Această soluție este mai ieftină și mai fiabilă.
PRINCIPIUL DE FUNCȚIONARE AL COMPUTERULUI DE CONTROL.
Schema bloc a computerului de control:
─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┐ ┌ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┐
┌────────────┐ ┌────────────┐ ┌ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─
│ │ Š P Z │ │ │ │ │ ┌───────────── ┐
│ │ │ │ │ │ A J │ │
└─────────────┘ └─────────────┘ │ │ │ │ └────────────┘ │
│ │ └ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─┐│
┌─────────────┐ ┌─────────────┐ │ │ │ │ ┌────────────┐ │
│ N P Z │ │ P Z │ │ O P │││
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │
└─────────────┘││ │ │ └────────────┘││
│ │ │ │ │ ┌ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─┘ │
│ │ │ ┌─────────────┐ │
│ │ V P │ │ │ │ │ │ │ R │ │
│ │ │ │ └─────────────┘ │
└────────────┘ └─────────────┘ │ │ └────────────┘ ZJ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘ │
PZ Z ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘ CJ
- informații (date) AJ - unitate aritmetică
- gestionare și control OP - memorie operațională
semnal computer R - controler
PJ - unitate de transfer a plăcuței de înmatriculare - periferic standard. zar.
ZJ - unitate de bază NPZ - periferice nestandardizate. zar.
CJ - unitate centrală VP - memorii externe
1. Unitatea centrală a unui computer este formată din: a) unitatea de bază
b) memoria operațională
c) unitatea de transmisie
- unitatea de bază este formată din: a) unitate aritmetică
Se folosește pentru efectuarea aritmeticii și
operații logice.
b) controler (unitate de control)
Sarcina sa este de a controla funcționarea individului-
părți ale computerului în conformitate cu programul specificat.
- RAM: Utilizat pentru a stoca programe, date de intrare, rezultate și calcule.
2. Periferice suplimentare: utilizate pentru a introduce date și programe în memoria de operare a computerului și pentru a scoate rezultate de pe computer.
Dispozitivele auxiliare sunt: a) dispozitive standard (periferice)
De exemplu. senzor cu bandă perforată, perforator cu bandă perforată, imprimantă, FD, coordonată-
recorder.
b) amintiri externe
Memorie cu bandă magnetică, dis magnetic-
memorie metalică.
c) periferice nestandardizate
unitate de contact cu mediul, care este utilizată pentru a conecta procesul tehnologic cu unitatea centrală sau panoul operatorului (om - computer).
Părțile individuale ale computerului sunt conectate prin două tipuri de canale.
- pentru transmiterea datelor de control și monitorizare a computerului
- pentru transmiterea informațiilor (instrucțiuni și date sub formă de numere binare)
Minicomputerele și microcomputerele de control cu un concept mai modern au o structură de autobuz, care permite construirea modulară a unui sistem de control personalizat.
CONEXIUNEA COMPUTERULUI DE CONTROL CU PROCES TEHNOLOGIC.
Atunci când monitorizați și controlați procesul tehnologic, este necesar să măsurați și să controlați continuu diferite mărimi fizice:
a) analog - de ex. temperatura celulei termoelectrice
b) semnale cu două valori - de ex. la măsurarea temperaturii cu un termometru bimetalic
c) semnale de impuls - de ex.
atunci când măsurați viteza cu un senzor fotoelectric sau când măsurați debitul cu un dispozitiv de măsurare a turbinei, unde numărul de viteze al turbinei este proporțional cu
Numărul acestor cantități poate ajunge la câteva 100 până la 1000.
Conectarea computerului de control la procesul tehnologic:
┌────────────────── ┌────── ┌───────────────────
│ ┌───┐ ┌───┐ │ │ VP │ │ ┌───┐ ┌───┐ │
AV │ │P1 │ Z │A/Č│ │ └──────┘ │ │Č/A│ │P4 │ │ AVY
│ │ │ │ │ │ ┌───────────────┐ │ │ │ │ │ │
└───┘ └───┘ └───┘ │ │ │ │ └───┘ └───┘ │
│ │ │ │ │ │
┌───┐ ┌───┐ │ │ │ │ ┌───┐ │
DV │ │P2 │ │ │ │ │ │P5 │ │ DVY
│ │ │ │ │ P │ │ │ │ │
└───┘ └───┘ │ │ │ │ └───┘ │
│ │ │ │ │ │
┌───┐ ┌───┐ ┌───┐ │ │ │ │ ┌───┐ │
IV │ │P3 │ │ČI │ │ │ │ │ │P6 │ │ IVY
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
└───┘ └───┘ └───┘ │ │ │ │ └───┘ │
└───────── └───────┬───────┘ └────────── ────────────
│ │
┌───┴───┐ ┌───┴───┐
│ PO │ │ ŠPZ │
└───────┘ └───────┘
P - computer de control ČI - contor de impulsuri
VP - memorii externe AV - intrări analogice
Plăcuță de înmatriculare - periferic standard. zar. DV - intrări digitale
PO - panoul operator IV - intrări de impulsuri
Z - Amplificator AVY - ieșiri analogice
P1.P6 - comutatoare (multiplexoare) DVY - ieșiri digitale
AC - analog-digital prev. IVY - ieșiri puls
CA - analog digital prev.
Partea de intrare a unității de contact cu mediul:
Este un dispozitiv prin care computerul primește informații despre procesul controlat și permite, de asemenea, comunicarea om-computer.
4.
Partea de ieșire a unității de contact cu mediul:
Este un dispozitiv cu ajutorul căruia computerul poate interveni imediat în proces.
Computerul nu poate lucra cu toate informațiile I/O în același timp. Prin urmare, acestea trebuie să fie conectate treptat la computer și apoi să servească P1-P6 și sunt numite multiplexoare.
SISTEM AUTOMAT DE GESTIONARE A PROCESELOR TEHNOLOGICE.
Aceste valori sunt accesibile operatorului prin intermediul panoului operatorului.
ASA - semnale de acțiune AR CJ - unitate centrală RP
ACA - actuatoare analogice VS - partea de intrare a unității
regulatorii de mediu
ASC - semnale digitale de acțiune VYS - partea de ieșire a unității
regulatorii de mediu
ACC - servomotoare digitale S1-Sn - tehnologie senzori. cantități
controlere x1-xn - valori ale mărimilor detectate
Plăcuță de înmatriculare - periferic standard. zar. SI - semnalizare
RP - computer de control KM - motoare pas cu pas
Colectarea cantităților fizice are loc în așa fel încât într-un timp foarte scurt valorile tuturor cantităților sunt capturate și stocate în memoria computerului. Colecția se repetă ciclic cu T. Datorită timpului scurt de colectare, vorbim de cvasi-simultane (culegere de date aproape simultană).
După încheierea colectării, calculele au loc în unitatea centrală a DP, în timp ce este valabilă
Ts + Tv │ Z ├─┤ A/Č├──┼──┼─┤ │ │
│TP │ │ └────┘ │ │ │ CJ │
└─ └────────────────────────────────┘ └─ ───────────
TP - tehnolog. Proces GTA - tehnolog generator.
AVS - partea de intrare analogică a adreselor
CJ - unitate centrală computer DTA - tehnologie decodor.
PR - placa de interfață a adresei
SC - Semnal de pornire ciclu CZK - sfârșitul activității
TA - tehnolog. adresa A/Č - analogică. Nu. convertor
D - număr binar cu convertor C/A Z - amplificator
(8 - 16 biți) MPX - multiplexor (comutator)
Mod intermitent ciclic
PAGINA DE IEȘIRE ANALOGICĂ
UNITĂȚI DE CONTACT CU MEDIUL.
TP - tehnolog. Proces DTA - tehnologie decodor.
AVÝSS - partea de ieșire analogică a adreselor
CJ - unitate centrală de calculator KČ - sfârșitul activității
PR - placă de interfață Č/A - nr. analogic. convertor
SJ - Pornire unitate MPX - multiplexor (comutator)
TA - tehnolog. abordare
D - date
Partea de ieșire analogică funcționează de obicei în program (adresă)-
oovom) mode.Tehnolog în echipamente exterioare. proces sunt atribuite-
nu un tehnolog. se adresează VY01. VY16. Aceste adrese servesc la determinarea precisă a dispozitivului exterior către care trebuie trimis semnalul de ieșire analogică de la unitatea de contact cu mediul. el. Voltaj. Conversia numerelor în analog.
tensiunea se efectuează în convertorul C/A, care este de obicei parte a unității de contact cu mediul.
9.
CONVERTITOR A/C.
Schimbă continuu semnalul analogic de intrare în semnalul de ieșire corespunzător într-un anumit cod digital. Este utilizat pentru exprimarea cantitativă a cantității de intrare prin intermediul numerelor.
Caracteristica uneltelor convertorului A/Č:
│
│
│ │
│ │
a2a1a0 │
│
111 ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┌────
│ │
110 ┌───┘ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┌───┘
│ │
101 ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┌───┘
│ │
100 ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┌───┘
│ │
011 ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┌───┘
│ │
010 ─ ─ ─ ─ ┌───┘
│ │
001 ┌───┘ ─ ┌───┘
│ │
000 └───┴───┼──────┼───────────────────────
2 4 6 8 ─────> Ux
Principiul de bază al transferului, i. Discretizarea în timp constă în evaluarea în timp a valorii instantanee a analogului.
GP - generator de tensiune din dinte de ferăstrău GI - generator de impulsuri
K - comparator CI - contor cu ieșire. bitmi
S - comutator electronic a2, a1, a0
Mărimea tensiunii Ux este proporțională cu intervalul de timp de funcționare al convertorului T, care se obține prin compararea tensiunii Ux cu lin. cu creșterea tensiunii Up furnizate de la generatorul de tensiune din dinte de ferăstrău GP în comparație-
circuit (comparatorul K). GI produce impulsuri cu o anumită frecvență care intră prin comutatorul S în CI care le numără. Când Up atinge valoarea tensiunii măsurate Ux, K trimite un impuls de oprire și blochează intrarea impulsurilor la CI cu S. Numărul de impulsuri citite în contor este direct proporțional cu dimensiunea Ux. Apoi luăm informația digitală codificată. Din biții individuali ai contorului, a căror formă depinde de codul utilizat.
Č/A CONVERTER.
Dacă ieșirea inf. de la nr. trebuie să procesăm în continuare într-un sistem continuu, i. în formă analogică, trebuie să folosim un convertor C/A. Aceasta schimbă semnalul digital codat de intrare la nivelul analogic corespunzător. cantitatea de ieșire. Cea mai comună ieșire cantitatea este una. tensiune sau curent.
Comportamentul unui astfel de traductor poate fi determinat dintr-o caracteristică statică.
Caracteristicile statice ale conversiei analogice C/A pe trei biți-
ka:
│
U [V] │ │
│ │
│ 7│
0 0 1 1 0 0 1 1 a0
0 1 0 1 0 1 0 1 a1
a2
Pentru conectarea amplificatorului operațional ca sumator, se aplică următoarea relație:
Ro Ro Ro
u2 = - ─── u1- ─── u2-. - ─── un
R1 R2 Rn
, Ro Ro Ro
u2 = - ─── u1 + ─── u2 +. + ─── un ───> ieșire inversată
R1 R2 Rn
Conexiunea amplificatorului sumator este utilizată pentru convertorul C/A.
RO
├─────┐ ├─────┐
│ │
│ │
R │ │
o───┬── S2 ├─────── ├─────── OZ ──┴────────o UV
│ 2R │
├────┼─ S1 ─────────┤ ├────┤
│ │ 4R │
└────┼───┼─ ASA ─────┤ ├────┘
│ │
┌─┴─┬─┴─┬─┴─┐ R R R
├───┴───┴───┤ U = a2─── UR + a1─── UR + a0─── UR
│ RG │ R 2R 4R
└───────────┘
││
││ INPUT R R R
└┘ U = Ur (a2─── + a1─── + a0───)
R 2R 4R
RG - registru de intrare
Biții individuali înregistrați în registrul RG controlează somnul electronic-
apoi S0, S1, S2, care alimentează tensiunea de referință UR prin așa-numita rezistențele de greutate R, 2R, 4R la intrarea amplificatorului operațional OZ, care este conectat ca un bazin (în feedback-ul OZ există un rezistor de dimensiunea R)
Valoarea instantanee a tensiunii de ieșire este un jurnal clar determinat.
stări ale semnalului digital de intrare pe trei biți.
Tabel de ieșire Tensiune de 3 biți
Convertor B/A (UR = 4 V).
CONECTAREA CONTROLLERULUI LA ECHIPAMENTE PRECEDENTE CU O INTERFAȚĂ VALABILĂ.
Conectarea unui computer la un periferic. dispozitivele se efectuează în unitatea de transmisie printr-o interfață validă. În cele mai multe cazuri, fiecare periferic. dispozitivul necesită o placă de interfață, care conține:
- cache (de obicei registru pe 16 biți)
- circuit flip-flop, generând așa-numitul flip bit (bit F)
- circuit flip-flop, generând așa-numitul.
bit de control (bit C)
PZ - dispozitiv periferic PR - placă de interfață
VP - tampon de înmatriculare - periferic standard. zar.
P - computer KP - sfârșitul transmisiei
13.
Fiecare placă de interfață are o adresă codificată, pe baza căreia computerul funcționează cu perifericul corespunzător. echipament.
Transferul are loc:
a) în modul program, procesorul așteaptă finalizarea transferului de date cu perifericul. dispozitive prin PR și apoi continuă calculul.
b) contactul inițiat automat folosind sistemul de întrerupere permite calculul în calculatorul de control să aibă loc în funcție de program și în același timp datele sunt transferate către DP resp. relatii cu publicul.
c) contact prin canal ADN (Acces direct la memorie). În acest contact, datele sunt transmise de la periferie. echipament pentru operator. memoria direct. Nu prin procesor resp.
SISTEM DE INTERRUPȚIE A CONTROLORULUI.
Funcția sistemului de întrerupere a computerului de control poate fi explicată pe grafic:
│ PUP - progresul profilului utilizatorului pentru-
│ grame
┌──────────── ┌────────────
│ PUP │ │ DUPĂ PO - continuați utilizatorul
Programul ─┼──────────┼─────────────────
t
│ │ │ RU - cerere pentru conectare stilou-
│ echipament echitabil
│ ┌─┐ │ │
P RU │ │ PDP - transfer de date de la periferic
─┼──────┴─┼─┼────┼──────────── dispozitiv tampon
t0 T0 ° t memorie
│ │ │ │
│ PDV - transfer de date din buffer
Faceți │─┤ │ memorie pentru a înregistra A
│ PDP │ │
─┼────────┴─┴───────────────── Când lucrați cu un sistem de întrerupere-
t0 ° t1 t mom este utilizarea procesorului de mai jos-
Nejšie │ │ Mult mai eficient atunci când luați în considerare-
, Eu acel periferic. zar. lucrează în sus
├────┤ ├────┤ 10000 de ori mai lent decât procesorul.
│ │PDV │
─┼──────────┴─────────────────
t1 t1 ° t
Sistem de întrerupere prioritară:
La momentul t0, mai multe periferice pot solicita o conexiune. zar. o dată. Ei semnalează acest lucru trimițând bitul F la computer. Biții individuali F trec prin așa-numitele selectarea priorității. Adică, un dispozitiv cu o prioritate mai mare are prioritate. Permite funcționarea unui singur periferic. zar. indiferent câte biți vin la un moment dat. Întreruperea declanșează bitul F cu cea mai mare prioritate, adică. cu cea mai mică valoare de adr. interfețe valide.
Activitatea fiecărui periferic. zar. gestionează un subrutină specială de control care face parte din programul de operare al computerului de control furnizat de producător.
procesorul este alocat alternativ fiecărui program
Supervizor - decide cărui program i se va aloca CPU. Fiecărui program de utilizator i se atribuie o prioritate în funcție de care este guvernat supraveghetorul.
Limbaje de programare: a) codul mașinii
b) limbajul adreselor simbolice (Assembler)
(c) limbaje de programare superioare (Algol, For-