3.5 Промышленные микропроцессорные контроллеры координирующего типа

Программный задачник

Данное устройство предназначено для выработки напряжений постоянного тока по за­данной технологической программе, и представляемой кусочно-линейной функцией времени. ПрЗУ может быть использовано в качестве программного задатчика в локальных и рас­пределительных системах управления.

Функционирование ПрЗУ определяется как аппаратной, так и программной частью. При выбранной аппаратной части, программная часть задает последовательность выполне­ния команд для достижения функционального назначения ПрЗУ. Аппаратная часть представлена в виде функциональной схемы на рис.3.5.1.

Информация вводится в контроллер с помощью клавиатуры на панели пульта, на которой имеются цифровые и сигнальные индикаторы, позволяющие осуществлять контроль вводимых и текущих параметров технологического процесса. Программный задачник построен на программно-аппаратных средствах. Обмен информацией между модулями осуществляется по системе шин, организованных тремя портами A,B,C параллельных адаптеров, каждый из которых связан с восьмиразрядной двунаправленной линией.

С помощью программы модуль контроллера подключает те или иные источники-приемники, которые обмениваются информацией в ходе выполнения функций задачи программного задатчника. Для сохранения информации в аппаратной памяти, в случае отключения источника питания, имеются резервные источники питания.

Рис 3.16. «Функциональная схема микропроцессорного программно-задающего устройства»

Функцио­нально и конструктивно ПрЗУ состоит из пяти устройств:

Модуля контроллера. Является центральным устройством блока. В состав модуля входят (рис 3.16.): центральный процессор (ЦП), постоянное запоминающее устрой­ство (ПЗУ), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), блок приоритетного прерывания (БППр), параллельный адаптер (ПА), дешифратор (ДТП), регистр (Per) слова состояния, генератор (Г) фазовых сигналов. Модули контроллера связаны шиной адреса, шиной данных, шиной управления.

Работа блока осуществляется следующим образом:

Процессор на шину адреса выставляет адрес, по которому из ПЗУ извлекается очередная команда и, расшифровывая ее, процессор записывает слово состояния в регистр. Комбинация разрядов в данном слове несет информацию о типе выполняемой операции (чтение, запись, пересылка,…) и, в зависимости от этого, подключает те внешние, по отношению к центральному процессору устройства, которые будут принимать участие в следующих циклах выполнения работы модуля (ПЗУ, ОЗУ, ПА1, ПА2, БППр).

Платы таймера. Здесь осуществляется хранение параметров технологической программы, и формирование текущего времени для работы блока. Плата таймера состо­ит из: генератора (Г), счетчика (СТ), оперативного запоминающего устройства (ОЗУ), мультиплексора (МКС), шинного формирователя (ШФ).

Когда модуль контроллера запрашивает значение текущего времени работы блока, оно через МКС и шинный формирователь поступает на порт В ПА1. Для этого контроллер через порт С посылает сигналы управления, который вход x_nМКС подключает к его выходу, а вход А ШФ подключает к выходу В. В ОЗУ хранятся параметры участка технологического параметра. Для записи в ОЗУ контроллер через порт А ПА1 посылает адрес ячейки ОЗУ. Данные для записи с порта В ПА1 поступают на вход Д (записи ОЗУ). С порта С ПА! поступают сигналы управления, которые вход В ШФ подключают к выходу С. По входу СЕ ОЗУ разрешает запись. При чтении из ОЗУ адрес ячейки поступает от контроллера с порта А ПА1. Считываемые данные с выходаD_uОЗУ через МКС и ШФ поступают на порт В ПА1. При этом с порта С ПА! поступают сигналы управления, которые вход А ШФ подключают к выходу В, а входY_nМКС подключают к его выходу. По СЕ ОЗУ (разрешение операции чтения)Wосуществляет чтение . Запуск таймера осуществляется с панели оператора сигналами «Пуск» и «Продолжение».

Модуля распределителя. Этот модуль предназначен для управления выходными ре­ле. В состав модуля входит: дешифратор (ДШ), регистр (Per), и ключи с гальвани­ческим разделением (КГР).

С порта А ПА» на вход Д ДШ поступает в двоичном коде адрес управляемого ключа. Появившийся на выходах ДШ сигнал выбирает ячейки в регистре, в который записывается информация о состоянии ключа (замкнут/разомкнут). Информация о состоянии ключа, для записи, поступает на вход С ДШ с порта С ПА2. А сигнал с выхода регистра управляет ключами гальванический развязки.

Платы цифро-аналогового преобразователя. Плата предназначена для преобразова­ния вычисленного значения выходного сигнала блока из цифровой формы в анало­говую. Она состоит из регистра (Per) и цифро-аналогового преобразователя (ЦАП).

Панели пульта. Через панель пульта осуществляется ввод информации с помощью клавиатуры и представления вводимой и контрольной информации оператору с по­мощью цифровых сегментных и сигнальных индикаторов. В состав пульта входят: регистр (Per), мультиплексоры (МКС), ОЗУ, счетчик (СЧ), дешифраторы (ДШ), ге­нератор (Г), клавиатура (KB), ключи сегментов (КС), ключи индикаторов (КИ), ин­дикаторы (Ин).

Каждой клавише Кв присвоен адрес. При вводе информации адрес нажатой клавиши записывается в регистр и формируется сигнал прерывания. Для этого импульсы с непрерывного генератора поступают на счетчик. На выходе СТ формируется сигнал в двоичном коде, который изменяется с каждым импульсом генератора. На входы ДШ поступают страршие разряды с выходов СТ. Выход ДШ соединен с входом WМКС, по этому входу осуществляется выбор кристалла МКС. МКС непрерывно осуществляет опрос состояния клавиш, подключенных к его входу А. Появление сигнала на входах МКС при нажатой клавише не синхронизирован по частоте с генератором, но частота генератора выбрана такой, что в течении самого малого интервала времени состояние всех входов в МКС будет опрошено. Импульсный сигнал нажатой клавиши поступает в регистр, по этому сигналу происходит запись в регистр кодового сигнала. Присутствующий в этот момент времени на входах СТ сигнал является адресом клавиши и, одновременно, сигнал с выхода МКС является сигналом прерывания для контроллера. В соответствии с полученным сигналом просходит обращение к определенной ячейке ПЗУ, где хранится фрагмент программы. При последующей выборки команды этого фрагмента контроллер управляет выполнением необходимых операция по обработке.

Работа платы индикации.

Программно - задающее устройство, выполненное по функциональной схеме на рис 5., обеспечивает скорость изменения выходного сигнала 0,1 - 25 % от верхнего значения диапа­зона изменения в часах; время выдержки на одном участке от 3 минут до 90 часов с погреш­ностью ±2%; дискретность задания выходного напряжения составляет 0,01% от верхнего предела выходного сигнала, погрешность выходного сигнала относительно задаваемого по программе не превышает 0,1% от верхнего предела диапазона изменения.