- •Технические средства автоматизации
- •Технические средства автоматизации
- •Содержание
- •Введение
- •В.1. Роль и место курса “Технические средства автоматизации” в учебном процессе
- •В.2. Основные направления развития технических средств автоматизации
- •1. Технические средства автоматизации
- •1.1 Основные принципы построения тса
- •1.2 Классификация приборов и устройств тса
- •1.3 Стандартизация сигналов гсп
- •1.4 Агрегатные комплексы гсп.
- •1.5 Структура систем управления
- •2. Электрические и электронные средства автоматизации
- •2.1. Датчики и измерительные преобразователи для измерения температуры
- •2.1.1 Термоэлектрические преобразователи (Термопары)
- •2.1.2 Термопреобразователи сопротивлений
- •2.1.3. Измерительные (нормирующие) преобразователи
- •2.1.4. Датчики-реле температуры
- •2.2. Датчики перемещения
- •2.2.1. Реостатные датчики
- •2.2.2. Тензодатчики
- •2.2.3 Электромагнитные датчики
- •2.2.4 Емкостные датчики
- •2.2.5 Фотодатчики линейных и угловых перемещений
- •2.2.6. Магнитомодуляционные преобразователи
- •2.3. Приборы для измерения давления
- •2.4. Приборы для измерения и контроля расхода
- •2.5. Приборы для измерения состава веществ
- •2.6. Приборы для измерения и контроля массы
- •2.7. Приборы для измерения и контроля уровня
- •2.8. Электрические датчики-реле
- •3. Электрические исполнительные механизмы
- •3.1. Электромагнитные исполнительные механизмы
- •3.2. Электродвигательные исполнительные механизмы
- •3.3. Пусковые устройства
- •3.4. Вспомогательные устройства
- •3.5. Характеристики исполнительного механизма постоянной скорости
- •4. Регуляторы
- •4.1. Регуляторы прямого действия
- •4.2. Двухпозиционные регуляторы
- •4.2.1. Процесс регулирования в системе с двухпозиционным регулятором
- •4.2.2. Характеристики систем с двухпозиционными регуляторами для различных типов объектов
- •4.3 Аналоговые регуляторы
- •4.3.1 Аналоговый пропорциональный регулятор
- •4.3.2. Аналоговый интегральный регулятор
- •4.3.4. Пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор
- •4.4. Аппаратная реализация функциональных узлов регуляторов
- •4.4.1. Магнитные усилители
- •4.4.2. Модуляторы, усилители, демодуляторы
- •4.4.3. Дифференциаторы и интеграторы
- •4.5. Регуляторы с исполнительным механизмом постоянной скорости
- •4.5.1. Пропорциональный регулятор
- •4.5.2. Пропорционально-интегральный регулятор
- •4.5.3. Формирование импульсного пид_закона регулирования
- •4.6. Агрегатные комплексы средств автоматизации
- •4.6.1. Функциональный состав агрегатных комплексов
- •4.6.2. Особенности реализации функциональных элементов в ак “Каскад-2”
- •4.6.3. Регулятор р-17
- •4.6.4. Регулятор р-27
- •4.7. Цифровые системы управления и регулирования
- •4.7.1. Принципы организации эвм
- •4.7.2. Цикл выполнения команд в эвм
- •4.7.3. Общие принципы организации ввода-вывода
- •4.7.4. Программный режим ввода-вывода
- •4.7.5. Обмен информацией в режиме прерывания программы
- •4.7.6. Прямой доступ к памяти
- •4.7.7. Подключение внешних устройств
- •5. Запорная и регулирующая арматура
- •П осле изучения главы необходимо знать
- •5. Запорная и регулирующая арматура
- •6. Гидравлические и пневматические средства автоматизации
- •6.1 Рабочие жидкости и газы
- •6.2 Элементы пневматических и гидравлических систем
- •6.2.1 Гидравлические и пневматические сопротивления
- •6.2.3 Гидравлические и пневматические емкости
- •6.2.4 Гидро(пневмо)механические преобразователи
- •6.2.5 Механогидравлические преобразователи
- •6.3. Пневматические и гидравлические исполнительные механизмы
- •6.4 Механогидравлические и механопневматические усилители
- •6.5. Гидравлические и пневматические корректирующие устройства
- •6.6. Электромеханические преобразователи
- •6.7. Примеры реализации пневморегуляторов.
- •Заключение
- •Список использованных источников
4.7.2. Цикл выполнения команд в эвм
Программа, выполняемая в ЭВМ, записана в последовательных ячейках памяти в виде кодов команд. Первоначально, перед выполнением программы, в счетчик команд заносится адрес ячейки памяти, содержащей код первой команды программы. Далее процессор выполняет последовательность следующих операций. Процессор передает содержимое счетчика команд через шину адреса в регистр адреса памяти ОЗУ. Из адресуемой ячейки памяти извлекается код команды и через шину данных передается в регистр команд процессора. После считывания из памяти содержимого ячейки, адрес которой указывается регистром-счетчиком команд, содержимое этого регистра автоматически увеличивается и становится равным адресу следующей по порядку команды. Если команда занимает в памяти ЭВМ два байта, то увеличение СК производится на два. Вслед за этим устройство управления процессора начинает интерпретацию команды, находящейся в его регистре команд. В начале определяется операция, которая должна быть выполнена процессором по данной команде, и, в соответствии с ней, вырабатываются сигналы для управления элементами процессора. Если необходимо, то производится ввод из ОЗУ операндов, затем осуществляется выполнение заданной операции. Результат операции пересылается в один из регистров или в память по адресу, определяемому устройством управления при интерпретации кода команды. На этом цикл выполнения команды заканчивается. Процессор снова помещает содержимое СК (адрес следующей команды) в регистр адреса памяти, производит считывание и выполнение следующей команды.
При эксплуатации и разработке систем управления объектами необходимо тщательное изучение особенностей архитектуры используемых процессоров.
4.7.3. Общие принципы организации ввода-вывода
Внешние устройства (ВУ) подключаются к процессору через шину ввода-вывода, состоящую из шин адреса, данных и управления. Обычно шина ввода-вывода и шина памяти логически независимы. В некоторых ЭВМ они могут быть совмещены. Устройства ввода-вывода или периферийные устройства являются объектами управления и выполняют функции в соответствии с сигналами управления, передаваемыми в них из ЭВМ, и формируют информацию о своем состоянии, передаваемую в ЭВМ.
Для сопряжения внешнего устройства с конкретной ЭВМ служат так называемые интерфейсные устройства (или просто интерфейсы). Интерфейс ввода-вывода поддерживает протокол обмена данными по шине ввода/вывода и управляет действиями периферийного устройства в соответствии с командами процессора ЭВМ: преобразует данные из внутреннего представления ЭВМ в форматы, используемые конкретным внешним устройством, и выполняет обратное преобразование в формат, используемый процессором конкретной ЭВМ. Конструктивно периферийные устройства (объекты управления) обычно выполняются как самостоятельные устройства, размещаемые отдельно от ЭВМ, интерфейсы же почти всегда объединяются с процессором и памятью в "блок процессора". Периферийными устройствами являются: дисплеи, печатающие устройства, АЦП и ЦАП, накопители на магнитных носителях, технологическое и сетевое оборудование.
Каждый канал обмена информацией внешнего устройства с процессором представлен в интерфейсе своим портом ввода/вывода (регистром), имеющим свой адрес (номер) и доступным как внешнему устройству, так и процессору. Порт ввода-вывода (или регистр ввода-вывода) является частью интерфейса устройства ввода-вывода и представляет собой группу разрядов (регистр), содержимое которых программно доступно процессору во время операций ввода-вывода. С другой стороны к разрядам регистра подключены линии связи с управляемым объектом.
Передача (вывод) числа или кода из ЭВМ во внешнее устройство фактически реализуется их передачей из регистра процессора или ячейки памяти ЭВМ в регистр данных (порт вывода) интерфейса внешнего устройства. Аналогично, прием (ввод) информации из внешнего устройства заключается в чтении процессором содержимого (числа или кода) регистра данных (порта ввода) интерфейса. Передача или прием информации через порты ввода-вывода во многих ЭВМ осуществляется с помощью специальных команд ввода-вывода. В ЭВМ, использующим для адресации портов то же адресное пространство, что и для адресации памяти, например в ЭВМ семейства PDP-11, работа с ячейками памяти и регистрами внешних устройств осуществляется одним и тем же набором команд.
Малая скоростью обработки данных во ВУ и неопределенность момента времени, когда ему требуется осуществить обмен информацией, обуславливают использование трех основных режимов обмена информацией с внешними устройствами.