Студопедия — Программного управления
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Программного управления






 

Микропроцессорные средства управления. Микропроцессор (МП) – это программно-управляемое устройство, предназначен­ное для обработки цифровой информации, представленной в дво­ичной форме, и управления процессом этой обработки, реализо­ванное на одной или нескольких больших интегральных схемах (БИС). Другими словами, МП – это стандартное универсальное устройство, позволяющее реализовать прием, обработку ипере­дачу цифровой информации.

Микропроцессорная система (МПС) это совокупность взаи­мосвязанных устройств, включающая в себя один или несколько МП, память запоминающее устройство (ЗУ), устройства вво­да-вывода (УВВ) и ряд других устройств, предназначенных для выполнения некоторых четко определенных функций.

Микроконтроллер (МК) устройство, выполняющее функ­ции логического анализа (сложные последовательности логичес­ких операций) и управления, реализуемое на одной или несколь­ких БИС. Данное микропроцессорное устройство, в отличие от МП рассчитанное для узкоспециализированного применения, за счет сокращения функций по выполнению арифметических опе­раций позволяет уменьшить его аппаратную сложность и развить функции логического управления.

Микропроцессорный комплект интегральных схем (МПКИС) – это совокупность микропроцессорных БИС (базовый МПК) и других ИС, однотипных по конструктивному, технологическому исполнению, для которых обеспечена функциональная, структур­ная, информационная и энергетическая совместимость при ис­пользовании в МПС.

Микропроцессорную систему, используемую для управления электроприводами и технологическими комплексами, часто на­зывают управляющей вычислительной машиной (УВМ). Структу­ра и взаимосвязь основных средств микропроцессорной техники в рамках микропроцессорных УВМ показана на рис. 29.

Микропроцессор включает в себя арифметико-логическое уст­ройство (АЛУ), устройство управления (УУ) и блок регистров (БРГ), в который входят регистры, аккумулятор адреса, флаго­вые состояния, программный счетчик общего назначения и т.д. Арифметико-логическое устройство предназначено для выполне­ния арифметических и логических операций с данными, пред­ставленными в двоичной форме, АЛУ и УУ составляют централь­ное процессорное устройство (ЦПУ).

Помимо МП (одного или нескольких) МПС включает в

себя оперативное (ОЗУ) или постоянное (ПЗУ) запоминающие устройства, УВВ и ряд других устройств. Особый класс устройств в составе УВМ составляют устройства связи с объектом (УСО).

 

 

Рис. 29. Структура микропроцессорной управляющей вычислительной

машины

 

Взаимодействие частей УВМ осуществляется посредством шин: адресной (ША), данных (ШД), и управления (ШУ), связываю­щих в единую систему компоненты МПС, а также шин измере­ния, контроля и управления, которые совместно с соответствую­щими УСО или с устройствами связи с процессом обеспечивают непосредственное взаимодействие МПС с управляемым объектом или процессом.

Шина адреса — набор однонаправленных сигнальных линий, по которым от ЦПУ к памяти или устройствам ввода-вывода пе­редаются коды адреса.

Шина данных — набор двунаправленных сигнальных линий, по которым передаются данные между ЦПУ и памятью либо устрой­ствами ввода-вывода.

Шина управления — набор сигнальных линий, которые исполь­зуются для синхронизации работы ЦПУ и других элементов ком­пьютерной системы.

Конструктивно МПС могут быть подготовлены для работы с человеком-оператором, т.е. иметь клавиатуру, дисплей и другие необходимые компоненты, в этом случае ее называют микроЭВМ. Возможно также предназначение МПС для агрегатирования, т.е. для работы в конструктивно и функционально едином комплексе аппаратуры.

Микропроцессор — это управляющее устройство с гибким ал­горитмом работы, который программно закладывается в память процессора. Заложенная в ЗУ программа может быть изменена или полностью заменена для выполнения других функций управле­ния, т.е. МП является универсальным устройством.

Возможность программирования определяет широту использо­вания МП для решения разных задач управления. Последователь­ность команд, обеспечивающих реализацию требуемого алгорит­ма управления, образует программу. Команды, заложенные в про­грамму, выполняются МП в пошаговом режиме в записанной по­следовательности. Каждая команда программы содержит информа­цию о том, что нужно делать с исходными данными (операндами) и по какому адресу поместить результат операции. Первая часть команды содержит код операции (КОП) (например, сложение, логическое сравнение и др.). Вторая часть команды — адресная — содержит адреса расположения операндов, с которыми прово­дится данная операция и адрес регистра или ячейки памяти, куда должен быть помещен результат. Бывают и безадресные команды.

Команды, адреса и операнды МП выражаются многоразрядными двоичными кодами. Современные МП, предназначенные для уп­равления электроприводами, оперируют с 16-разрядными словами (количеством информации, обрабатываемой за цикл работы МП).

Составленные на языках программирования низкого (язык ас­семблера и др.) или высокого (Бейсик, Си, Паскаль и др.) уров­ня программы далее переводятся (транслируются) с помощью специальных кросс-программ в систему машинных кодов, кото­рыми оперирует МП.

Память ОЗУ и ПЗУ в составе МПС служит для размещения данных, программы и результатов обработки данных. Для расши­рения возможностей МПС могут использоваться и внешние запо­минающие устройства (ВЗУ).

Устройства ввода-вывода информации служат для взаимодей­ствия МПС с оператором и управляемым объектом. К УВВ отно­сятся пульты управления и программирования, дисплеи и другие внешние устройства, а также БИС параллельного и последова­тельного интерфейсов.

Устройства связи УСО обеспечивают связь МПС с внешними для МПС устройствами: датчиками, несущими информацию, под­лежащую обработке в МП, и устройствами управления силовой частью электропривода. Поскольку некоторые датчики и устрой­ства управления могут быть аналоговыми, возникает задача пере­вода аналоговой информации в цифровую и обратно. Эта опера­ция осуществляется аналого-цифровыми АЦП и цифроаналоговыми ЦАП преобразователями, входящими в состав УСО.

Интерфейсное устройство (ИУ) — это совокупность аппарат­ных средств и программ, обеспечивающих управления передачей информации между МП, памятью ЗУ и внешними устройствами.

По назначению МПС можно разделить на универсальные и спе­циализированные. Универсальные МПС используют стандартные языки программирования, имеют широкий набор периферийных уст­ройств и могут использоваться для выполнения разнообразных задач управления и вычислительных операций, в частности реализа­ции требуемых передаточных функций операционных регуляторов.

Специализированными называют МПС, ориентированные на выполнение конкретных задач управления. Наиболее широко ис­пользуемые специализированные МПС — это программируемые контроллеры и микроконтроллеры.

Они имеют ту же структуру, что и универсальные МПС, но за счет сокращения объема выполнения арифметических операций, увеличения числа УВВ и УСО аналогового и дискретного типа эти МПС более приспособлены для управления технологическими процессами. Программируемые контроллеры (ПК) имеют, как прави­ло, объектно-ориентированные более простые в использовании языки программирования. В настоящее время выпускается и ис­пользуется большое число типов программируемых контроллеров: Деконт, MCS-196/296 и др.

Структурная схема ПК приведена на рис. 30. Модули ввода (входные модули) формируют сигналы, поступающие от разных периферийных устройств (конечных выключателей, электрических аппаратов, тепловых реле и т.п.). Данные сигналы имеют оптронную развязку. Сигналы, поступающие на вход, имеют, как правило, два уровня «0» и «1». Модули вывода (выходные модули) подают сигналы на управляемые исполнительные устройства электроавтоматики станка (контакторы, пускатели, электромагниты, сигнальные лампы, электромагнитные муфты и т.д.). При выходном сигнале «1» соответствующее устройство получает команду на включение, а при выходном сигнале «0» - на выключение. В соответствии с параметрами управляемых устройств модули вывода имеют силовые (транзисторные) электронные ключи, рассчитанные на соответствующую силу тока (постоянного DC или переменного AC) и обеспечивающие подачу на исполнительное устройство необходимого по величине электрического напряжения.

 

 

Рис. 30. Структурная схема программируемого контролера:

1 – процессор; 2 – таймер и счетчики; 3 – перепрограммируемая память; 4 – оперативная память (ОЗУ); 5 – общая шина связи блоков; 6 – блок связи с устройством ЧПУ или ЭВМ; 7 – блок подключения пульта для программирования; 8 – модули ввода; 9 – коммутатор ввода-вывода; 10 – модули вывода; 11 – пульт программирования с клавиатурой и дисплеем

 

Процессор с памятью решает логические задачи управления модулями вывода на основании информации, поступающей на модули ввода, и алгоритмов управления, введенных в память. Таймеры настраивают на обеспечение выдержек времени в соответствии с циклами работы ПК. Счетчики также решают задачи реализации цикла работы ПК.

Ввод программы в память процессора и ее отладка выполняются с помощью \специального переносного пульта, временно подключаемого к ПК. Этим пультом, представляющим собой устройство записи программы, можно поочередно обслуживать несколько ПК. В процессе записи программы на дисплее пульта отображается текущее состояние управляемого объекта в релейных символах или условных обозначениях. Ввод программы может также осуществляться через блок связи с устройством ЧПУ или ЭВМ.

 







Дата добавления: 2015-10-19; просмотров: 824. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Аальтернативная стоимость. Кривая производственных возможностей В экономике Буридании есть 100 ед. труда с производительностью 4 м ткани или 2 кг мяса...

Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Мелоксикам (Мовалис) Групповая принадлежность · Нестероидное противовоспалительное средство, преимущественно селективный обратимый ингибитор циклооксигеназы (ЦОГ-2)...

Менадиона натрия бисульфит (Викасол) Групповая принадлежность •Синтетический аналог витамина K, жирорастворимый, коагулянт...

Разновидности сальников для насосов и правильный уход за ними   Сальники, используемые в насосном оборудовании, служат для герметизации пространства образованного кожухом и рабочим валом, выходящим через корпус наружу...

Измерение следующих дефектов: ползун, выщербина, неравномерный прокат, равномерный прокат, кольцевая выработка, откол обода колеса, тонкий гребень, протёртость средней части оси Величину проката определяют с помощью вертикального движка 2 сухаря 3 шаблона 1 по кругу катания...

Неисправности автосцепки, с которыми запрещается постановка вагонов в поезд. Причины саморасцепов ЗАПРЕЩАЕТСЯ: постановка в поезда и следование в них вагонов, у которых автосцепное устройство имеет хотя бы одну из следующих неисправностей: - трещину в корпусе автосцепки, излом деталей механизма...

Понятие метода в психологии. Классификация методов психологии и их характеристика Метод – это путь, способ познания, посредством которого познается предмет науки (С...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.011 сек.) русская версия | украинская версия