Контроллер системы автоматизации
Контроллер системы автоматизации1 Техническое задание на разработку проекта Исходные данные для проектированияНазначение устройстваУстройство, разработка которого проводится в данной работе, - контроллер системы автоматизации. В качестве реализуемых на его основе функций можно назвать следующие: получение данных от датчиков состояния объекта управления, формирование управляющих воздействий согласно решаемым задачам, обмен информацией с другими контроллерами и центральной ЭВМ. Также в этот список можно включить и такие внутренние сервисные функции как самодиагностика и контроль хода выполнения программы – выявление ситуаций “зависания”.В проекте не рассматриваются процессы непосредственного управления объектом. Поэтому основной задачей контроллера будет прием данных от внешнего источника, преобразование их в нужный формат и передача дальше по цепочке. То есть контроллер можно рассматривать как некий “информационный” ретранслятор, снабженный функциями контроля и самодиагностики.Контроллер принимает данные в виде пакетов в соответствии с протоколом X-Modem, обеспечивающим проверку возникновения ошибок передачи и повторный запрос пакета в случае их возникновения. Реализуемый интерфейс приема – ИРПР-М.Информация буферизуется и передается дальше по одному байту без контроля ошибок также с использованием интерфейса ИРПР-М. Дополнительно с помощью программируемого таймера контроллер производит проверку состояния ПЗУ (подсчет контрольной суммы) и анализ хода выполнения программы. В случае несовпадения контрольной суммы либо зависания одной из задач выключается индикатор нормальной работы, и процесс останавливается до вмешательства оператора.1.1.2 Характеристики интерфейса ИРПР-МИнтерфейс ИРПР-М является унифицированной системой связей и сигналов и обеспечивает единые способы обмена информацией при соединении корреспондентов посредством кабеля. Интерфейс ИРПР-М может быть использован при построении сосредоточенных модульных систем обработки данных. По классификационным признакам интерфейс ИРПР-М является межблочным, асинхронным, параллельным, однонаправленным, радиальным интерфейсом. Единицей обмена данными для интерфейса является байт или слово. Максимальное удаление двух взаимодействующих компонент – 15 метров. Максимальное число линий связи – 40. Минимальный набор линий связи приведен в таблице 1.1Таблица 1.1 - Сигналы интерфейса ИРПР-МВременные диаграммы, объясняющие обмен информацией по линиям интерфейса, представлены на рисунке 1.1.Рисунок 1.1 – Временные диаграммы интерфейса ИРПР-М1.1.3 Структура сообщенийПрием данных осуществляется в соответствии с протоколом X-Modem. Пакет информации представляет собой последовательность из 132 байт. Структура пакета:Заголовок пакета. В качестве заголовка выступает код 01h (SOH).Два байта – номер пакета. Первый байт – собственно номер, а второй его дополнение (для контроля ошибок).Тело пакета – 128 байт.Байт контрольной суммы. Контрольная сумма охватывает номер пакета и тело пакета.Для сопровождения обмена используются служебные символы, представленные в таблице 1.2.Таблица 1.2 – Служебные символы протокола X-ModemПроцесс обмена осуществляется следующим образом: Приемник посылает передатчику подряд два сигнала NAK. В ответ передатчик начинает посылку пакетов. После приема каждого пакета приемник анализирует правильность передачи и посылает передатчику символ ACK – подтверждение приема. Если при подсчете контрольной суммы обнаружена ошибка, то вместо сигнала ACK передается NAK – запрос на повторную передачу пакета. Последовательность пакетов передатчик завершает символов EOT, который приемник подтверждает сигналом ACK. Если при установке связи передатчик не ответил на запрос информации (два сигнала NAK), то приемник продолжает посылать запрос NAK с интервалом 10 секунд. Может быть послано до десяти запросов NAK.Передача информации производится посимвольно. Причем данные посылаются блоками по 256 байт. В начале каждого блока располагается четыре байта, несущие информацию о текущем времени контроллера. Данные блоки формируются в отдельном участке памяти – буфере передатчика и посылаются п мере готовности. За формированием информационных блоков следит специальная задача. Структура и алгоритм функционирования контроллера.1.2.1 Структурная схема контроллераСтруктурная схема контроллера представлена на рисунке 1.2.Элементы, входящие в схему:СГ – системный генератор.ЦП – центральный процессор.ПЗУ – постоянное запоминающее устройство.ОЗУ – оперативное запоминающее устройство.ПКП – программируемый контроллер прерываний.ПТ – программируемый таймер.ИГ – индикатор готовности.ПВВ – порт ввода-вывода.Рисунок 1.2 - Структурная схема контроллераСистемная шина контроллера состоит из трех составляющих: шины адреса (AB), шины данных (DB), шины управления (CB).Индикатор готовности информирует о нормальной работе устройства – в случае возникновения ошибок индикатор гасится.Диаграммы состояний основных процессовДиаграмма состояний процесса приема, показанная на рисунке 1.3, наглядно иллюстрирует работу контроллера при приеме данных от внешнего устройства. Так как прием информации осуществляется пакетами, то в основе схемы лежит диаграмма состояний при использовании протокола X-Modem.Рисунок 1.3 - Диаграмма состояний процесса приема данныхБолее подробно состав блока “Послать символ” представлен на рисунке 1.4.Рисунок 1.4 – Состав блока “Принять символ”Содержание блока “Послать символ” раскрыто на рисунке 1.5.Рисунок 1.5 – Состав блока “Послать символ”.На рисунке 1.6 показана диаграмма процесса передачи информации. Передача ведется по одному байту без контроля ошибок.На рисунке событие “Прошло 500 нс” означает выдержку необходимой паузы для формирования сигнала. Включение передатчика происходит при наличии флага готовности буфера передачи. Поэтому проверка буфера включает в себя и проверку состояния флага.Рисунок 1.6 - Диаграмма состояний процесса передачи данных.
Другие файлы:
Разработка системы автоматизации технологического процесса УПН-21 на базе микропроцессорного контроллера SLC-500 американской фирмы Allen-Bradley
Технологический процесс подготовки нефти. Описание системы автоматизации управления процессами. Программируемый логический контроллер SLC5/04: выбор,...
Автоматизация установки для получения моющего раствора
Принципы построения современных систем автоматизации технологических процессов, реализованных на базе промышленных контроллеров и ЭВМ. Разработка функ...
Разработка системы автоматизации процесса стабилизации температуры охлажденного продукта
Технические требования к проектируемой системе автоматизации. Разработка функциональной схемы автоматизации. Автоматическое регулирование технологичес...
Проектирование автоматизированной системы центрального пункта сбора нефти
Характеристика УППН ЦПС "Дружное". Описание технологического процесса подготовки нефти. Уровень контрольно-измерительных приборов и автоматики. Микроп...
Системы автоматизации и управления технологическими процессами
Предпосылки появления системы автоматизации технологических процессов. Назначение и функции системы. Иерархическая структура автоматизации, обмен инфо...
