Това решение е по-евтино и по-надеждно.
ПРИНЦИП НА РАБОТА НА КОМПЮТЪРА ЗА УПРАВЛЕНИЕ.
Блок-схема на контролния компютър:
─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┐ ┌ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┐
┌────────────┐ ┌────────────┐ ┌ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┐
│ │ Š P Z │ │ │ │ │ ┌─────────────┐ │
│ │ │ │ │ │ A J │ │
└───────────── ┘─────────────┘ │ │ │ │ └─────────────┘ │
│ │ └ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─┐│
┌───────────── ┐─────────────┐ │ │ │ │ ┌─────────────┐ │
│ N P Z │ │ P Z │ │ O P │││
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │
└─────────────┘││ │ │ └─────────────┘││
│ │ │ │ │ ┌ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─┘ │
│ │ │ ┌─────────────┐ │
│ │ V P │ │ │ │ │ │ │ R │ │
│ │ │ │ └──────────────┘
└────────────┘ └─────────────┘ │ │ └────────────┘ ZJ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘ │
PZ Z ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘ CJ
- информация (данни) AJ - аритметична единица
- управление и контрол OP - оперативна памет
компютърни сигнали R - контролер
PJ - единица за прехвърляне на регистрационния номер - стандартна периферна. zar.
ZJ - основна единица NPZ - нестандартни периферни устройства. zar.
CJ - централен блок VP - външни спомени
1. Централният блок на компютъра се състои от: а) базовия блок
б) оперативна памет
в) предавателна единица
- основната единица се състои от: а) аритметична единица
Използва се за извършване на аритметика и
логически операции.
б) контролер (контролен блок)
Неговата задача е да контролира работата на индивида-
части от компютъра според посочената програма.
- RAM: Използва се за съхраняване на програми, входни данни, резултати и изчисления.
2. Допълнителни периферни устройства: Използва се за въвеждане на данни и програми в оперативната памет на компютъра и за извеждане на резултати от компютъра.
Спомагателните устройства са: а) стандартни (периферни) устройства
Напр. сензор за щампована лента, перфоратор, принтер, FD, координати-
рекордер.
б) външни спомени
Магнито лента памет, магнитен диск-
метална памет.
в) нестандартни периферни устройства
единица за контакт с околната среда, която се използва за свързване на технологичния процес с централния блок или операторския панел (човек - компютър).
Отделните части на компютъра са свързани с два вида канали.
- за предаване на компютърни данни за контрол и наблюдение
- за предаване на информация (инструкции и данни под формата на двоични числа)
Контролните миникомпютри и микрокомпютрите с по-модерна концепция имат структура на шината, която позволява модулна конструкция на персонализирана система за управление.
ВРЪЗКА НА КОМПЮТЪРА ЗА УПРАВЛЕНИЕ С ТЕХНОЛОГИЧЕН ПРОЦЕС.
При наблюдение и контрол на технологичния процес е необходимо непрекъснато да се измерват и контролират различни физически величини:
а) аналогов - напр. термоелектрична клетъчна температура
б) двузначни сигнали - напр. при измерване на температурата с биметален термометър
в) импулсни сигнали - напр.
при измерване на скоростта с фотоелектрически сензор или при измерване на потока с турбинно измервателно устройство, където броят на скоростите на турбината е пропорционален на потока
Броят на тези количества може да достигне няколко 100 до 1000.
Свързване на контролния компютър с технологичния процес:
┌────────────────── ┌──────┐ ┌────────────────── ───┐
│ ┌───┐ ┌───┐ │ │ VP │ │ ┌───┐ ┌───┐
AV │ │P1 │ Z │A/Č│ │ └──────┘ │ │Č/A│ │P4 │ │ AVY
│ │ │ │ │ │ ┌───────────────┐ │ │ │ │ │ │
└───┘ └───┘ └───┘ │ │ │ │ └───┘ └───┘ │
│ │ │ │ │ │
┌───┐ ┌───┐ │ │ │ │ ┌───┐ │
DV │ │P2 │ │ │ │ │ │P5 │ │ DVY
│ │ │ │ │ P │ │ │ │ │
└───┘ └───┘ │ │ │ │ └───┘ │
│ │ │ │ │ │
┌───┐ ┌───┐ ┌───┐ │ │ │ │ ┌───┐ │
IV │ │P3 │ │ČI │ │ │ │ │ │P6 │ │ IVY
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
└───┘ └───┘ └───┘ │ │ │ │ └───┘ │
└───────── └───────┬───────┘ └───────── ────────────┘
│ │
┌───┴───┐ ┌───┴───┐
│ PO │ │ ŠPZ │
└───────┘ └───────┘
P - контролен компютър ČI - брояч на импулси
VP - външни памет AV - аналогови входове
Регистрационен номер - стандартен периферен. zar. DV - цифрови входове
PO - операторски панел IV - импулсни входове
Z - AVY усилвател - аналогови изходи
P1.P6 - превключватели (мултиплексори) DVY - цифрови изходи
AC - аналогово-цифров prev. IVY - импулсни изходи
CA - цифров аналог.
Входната страна на устройството за контакт с околната среда:
Това е устройство, чрез което компютърът получава информация за контролирания процес и също така позволява комуникация човек-компютър.
4.
Изходна страна на устройството за контакт с околната среда:
Това е устройство, с което компютърът може незабавно да се намеси в процеса.
Компютърът не може да работи едновременно с цялата I/O информация. Следователно те трябва да бъдат свързани към компютъра постепенно и след това да обслужват P1-P6 и се наричат мултиплексори.
АВТОМАТИЧНА ТЕХНОЛОГИЧНА СИСТЕМА ЗА УПРАВЛЕНИЕ НА ПРОЦЕСИ.
Тези стойности са достъпни чрез операторския панел за оператора.
ASA - сигнали за действие AR CJ - централен блок RP
ACA - аналогови задвижващи механизми VS - входната страна на устройството
регулатори на околната среда
ASC - цифрови VYS сигнали за действие - страна на изхода на устройството
регулатори на околната среда
ACC - задвижващи устройства на цифрови S1-Sn - сензори техн. количества
контролери x1-xn - стойности на усетени величини
Регистрационен номер - стандартен периферен. zar. SI - сигнализация
RP - управляващ компютър KM - стъпкови двигатели
Събирането на физически величини се извършва по такъв начин, че за много кратко време стойностите на всички величини се улавят и съхраняват в паметта на компютъра. Събирането се повтаря циклично с Т. Поради краткото време за събиране говорим за квазиедновременно (почти едновременно събиране на данни).
След края на събирането изчисленията се извършват в централното звено на DP, докато то е валидно
Ts + Tv │ Z ├─┤ A/Č├──┼──┼─┤ │ │
│TP │ │ └────┘ └────┘ │ │ CJ │
└─ └───────────────────────────────┘ └─ ───────────┘
TP - технолог. GTA процес - технолог-генератор.
AVS - страна на аналогов вход на адресите
CJ - централен компютърен блок DTA - декодер технолог.
PR - адресна платка за интерфейс
SC - CZK сигнал за начало на цикъла - край на дейността
ТА - технолог. адрес A/Č - аналогов. не. конвертор
D - двоично число с C/A конвертор Z - усилвател
(8 - 16 бита) MPX - мултиплексор (превключвател)
Цикличен прекъсващ режим
АНАЛОГОВА ИЗХОДНА СТРАНИЦА
ЕДИНИЦИ ЗА КОНТАКТ С ОКОЛНАТА СРЕДА.
TP - технолог. DTA процес - технологичен декодер.
AVÝSS - аналогова изходна страна на адресите
CJ - централен компютърен блок KČ - край на дейността
PR - интерфейсна плоча Č/A - бр. аналогов. конвертор
SJ - Старт на MPX единица - мултиплексор (превключвател)
ТА - технолог. адрес
D - данни
Страната на аналоговия изход обикновено работи в програмата (адрес)-
oovom) mode.Технолог на открито оборудване. процес са назначени-
не технолог. адреси VY01. VY16. Тези адреси служат за точно определяне на външното устройство, към което трябва да се изпрати аналоговият изходен сигнал от контактната единица за околната среда. ел. волтаж. Преобразувайте числата в аналогови.
напрежението се осъществява в C/A преобразувателя, който обикновено е част от единицата за контакт с околната среда.
9.
КОНВЕРТОР ЗА КЛИМАТ.
Той непрекъснато променя входния аналогов сигнал към съответния изходен сигнал в определен цифров код. Използва се за количествено изразяване на вложеното количество посредством числа.
Характеристика на предавката на A/Č преобразувател:
│
│
│ │
│ │
a2a1a0 │
│
111 ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┌────
│ │
110 ┌───┘ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┌───┘
│ │
101 ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┌───┘
│ │
100 ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┌───┘
│ │
011 ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┌───┘
│ │
010 ─ ─ ─ ─ ┌───┘
│ │
001 ┌───┘ ─ ┌───┘
│ │
000 └───┴───┼───────┼──────────────┼────────
2 4 6 8 ─────> Ux
Основният принцип на трансфер, т.е. Дискретизацията във времето се състои в оценка на момента на моментната стойност на аналога.
GP - триончест генератор на напрежение GI - импулсен генератор
K - сравнителен CI - брояч с изход. битми
S - електронен превключвател a2, a1, a0
Величината на напрежението Ux е пропорционална на времевия интервал на работа на преобразувателя T, който се получава чрез сравняване на напрежението Ux с lin. с нарастващото напрежение Up, подавано от трионния генератор на напрежение GP в сравнение-
верига (компаратор К). GI произвежда импулси с определена честота, които влизат чрез превключвателя S в CI, който ги брои. Когато Up достигне стойността на измереното напрежение Ux, K изпраща стоп импулс и блокира входа на импулсите към CI със S. Броят на импулсите, отчетени в брояча, е пряко пропорционален на размера Ux. След това вземаме кодирания цифров инф. От отделните битове на брояча, чиято форма зависи от използвания код.
Č/A ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ.
Ако изходният инф. от бр. система, която трябва да обработваме допълнително в непрекъсната, т.е. аналогова форма, трябва да използваме C/A конвертор. Това променя входящия кодиран цифров сигнал на съответното аналогово ниво. изходно количество. Най-често срещаният изход количеството е едно. напрежение или ток.
Поведението на такъв преобразувател може да се определи от статична характеристика.
Статични характеристики на трибитово аналогово C/A преобразуване-
ка:
│
U [V] │ │
│ │
│ 7│
0 0 1 1 0 0 1 1 a0
0 1 0 1 0 1 0 1 a1
a2
За свързването на операционния усилвател като суматор се прилага следната връзка:
Ро Ро Ро
u2 = - ─── u1- ─── u2-. - ─── ун
R1 R2 Rn
, Ро Ро Ро
u2 = - ─── u1 + ─── u2 +. + ─── un ───> обърнат изход
R1 R2 Rn
Сумиращата връзка на усилвателя се използва за C/A преобразувателя.
RO
├─────┐ ├─────┐
│ │
│ │
R │ │
o───┬── S2 ├────┼─── ├────┼─── OZ ──┴────────о UV
│ 2R │
├────┼─ S1 ─────────┤ ├────┤
│ │ 4R │
└────┼───┼─ ТАКА ─────┤ ├────┘
│ │
┌─┴─┬─┴─┬─┴─┐ R R R
├───┴───┴───┤ U = a2─── UR + a1─── UR + a0─── UR
│ RG │ R 2R 4R
└───────────┘
││
││ ВХОД R R R
└┘ U = Ur (a2─── + a1─── + a0───)
R 2R 4R
RG - входен регистър
Отделните битове, записани в регистъра RG, контролират електронния сън-
след това S0, S1, S2, които захранват еталонното напрежение UR чрез т.нар теглови резистори R, 2R, 4R към входа на операционния усилвател OZ, който е свързан като картер (в обратната връзка OZ има резистор с размер R)
Моментната стойност на изходното напрежение е ясно определен дневник.
състояния на входния трибитов цифров сигнал.
Изходна таблица 3 - битово напрежение
B/A преобразувател (UR = 4 V).
СВЪРЗВАНЕ НА КОМПЮТЪРА ЗА УПРАВЛЕНИЕ С ПРЕДПОЧИТАНИ УСТРОЙСТВА, ИЗПОЛЗВАНЕ НА ВАЛИДЕН ИНТЕРФЕЙС.
Свързване на компютър към периферно устройство. устройства се извършва в предавателния блок чрез валиден интерфейс. В повечето случаи всяка периферна. устройството изисква една интерфейсна платка, която съдържа:
- кеш (обикновено 16-битов регистър)
- flip-flop схема, генерираща т.нар флип бит (бит F)
- flip-flop схема, генерираща т.нар.
контролен бит (бит C)
PZ - периферно устройство PR - интерфейсна платка
VP - буфер за регистрационния номер - стандартен периферен. zar.
P - компютър KP - край на предаването
13.
Всяка интерфейсна платка има кодиран адрес, въз основа на който компютърът работи със съответната периферия. оборудване.
Прехвърлянето се извършва:
а) в програмен режим процесорът чака трансферът на данни с периферното устройство да завърши. устройства чрез PR и след това продължава изчислението.
б) контактът, иницииран автоматично с помощта на системата за прекъсване, позволява изчислението в контролния компютър да се извършва според програмата и в същото време данните се прехвърлят към DP респ. PR.
в) контакт чрез ДНК канал (Директен достъп до паметта). При този контакт данните се предават от периферията. оборудване на оператора. памет директно. Не чрез процесор респ.
СИСТЕМА ЗА ПРЕКЪСВАНЕ НА КОНТРОЛЕРА.
Функцията на системата за прекъсване на контролния компютър може да бъде обяснена на графиката:
│ PUP - напредък на потребителския профил за-
│ грама
┌──────────── ┌────────────
│ PUP │ │ СЛЕД PO - продължи потребител
─┼──────────┼────┼──────────── програма
т
│ │ │ RU - заявка за връзка с писалка-
│ честно оборудване
│ ┌─┐ │ │
P RU │ │ PDP - пренос на данни от периферни устройства
─┼──────┴─┼─┼────┼──────────── буферно устройство
t0 T0 ° t памет
│ │ │ │
│ PDV - трансфер на данни от буфера
Направете ├─┤ │ памет, за да регистрирате A
│ PDP │ │
─┼────────┴─┴────┼──────────── При работа със система за прекъсвания-
t0 ° t1 t мама е използването на процесора по-долу-
Nejšie │ │ Много по-ефективно, когато помислите-
, Аз, че периферни. zar. те работят нагоре
├────┤ ├────┤ 10000 пъти по-бавно от процесора.
│ │PDV │
─┼──────────┴────┴────────────
t1 t1 ° t
Система за приоритетно прекъсване:
По време на t0 няколко периферни устройства могат да поискат връзка. zar. веднага. Те сигнализират за това, като изпращат бит F към компютъра. Отделните битове F преминават през т.нар приоритетен избор. Тоест устройство с по-висок приоритет има предимство. Позволява работа само на едно периферно устройство. zar. без значение колко бита идват едновременно. Прекъсването задейства бита F с най-висок приоритет, т.е. с най-ниска стойност на адр. валидни интерфейси.
Активността на всяка периферна. zar. управлява специална контролна подпрограма, която е част от операционната програма на контролния компютър, предоставена от производителя.
процесорът се присвоява последователно на всяка програма
Супервайзор - решава към коя програма ще бъде възложен CPU. На всяка потребителска програма се присвоява приоритет, според който се управлява надзорният орган.
Езици за програмиране: а) машинен код
б) символен адресен език (Асемблер)
в) по-високи езици за програмиране (Algol, For-