2. Склад систем автоматики із застосуванням мікро-ЕОМ
3. Приклад|зразок| керування виробничими процесами за допомогою ЕОМ.
Література [] с.
1. МПС – це сукупність взаємозв'язаних модулів мікропроцесорного комплекту, які організовані в систему, тобто обчислювальна та керуюча система з|із| МПС у якості вузла обробки.
Типова структура МПС зображена|змальовувати| на рисунку 1.12
До складу МПС входять генератор тактових імпульсів (ГТІ), МП, основна пам'ять системи, що складається з ОЗП і ПЗП, інтерфейсів вводу (Івв) і виводу|висновку| (Івив), пристроїв|устроїв| вводу (Пвв) і виводу|висновку| (Пвив).
ГТІ є|з'являється| джерелом послідовності прямокутних імпульсів. Він задає цикл команди – інтервал часу, необхідний для зчитування, вибірки команди з пам'яті та її виконання.
Для сполучення|спряження| МПС із|із| зовнішніми пристроями|устроями| застосовуються інтерфейси вводу і виводу|висновку|. Пристрої|устрої| вводу здійснюють введення команд і даних, що підлягають обробці, в пам'ять комп'ютера. Пристрої|устрої| виводу|висновку| перетворюють результати обробки (вихідні сигнали) у форму, зручну для сприйняття користувачем, або для зберігання, або для роботи інших пристроїв|устроїв|.
Особливість структури МПС полягає в магістральній організації зв'язків між вхідними до її складу модулями за допомогою трьох шин: шини даних (ШД), шини адреси (ША), шини керування (ШУ). Ці шини сполучають МП із зовнішньою пам'яттю (ОЗП і ПЗП) і інтерфейсами вводу і виводу, внаслідок чого створюється можливість обміну даними між МП і іншими модулями системи, а також передачі керуючих сигналів.
ШД – це двонаправлена шина, по ній дані або коди команд можуть передаватися або в МП, або з|із| нього. Одночасна передача даних в обох напрямках|направленнях| неможлива, ці процедури рознесені в часі.
ША – по ній інформація (адреси пристроїв чи адреси комірок пам’яті) передається тільки|лише| в одному напрямі|направленні| – від МП до модулів пам'яті ОЗУ, ПЗП або модулів вводу-виводу|висновку| інформації.
ШК – служить для передачі сигналів, що обумовлюють| взаємодію, синхронізацію роботи всіх модулів системи і внутрішніх вузлів МП. Одна частина|частка| ліній ШК передає сигнали що виходять з|із| МП, інша частина|частка| ліній передає сигнали в МП.
Перевагою шинної структури є можливість підключення до МПС нових модулів, наприклад, декілька блоків ОЗП і ПЗП, для отримання необхідної ємності пам'яті.
Для нормального функціонування будь-якої системи, в якій циркулюють електричні сигнали, необхідна чітка взаємодія її складових частин, координація їх роботи. Цій меті|цілі| служить керування в часі усіма подіями, що відбуваються|походять| в системі, і синхронізація її роботи.
2 Порівняно невисока вартість і масове виробництво мікро-ЕОМ дозволяють вирішувати задачу керування самим нижнім рівнем технологічних процесів, де завдяки швидкодії і точності виконання простих операцій ЕОМ перевершує людину-оператора. Типова структура керування технологічним процесом на базі мікро-ЕОМ приведена на рисунку 1.13.
За потоками інформації, алгоритмами і способами сполучення|спряження| можна виділити чотири| групи мікро – ЕОМ, що застосовуються для керування технологічними процесами.
- мікро - ЕОМ, які призначені для виконання нескладних розрахунків виробничих показників за «жорсткими» алгоритмами (розрахунок трудоємності, витрат|затрат| матеріалів і т. ін)
- мікро - ЕОМ, які здатні|здібні| керувати великим числом пристроїв|устроїв|, які є|з'являються| індикаторами процесів (табло, мнемосхеми і т. ін)
- мікро – ЕОМ, які мають інтерфейси із|із| стандартними зовнішніми пристроями|устроями| і з|із| іншими мікро - ЕОМ і керують окремими апаратами або машинами технологічного процесу.
- мікро - ЕОМ, що забезпечують підвищення надійності сполучення|спряження| виробничих процесів із|із| засобами|коштами| автоматики.
У якості простих керуючих пристроїв|устрої|, що входять до складу систем керування ТП, широко використовуються програматори і контролери.
Програматори - це прості пристрої керування, за допомогою яких на об'єкти керування видається заздалегідь встановлена послідовність керуємих дій.
Контролери — це пристрої керування деяким механізмами або апаратами за жорсткою програмою.
В даний час|нині| застосування|вживання| мікро - ЕОМ економічно доцільно не тільки|не лише| на крупних підприємствах, але і в середніх і дрібних|мілких| цехах, на малосерійному виробництві.
3. Широко поширеним прикладом|зразком| спеціалізованої МПС є|з'являється| програмований контролер (ПК).
Застосування|вживання| ПК дозволяє уникнути недоліків|нестач|, які характерні|вдача| для схем з|із| жорсткою логікою, і насамперед|передусім| відсутність гнучкості при реалізації складних законів управління. Програмований контролер – це спеціалізована МПС, призначена для обробки логічних вхідних сигналів, їх перетворення і створення керуючих дій на електропривод, який працює за заздалегідь|наперед| заданою програмою. Процес обробки вхідної інформації|надходить|, і вироблення керуючих дій здійснюється МП за програмою і відбувається|походить| в реальному масштабі часу.
До складу ПК (рис. 1.14) входять:
- пристрій|устрій|, що запам'ятовує, (ЗП), в якому зберігається програма роботи ПК;
- логічний МП, який здійснює логічні операції над сигналами, що послідовно вводяться|запроваджують| в нього;
- пам'ять П, в яку поступають|надходять| результати виконання логічних операцій.
ЗП
Uвх1| К1 К2 Uвих1|
Uвх| 2 Івв МП П Івив Uвих2|
Uвх| п Uвихп|
Рисунок 1.14
Вхідні сигнали Uвх1|, Uвх2|, Uвх3|, що містять|утримують| інформацію про хід технологічного процесу, режими роботи окремих частин|часток| електроприводу, стан|достаток| захисту, поступають|надходять| на вхід пристрою|устрою| сполучення|спряження| Івв, яке забезпечує їх гальванічну розв'язку і формування з|із| них сигналів, відповідних за значенням і вигляду|виду| використання в даному ПК.
Сформовані таким чином сигнали поступають|надходять| на вхід комутатора К1, який послідовно подає на МП той з|із| них, адреса якого міститься|утримується| в черговій команді, що поступає|надходить| із|із| ЗП.
Після|потім| виконаних МП перетворень, які також визначаються закладеною в ЗП програмою, сигнали через комутатор К2 поступають|надходять| в регістр|реєстр| пам'яті П і далі через Івив на вихід ПК.
Відмітимо|помітимо|, що послідовний принцип виконання операцій збільшує час обробки інформації, але|та| оскільки|тому що| час виконання однієї окремої операції складає всього лише декілька мікросекунд, швидкодія ПК в більшості випадків виявляється|опиняється| цілком|сповна| достатньою.
Як вхідні допускаються сигнали напругою|напруженням| від 5 до 250 В постійного або змінного струму|току|, загальне|спільне| число яких може досягати тисячі і більш. Вихідні пристрої|устрої| сполучення|спряження| Івив зазвичай|звично| будуються на основі оптронных| тиристорів, які забезпечують гальванічну розв'язку вихідних ланцюгів|цепів| і які дозволяють керувати достатньо|досить| могутніми виконавчими пристроями|устроями| – реле, контакторами, котушками|катушками| електромагнітів і ін.
У теорії цифрових систем керування будь-які логічні перетворення можуть бути виконані за допомогою простих логічних операцій І, АБО, НІ. Це положення|становище| визначає простоту програмного забезпечення ПК, доступного зокрема персоналу, що не має спеціальних знань в галузі програмування МПС. Типовими командами ПК є|з'являються| команди завантаження|загрузки|, логічні, привласнення|присвоєння|, керування циклом і спеціальні. Система команд має відповідне мнемонічне позначення.
Контрольні питання.
1 Які елементи застосовуються для сполучення компонентів МПС для взаємодії? Дайте їм характеристику.
2 В чому полягає особливість будови МПС? Назвіть її перевагу.
3 В чому полягають особливості застосування мікроЕОМ для керування технологічними процесами на виробництві?
4 На які групи поділяють керуючі мікро-ЕОМ за потоками інформації, алгоритмами і способами сполучення?
5 Які пристрої називають програматорами і контролерами?
6 В чому полягають особливості застосування програмованого контролера в схемах керування?
7 Які пристрої входять до складу програмованого контролера і які функції вони виконують?
Uвх1| К1 К2 Uвих1|
Uвх| 2 Івв МП П Івив Uвих2|
Uвх| п Uвихп|
