- •Часть II
- •Глава 1 12
- •Глава 2 30
- •Глава 3 52
- •Введение
- •Информационный обмен в промышленных контроллерах.
- •Реализация алгоритмов проверки на достоверность входной информации.
- •Реализация алгоритмов сигнализации.
- •Реализация дискретных систем управления.
- •Реализация аналоговых законов регулирования.
- •Организация связи локальной сети контроллеров с верхним уровнем.
- •Глава 1
- •1. Краткие технические характеристики и возможности контроллера
- •1.1. Блок контроллера бк-1
- •1.2. Блок питания бп-1
- •1.3. Блок переключателей бпр-10
- •1.4. Клеммно-блочные соединители
- •1.5. Модули усо
- •1.6. Схема подключения сигналов к модулю мас
- •1.7. Схема подключения сигналов к модулю мсд
- •Входные аналоговые сигналы
- •Аналоговые выходные унифицированные сигналы:
- •Входные дискретные сигналы:
- •Дискретные выходные сигналы:
- •1.7. Погрешность модулей усо
- •Глава 2
- •2.1. Проверка работоспособности каналов усо
- •2.2. Искробезопасные барьеры
- •2.3. Гальваническая развязка по входным дискретным каналам
- •2.4. Гальваническая развязка по аналоговому каналу
- •2.5. Понятие алгоблока и алгоритма
- •Каждый алгоблок имеет запретную зону, в которой невозможно провести каких-либо линий или расположить часть другого блока (см. Рис.12 и 13).
- •2.6. Алгоритмы ввода- вывода аналоговой информации
- •2.7. Алгоритмы ввода- вывода дискретной информации
- •2.8. Виды сигналов и параметров настройки
- •Диапазон изменения сигналов и параметров
- •2.9. Взаимное соответствие сигналов в контроллере р-130
- •2.10. Команды кросс-средства Редитор р-130
- •2.10.1. Назначение функциональных клавиш
- •2.10.2. Редактирование положения и параметров алгоблока
- •2.10.3. Параметры настройки и начальные значения
- •2.10.4. Соединение алгоблоков
- •2.10.4.1. Графическое конфигурирование
- •2.10.4.1. Адресное конфигурирование
- •Глава 3
- •3.1. Принципы программирования на языке fbd
- •3.2. Меню "Параметры"
- •3.2.1. Системные параметры
- •3.2.2. Ресурсы
- •3.3.3. Сохранение программы
- •3.3.4. Первоначальное сохранение программы
- •3.4.2. Удаление блока/линии
- •3.4.3. Режим перемещения блока
- •3.4.4. Просмотр всей схемы на экране пэвм
- •3.4.5. Увеличение участка программы
- •3.4.6. Поиск блока
- •3.4.7. Перемещение экрана (Перемещение схемы)
- •3.4.8. Исходный размер схемы
- •3.4.9. Загрузка программы в контроллер
- •4. Назначение и функции пульта настройки
- •4.1. Основные операции при работе с пн-1
- •4.2. Начальные установки шлюза и контроллера
- •5. Блок шлюза бш-1
- •6. Процедуры программирования
- •6.1. Приборные параметры
- •6.2. Системные параметры
- •6.3. Установка (вызов в озу) алгоритма с помощью пн-1
- •7. Программирование шлюза
- •8. Программирование контроллера
- •9. Тестирование контроллера Ремиконт р-130
- •9.1. Общий алгоритм тестирования
- •9.2. Особенности тестирования
- •9.3. Перечень тестов
- •9.4. Идентификация отказов и ошибок
- •9.4.1. Идентификация отказов
- •9.4.2. Идентификация ошибок
- •10. Ошибки оператора при работе с пультом настройки
- •Ошибки оператора при работе с пультом настройки пн-1
- •11. Ошибки оператора при работе с лицевой панелью контроллера
- •Ошибки оператора при работе с лицевой панелью контроллера
- •Ошибки оператора при работе с лицевой панелью и в управлении логической программой
- •12. Перевод программы c языка fbd в dxf-формат
- •Алгоритм действий следующий:
- •13. Порядок получения конфигурационной таблицы
- •14. Описание лабораторного стенда р-130
- •14.1. Расположение оборудования в лаборатории автоматизации
- •14.2. Лицевая панель регулирующей модели
- •14.3. Лицевая панель логической модели
- •14.4. Имитатор аналоговых и дискретных сигналов
- •16. Связь локальной сети контроллеров с пэвм
- •17. Интерфейс "Токовая петля" (ирпс)
- •18. Проверка связи пэвм с локальной сетью контроллеров
- •19. Типовые ошибки студентов
- •Литература
- •Приложение а Справочная информация по алгоритмам а1. Принятые сокращения
- •А2. Алгоритмы лицевой панели око (01) ‑ Оперативный контроль регулирования
- •Окл (02) ‑ Оперативный контроль логической программы
- •Дик (04) – Алгоритм дискретного контроля
- •А3. Алгоритмы интерфейсного ввода-вывода вин (05) ‑ Ввод интерфейсный
- •А5. Алгоритмы регулирования ран (20) ‑ Регулирование аналоговое
- •Рим (21) – Регулирование импульсное
- •Здн (24) – Задание
- •Здл (25) ‑ Задание локальное
- •Руч (26) ‑ Ручное управление
- •Прз (27) ‑ Программный задатчик
- •Инз (28) ‑ Интегрирующий задатчик
- •Пок (29) ‑ Пороговый контроль
- •Анр (30) – Автонастройка регулятора
- •А6. Динамические преобразования инт (33) – Интегрирование
- •Фил (35) – Фильтрация
- •Дин (36) ‑ Динамическое преобразование
- •Диб (37) ‑ Динамическая балансировка
- •Огс (38) – Ограничение скорости
- •Зап (39) – Запаздывание
- •А7. Статические преобразования сум (42) – Суммирование
- •Сма (43) Суммирование с масштабированием
- •Огр (48) Ограничение
- •Скс (49) Скользящее среднее
- •Дис (50) Дискретное среднее
- •Имп (61) Импульсатор
- •Заи (62) Запрет изменения
- •Заз (63) Запрет знака
- •Слз (64) Слежение-запоминание
- •Зпм (65) Запоминание
- •Вот (67) Выделение отключения
- •Бос (66) Блокировка обратного счета
- •А9. Логические операции
- •Лои (70) Логическая операция и
- •Мни (71) Логическая операция многовходовое и
- •Или (72) Логическая операция или
- •Счи (86) Сравнение чисел
- •Вчи (87) Выделение чисел
- •Удп (88) Управление двухпозиционной нагрузкой
- •Утп (89) Управление трехпозиционной нагрузкой
- •Шиф (90) Шифратор
- •Деш (91) Дешифратор
- •Лок (92) логический контроль
- •А11. Групповое непрерывно-дискретное управление шап (94) Шаговая программа
- •Инр (07) - Интерфейсный вывод радиальный
- •Ва (10) - Ввод аналоговый
- •Вд (11) - Ввод дискретный
- •Вап(12) - Ввод аналоговый помехозащищенный
- •Ав (13) - Аналоговый вывод
- •Диф (34) – Дифференцирование
- •Пен (58) - Переключатель по номеру
- •Пор (59) - Пороговый элемент
- •Нор (60) - Нуль-орган
- •Дло (70) - Двухвходовая логическая операция
- •Мло (71) - Многовходовая логическая операция
- •Выф (79) - Выделение фронта
- •Одв (83) – Одновибратор и мув (84) – Мультивибратор
- •Цсв (100) - Преобразование целого числа в вещественное
- •Вцс (101) - Преобразование вещественного числа в целое
- •Дпв (102) - Преобразование дискретного значения в вещественное
- •Дпц (103) - Преобразование дискретного значения в целое
- •Шцс (109) - Шифратор целых чисел
- •Дшц (110) - Дешифратор целых чисел
- •Шдп (111) - Шифратор дискретных переменных
- •Ддп (112) - Дешифратор дискретных переменных
- •Увч (113) - Упаковка вещественных чисел
- •Рвч (114) - Распаковка вещественных чисел
- •Мкс (115) - Многоканальный коммутатор сигналов
- •Мдс (116) - Многоканальный дешифратор сигналов
- •Алгоритмы регистрации и архивации данных
- •Рег (121) - Регистратор процессов
- •Арх (122) - Архиватор процессов
- •Рес (123) - Регистратор событий
- •Арс (124) - Архиватор событий
- •Приложение б Языки программирования промышленных контроллеров
- •Приложение в Кросс-средства UltraLogik и iSaGraf
- •В1. Основные характеристики UltraLogik
- •В2. Возможности iSaGraf
- •Приложение г Элементы математической логики
16. Связь локальной сети контроллеров с пэвм
Когда речь идёт о локальных сетях, следует иметь представление о топологии локальной сети, скорости обмена информацией между устройствами, допустимое количество устройств в сети и расстояние между ними. Существуют три основных топологии сети: кольцо, общая шина и звезда.
Если говорить о топологии сети "Транзит", то это - кольцо. Скорость обмена по сети равна 9600бит/с, количество устройств (контроллеров и шлюзов) в сети не более 15, расстояние между ними до 500м. Единицу скорости обмена бит/с называют бод. Поэтому 9600бит/с = 9600бод = 9,6Кбод.
Если говорить о топологии контроллеров серии "Контраст" (КР300), то это - общая шина. Локальную сеть контроллеров КР-300 назвали "Магистр". Приведём краткую характеристику локальной сети "Магистр".
Магистральный последовательный канал используется для построения локальной сети и имеет следующие характеристики:
тип канала — асинхронный;
топология сети — „общая шина”;
интерфейс — RS-485;
число контроллеров в сети — до 32;
скорость передачи данных — 19,2, 38,4, 57,6, 115,2, 250, 500 Кбод, устанавливается пользователем;
гальваническая развязка — имеется;
длина линии связи сети — до 1,2 км в зависимости от установленной скорости передачи данных;
тип линий связи — витая пара или коаксиальный кабель.
Радиальный последовательный канал используется в качестве шлюза для связи с верхним уровнем. Аппаратно это реализуется через блок питания шлюзовой (БП-Ш). Характеристики канала связи с ПЭВМ:
тип канала — асинхронный;
интерфейс — RS-232C или ИРПС;
формат байта: старт-бит, 8 бит данных, контроль по паритету отсутствует, длина стоповой посылки — 1 бит;
скорость передачи данных — 1,2, 2,4, 4,8, 9,6, 19,2, 38,4, 57,6, 115,2 Кбод, зависит от интерфейса (для ИРПС — только первые 5 значений) и устанавливается пользователем;
гальваническая развязка — только для ИРПС;
длина линий связи — до 1,2 км, зависит от интерфейса (для RS-232C — до 15 м) и установленной скорости передачи данных;
тип линий связи — две витые пары.
В названиях RS-232, RS-485, RS-422 RS расшифровывается как Recommended Standard (рекомендованный стандарт)[9]. Ключевое слово тут - "рекомендованный", означающее, что эти стандарты никогда никем не были приняты. Смысл статуса "рекомендованный" означает только одно - каждый производитель вправе реализовать этот интерфейс так, как он считает нужным. Однако, если производитель желает, чтобы его устройство было совместимо с другими аналогичными устройствами, он должен придерживаться определенных правил, которые собственно и закреплены этим стандартом. Все RS-интерфейсы можно разделить на полудуплексные (half-duplex) и дуплексные (full-duplex). Правда, деление такое не совсем точно, т.к. тот же RS-485 может быть и полудуплексным (два провода) и дуплексным (четыре провода), они так и называются - 2-wire (2-проводный) RS-485 и 4-wire (4-проводный) RS-485[10]. Симплексные (simplex) интерфейсы позволяют передавать данные только в одну сторону, т.е. только с передатчика на приемник, но не обратно. В качестве примера симплексного интерфейса можно привести FM радио или телевидение. Применяется в тех случаях, когда надо просто передать информацию какому-либо устройству без необходимости подтверждения и обратной связи.
Полудуплексные интерфейсы снимают главное ограничение симплексных интерфейсов - одностороннюю связь. Они позволяют двум устройствам обмениваться информацией, причем оба устройства могут быть и приемниками и передатчиками, но не одновременно! Т.е. каждое устройство может либо передавать, либо принимать (например, RS-485 полудуплексный).
Применение дуплексного интерфейса позволяет осуществлять прием и передачу информации одновременно, т.е. оба устройства могут быть и приемником и передатчиком одновременно. Например, RS-232 - дуплексный интерфейс.
Амплитуда принятого сигнала должна быть больше зоны нечувствительности: для логической 1 - отрицательнее минус 3В, для логического 0 - положительнее плюс 3В. Сигнал, попадающий в зону нечувствительности, трактуется как отсутствие сигнала. Это касается активного сопротивления кабеля. Реактивная составляющая влияет на форму принятого сигнала. Она не должна быть индуктивной во избежание появления выбросов напряжения в цепях обмена. В то же время, она не должна иметь большой емкостной составляющей. Интерфейс RS-232 использует небалансный (unbalanced) сигнал, в то время как RS-422/RS-485 используют балансный (balanced) сигнал.
Небалансный сигнал передается по несбалансированной линии, представляющей собой сигнальную землю и одиночный сигнальный провод, уровень напряжения на котором используется, чтобы передать или получить двоичные 1 или 0. Напротив, балансный сигнал передается по сбалансированной линии, которая представлена сигнальной землей и парой проводов, разница напряжений между которыми используется для передачи/приема бинарной информации (все вместе составляет экранированную витую пару). Не углубляясь в подробности, можно сказать, что сбалансированный сигнал передается быстрее и дальше, чем несбалансированный. Для небалансного сигнала уровень двоичной единицы соответствует диапазону от минус 5В до минус 15В. Уровень нуля лежит в пределах от 5В до 15В.
Аппаратная часть связи с ПЭВМ показана на рис.39. Связь ПЭВМ с локальной сетью "Транзит" осуществляется через блок сопряжения (шлюз) по интерфейсу RS-232C. Протокол обмена информацией с контроллерами локальной сети "Транзит" описан в литературе[3].
Интерфейс RS-232С - это одна из разновидностей последовательных интерфейсов, то есть информационный сигнал передается последовательно, бит за битом, по одному сигнальному проводу. Таким образом, теоретически, последовательные интерфейсы требуют только пары проводов (сигнальный и общий). Из этого вытекает, что помехоустойчивость такого вида передачи сигналов должна быть довольно велика, так как в единичный интервал времени помеха может воздействовать только на один бит в байте, а не на все 8, как в параллельном интерфейсе. Канал связи RS232 допускает соединение “точка” - ”точка”. Уровень сигналов в платах, формат байтов, скорости работы полностью соответствуют стандарту RS232. Для связи локальной сети "Транзит" с ПЭВМ через шлюз используется трехпроводная схема соединения:
-
ПЭВМ (RS-232) DB9
Шлюз (RS-232)
Наименование
Цепь
Конт.
Цепь
Конт.
Наименование
“приемник”
RxD
2
TxD
2
“передатчик”
“передатчик”
TxD
3
RxD
3
“приемник”
“земля”
GND
5
GND
7
“земля”
Примечание: Гальваническая развязка линии отсутствует. Желательно использовать на ограниченных расстояниях до 10м. В лаборатории линия связи от ПЭВМ N1 около 15м. Связь и в этом случае достаточно устойчивая, т.к. нет помех, и скорость обмена составляет 4800бит/с. Допускается использовать только в системах с общим заземлением или с автономным питанием.
Данный коммуникационный интерфейс применяется в IBM-совместимых ПК. Стандарт RS-232С разработан в 1969 г. американской Ассоциацией электронной промышленности (Electronic Industries Association) и носит название EIA RS-232-C, так же этот стандарт называется CCITT V.24. Каждое из устройств RS-232 представляет собой контроллер, оснащенный 25- или 9-штырьковым разъемом на задней стенке корпуса ПЭВМ. Этот разъем может использоваться для подключения мыши, графопостроителя или многих других устройств, а также организации связи между ПЭВМ. Общий вид такого разъема приведен на рис.40. Вместо букв используются для нумерации контактов и цифры. Отечественный аналог этого стандарта носит название “Стык С2”, а сам порт называется универсальным асинхронным приемопередатчиком (УАПП). Еще одно название программируемый элемент асинхронной связи (ACE).
Рис. 40. Стандартный разъем последовательного порта
Буквы A…P означают номера контактов 10..25. Оба разъема - "папа" (DBxxM, male), со штырьками.
Наименования контактов разъёма RS-232 приведены в таблице 16.
Таблица 16
-
Название сигнала
Номер контакта
Назначение
Направление
DB9
DB25
DCD
1
8
Связь модемов установлена
В ПЭВМ
RX (RxD, Sin)
2
3
Принимаемые данные
В ПЭВМ
TX(TxD, Sout)
3
2
Передаваемые данные
Из ПЭВМ
DTR
4
20
Готовность ПЭВМ к работе
Из ПЭВМ
SG (GND)
5
7
Сигнальная земля
-
DSR
6
6
Готовность модема к работе
В ПЭВМ
RTS
7
4
Запрос на передачу
Из ПЭВМ
CTS
8
5
Готовность модема к передаче
В ПЭВМ
RI
9
22
Индикатор вызова
В ПЭВМ
FG
o
1
Защитная земля
-
TxC
-
15
Тактирование
В ПЭВМ
RxC
-
17
Тактирование
В ПЭВМ
ERxC
-
18
Тактирование
Из ПЭВМ
-
21
Кольцевой тест через удаленный модем
Из ПЭВМ
ETxC
-
24
Тактирование
Из ПЭВМ
TI
-
25
Индикатор теста
В ПЭВМ