Лекція 1. Загальні відомості з мікропроцесорних систем управління.
Основні поняття та визначення.
План.
Перспективність використання мікро – ЕОМ. Структура та елементна база. Основні поняття та визначення.
1. Конспект лекцій.
Останніми роками для автоматизації технологічних процесів сталі широко використовуватися програмовані технічні засоби контролю і управління на основі міні – і мікро – ЕОМ.
Міні – і мікро – ЕОМ є новим класом ЕОМ, орієнтованим на рішення задач управління
Останні відрізняються наявністю двох важливих функціональних устроїв: устрій з об’єктів (УЗО) і датчика часу (ТМР). Устрій зв’язку з об’єктом управління (УЗО) призначений для збору і вводу в машину інформації про процес, також виводу сигналів управління процесом.
Досягнутий за останнє десятиріччя прогрес в області напівпровідникової технології привів до значного підвищення ступеня інтеграції мікросхем. З’явилися програмовані великі інтегральні схеми (БІС), в даний час надвеликі інтегральні схеми (СБІС) – до 300 000 і більш елементів в кристалі. Вони одержали назву «мікропроцесори» і заклали основу нової елементної бази електронних засобів обробки інформації – мікропроцесорних комплексів інтегральних схем. Вживання мікропроцесорів є новим етапом науково – технічної і промислової революції в області обчислювальної техніки.
Під мікропроцесорними комплексами інтегральних схем (МПК ІС) розуміють сукупність мікропроцесорних і інших інтегральних схем, сумісних по конструктивно – технологічному виконанню і призначених для сумісного використовування при побудові мікропроцесорів, мікро – ЕОМ, контролерів і інших засобів обчислювальної техніки.
Мікропроцесор МП є конструктивно і функціонально закінченим устроєм обробки цифрової інформації, виконаним з однієї або декількох великих інтегральних схем (БІС), що входять до складу МПК ІС. В першому випадку МП називають однокристальним, в другому – багатокристальним або модульним. На основі мікропроцесорних комплексів ІС створені мікро – ЕОМ, мікропроцесорні управляючі обчислювальні комплекси, мікропроцесорні програмовані контролери (МПК) і ін.
Під мікро – ЕОМ розуміють пристрій обробки даних загального призначення, мають в своєму складі мікропроцесор, одне або декілька пристроїв, що запам’ятовують, для зберігання управляючих програм і засобу управління обміном з периферійними устрій вводу – виводу (УВВ).
Програмувальні мікропроцесорні контролери – це побудовані на основі МП спеціалізовані устрої, призначені для реалізації алгоритмів логічного типу (логіко – програмного управління) або алгоритмів аналогового управління.
За принципом роботи і побудовою мікро – ЕОМ в основному аналогічні міні – ЕОМ (за винятком неістотних відхилень, пов’язаних з невеликим числом зовнішніх висновків), але відрізняються значно меншими габаритами і дещо меншим об’ємом даних, якими вони оперують. Висока надійність, простота управління, низька вартість, невеликі габарити і мале споживання енергії МПК ІС зроблено реальним і вигідним використовуванням УВК на основі мікро – ЕОМ і особливе МПК для безпосереднього управління окремими агрегатами і установками замість приладів і регуляторів, релейних пристроїв логічного і програмного (УЛПУ) управління з жорсткою логікою функціонування.
На рисунку приведена типова структурна схема УОК на основі мікро – ЕОМ з однокристальним мікропроцесором, побудованим на МПК ІС. Вона складається з мікропроцесора МП, оперативного устрою ОЗУ, постійного устрою ПЗП або перепрограмованого устрою ППЗУ, що запам’ятовує, контролерів зв’язку КЗ для підключення до МП устроїв зовнішньої пам’яті (гнучкий магнітний диск) і пристроїв вводу – виводу УВВ (відеотермінали, друкуюче пристрій), устроїв зв’язку з об’єктом управління УЗО і інших залежно від призначення УОК.
Для зв’язку із зовнішніми пристроями МП (центральна частина УОК) має адресну машину А, шину даних Д і шину управління С. Большинство МП має 16 – розрядну шину адреси, 8 – розрядну шину даних. Шина управління 6 – 10 висновків для передачі управляючих сигналів, ознак стану МП і периферійного устаткування.
Вплив мікропроцесорної техніки на розвиток засобів автоматизації виявився настільки сильним, що не тільки змінило концентрацію побудови апаратури, але і вплинуло на принципи системної організації АСУ ТП, зокрема привело до ідеї розподіленого управління (з нижнім і верхнім рівнями в системі), що характеризує широким вживанням цифрових управляючих мікропроцесорних устроїв на кожному рівні, але виконуючих різні функціональні задачі.
2. Рекомендована література:
Основна
1. Балашов Е. П., Пузанков Д. В. Микропроцессоры, микропроцессорные системы:Учеб. Пособ. Для вузов /Под ред. В. Б. Смолова – М: Радио и связь. 1981.- 328 с.
2. Вершинин О. Е. Применение микропроцессоров для автоматизации технологических процессов. – Л: Энергоиздат. 1986. – 208 с.
3. Микропроцессоры: в 3-х кн. /Под ред. Л. Н. Преснухина. – М: Высш. шк., 1986. – 495 с., 383 с.,
402 с.
Додаткова
1. Брусиловский Л. П.,Вайнберг А. Я., Черняков Ф. С. Системы автоматического управления технологическими процессами предприятий молочной промышленности.-М.: Агропромиздат.1986.-351с.
2. Логический микропроцессорный контролер Ломиконт. Краткое описание. М.: НИИ Теплоприбор. 1986. – 33 с.
3. Микропроцессорные автоматические системы регулирования. Основы теории и элементы./Под ред. В. В. Солодовникова. – М.: Высш. шк., 1991. – 254 с.
4. Микропроцессорные системы автоматического управления. /Под ред.
В. А. Весекерского. – Л.: Машиностроение, 1988. – 364 с.
5. Регулирующий микропроцессорный контролер Ремиконт Р – 100: ГСП. Отраслевой католог – вып. 13, 14. – М.: ЦНИИТЭИ. Приборостроение, 1985. – 87 с.
Методична
Мікропроцесорні системи управління технологічними процесами: методичні вказівки до виконання практичних занять на тему „Логічний мікропроцесорний контролер-ломіконт” для студентів 4 курсу спеціальностей 6.091707 „Технологія зберігання, консервування та переробки м’яса», „Технологія зберігання, консервування та переробки молока» денної і заочної форми навчання / Суми, 2008- 20 с. Мікропроцесорні системи управління технологічними процесами: методичні вказівки до виконання практичних занять на тему „Мікропроцесорний контролер Р-130” для студентів 4 курсу спеціальностей 6.091707 „Технологія зберігання, консервування та переробки м’яса», „Технологія зберігання, консервування та переробки молока», та за напрямом підготовки 6.051701 «Харчові технології та інженерія» денної і заочної форми навчання / Суми, 2009- 12 с., табл. 2.
Реферати :
Читати далі