоначальное сохранение программы 60

3.3.5. Чтение программы с диска 60

3.3.6. Выход из редактора 60

3.4. Меню "Команды" 61

3.4.1. Создать блок 61

3.4.2. Удаление блока/линии 63

3.4.3. Режим перемещения блока 63

3.4.4. Просмотр всей схемы на экране ПЭВМ 64

3.4.5. Увеличение участка программы 64

3.4.6. Поиск блока 65

3.4.7. Перемещение экрана (Перемещение схемы) 65

3.4.8. Исходный размер схемы 65

3.4.9. Загрузка программы в контроллер 66

4. Назначение и функции пульта настройки 68

4.1. Основные операции при работе с ПН-1 71

4.2. Начальные установки шлюза и контроллера 73

5. Блок шлюза БШ-1 73

6. Процедуры программирования 74

6.1. Приборные параметры 75

6.2. Системные параметры 77

6.3. Установка (вызов в ОЗУ) алгоритма с помощью ПН-1 77

7. Программирование шлюза 78

8. Программирование контроллера 79

9. Тестирование контроллера Ремиконт Р-130 81

9.1. Общий алгоритм тестирования 81

9.2. Особенности тестирования 82

9.3. Перечень тестов 83

9.4. Идентификация отказов и ошибок 85

9.4.1. Идентификация отказов 86

9.4.2. Идентификация ошибок 89

10. Ошибки оператора при работе с пультом настройки 93

11. Ошибки оператора при работе с лицевой панелью контроллера 96

12. Перевод программы c языка FBD в DXF-формат 98

13. Порядок получения конфигурационной таблицы 99

14. Описание лабораторного стенда Р-130 102

14.1. Расположение оборудования в лаборатории автоматизации 102

14.2. Лицевая панель регулирующей модели 104

14.3. Лицевая панель логической модели 105

14.4. Имитатор аналоговых и дискретных сигналов 107

15. Организация локальной сети "Транзит" 111

16. Связь локальной сети контроллеров с ПЭВМ 114

17. Интерфейс "Токовая петля" (ИРПС) 121

18. Проверка связи ПЭВМ с локальной сетью контроллеров 121

19. Типовые ошибки студентов 122

Литература 127

Приложение А Справочная информация по алгоритмам 129

А1. Принятые сокращения 129

А2. Алгоритмы лицевой панели 131

ОКО (01) ‑ Оперативный контроль регулирования 131

ОКЛ (02) ‑ Оперативный контроль логической программы 134

ДИК (04) – Алгоритм дискретного контроля 134

А3. Алгоритмы интерфейсного ввода-вывода 135

ИНВ (06) ‑ : Интерфейсный вывод 135

А4. Алгоритмы ввода-вывода через УСО 136

ВАА (07 (8)) ‑ : Ввод сигналов аналоговый группы А (Б) 136

ВДА(Б) (09(10)) ‑ Ввод дискретных сигналов группы А (Б) 136

АВА (11) ‑ Аналоговый вывод сигналов группы А 137

ДВА(Б) (13(14)) – Вывод дискретных сигналов группы А (Б) 137

ИВА(Б) (15 (16)) – Импульсный вывод 138

АВР (17) ‑ Аварийный вывод дискретных сигналов 138

А5. Алгоритмы регулирования 140

РАН (20) ‑ Регулирование аналоговое 140

РИМ (21) – Регулирование импульсное 142

ЗДН (24) – Задание 143

ЗДЛ (25) ‑ Задание локальное 144

РУЧ (26) ‑ Ручное управление 145

ПРЗ (27) ‑ Программный задатчик 146

ИНЗ (28) ‑ Интегрирующий задатчик 147

ПОК (29) ‑ Пороговый контроль 147

АНР (30) – Автонастройка регулятора 148

А6. Динамические преобразования 151

ИНТ (33) – Интегрирование 151

ФИЛ (35) – Фильтрация 152

ДИН (36) ‑ Динамическое преобразование 153

ДИБ (37) ‑ Динамическая балансировка 153

ОГС (38) – Ограничение скорости 154

ЗАП (39) – Запаздывание 155

А7. Статические преобразования 157

СУМ (42) – Суммирование 157

СМА (43) Суммирование с масштабированием 158

УМД (44) Умножение-деление 159

КОР (45) Корень квадратный 159

МОД (46) Модуль 160

КУС (47) Кусочно-линейная функция 160

ОГР (48) Ограничение 162

СКС (49) Скользящее среднее 163

ДИС (50) Дискретное среднее 164

МИН (51) Минимум 166

МКС (52) Максимум 166

СИТ (53) Среднее из трех 166

(ЭКС (54) Экстремум 167

МСШ (55) Масштабирование 170

А8. Аналого-дискретные преобразования 170

ПЕР (57) Переключатель с дискретным управлением 170

ПЕН (58) Переключатель по номеру 171

ПОР (59) Пороговый элемент 171

НОР (60) – Нуль-орган 172

ИМП (61) Импульсатор 174

ЗАИ (62) Запрет изменения 175

ЗАЗ (63) Запрет знака 176

СЛЗ (64) Слежение-запоминание 176

ЗПМ (65) Запоминание 177

ВОТ (67) Выделение отключения 177

БОС (66) Блокировка обратного счета 178

А9. Логические операции 179

ЛОИ (70) Логическая операция И 179

МНИ (71) Логическая операция многовходовое И 180

ИЛИ (72) Логическая операция ИЛИ 180

МИЛ (73) Логическая операция многовходовое ИЛИ 181

ИИЛ (74) Логическая операция исключающее ИЛИ 181

МАЖ (75) Мажорирование 181

ТРИ (76) Триггер (элемент памяти) 182

РЕУ (77) Регистр с записью по уровню 182

РЕФ (78) Регистр с записью по фронту 183

ВЫФ (79) Выделение фронта 183

А10. Дискретное управление 184

ЭТП (80) Этап 184

ТМР (81) Таймер 185

СЧТ (82) Счётчик 186

ОДВ (83) Одновибратор 186

МУВ (84) Мультивибратор 187

ПЧИ (85) Переключение чисел 187

СЧИ (86) Сравнение чисел 188

ВЧИ (87) Выделение чисел 189

УДП (88) Управление двухпозиционной нагрузкой 190

УТП (89) Управление трехпозиционной нагрузкой 190

ШИФ (90) Шифратор 192

ДЕШ (91) Дешифратор 192

ЛОК (92) логический контроль 193

А11. Групповое непрерывно-дискретное управление 194

ШАП (94) Шаговая программа 194

ГРА (95) Групповое управление аналоговыми сигналами 197

ГВД (96) Групповое управление входными дискретными сигналами 197

ГДВ (97) Групповое управление дискретными выходными сигналами 198

ГРУ (98) Групповое ручное управление 198

ГРК (99) Групповой контроль 199

А12. Анализ алгоритмов контроллера КР-300 и Р‑130 199

ОКР (01) - Оперативный контроль регулирования 199

ИНР (07) - Интерфейсный вывод радиальный 202

ВА (10) - Ввод аналоговый 203

ВД (11) - Ввод дискретный 204

ВАП(12) - Ввод аналоговый помехозащищенный 205

АВ (13) - Аналоговый вывод 208

ДИФ (34) – Дифференцирование 210

ПЕН (58) - Переключатель по номеру 210

ПОР (59) - Пороговый элемент 211

НОР (60) - Нуль-орган 213

ДЛО (70) - Двухвходовая логическая операция 213

МЛО (71) - Многовходовая логическая операция 215

ВЫФ (79) - Выделение фронта 215

ОДВ (83) – Одновибратор и МУВ (84) – Мультивибратор 216

ЦСВ (100) - Преобразование целого числа в вещественное 216

ВЦС (101) - Преобразование вещественного числа в целое 217

ДПВ (102) - Преобразование дискретного значения в вещественное 218

ДПЦ (103) - Преобразование дискретного значения в целое 219

ШЦС (109) - Шифратор целых чисел 220

ДШЦ (110) - Дешифратор целых чисел 221

ШДП (111) - Шифратор дискретных переменных 222

ДДП (112) - Дешифратор дискретных переменных 223

УВЧ (113) - Упаковка вещественных чисел 223

РВЧ (114) - Распаковка вещественных чисел 225

МКС (115) - Многоканальный коммутатор сигналов 226

МДС (116) - Многоканальный дешифратор сигналов 228

Алгоритмы регистрации и архивации данных 229

РЕГ (121) - Регистратор процессов 229

АРХ (122) - Архиватор процессов 233

РЕС (123) - Регистратор событий 238

АРС (124) - Архиватор событий 240

Приложение Б Языки программирования промышленных контроллеров 241

Приложение В Кросс-средства UltraLogik и ISaGRAF 247

В1. Основные характеристики UltraLogik 249

В2. Возможности ISaGRAF 250

Приложение Г Элементы математической логики 253