Це рішення дешевше і надійніше.
ПРИНЦИП РОБОТИ КОМП'ЮТЕРА КЕРУВАННЯ.
Структурна схема комп'ютера управління:
─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┐ ┌ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┐
┌────────────┐ ┌────────────┐ ┌ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┐
│ │ Š P Z │ │ │ │ │ ┌─────────────┐ │
│ │ │ │ │ │ A J │ │
└───────────── ┘─────────────┘ │ │ │ │ └─────────────┘ │
│ │ └ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─┐│
┌───────────── ┐─────────────┐ │ │ │ │ ┌─────────────┐ │
│ N P Z │ │ P Z │ │ O P │││
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │
└─────────────┘││ │ │ └─────────────┘││
│ │ │ │ │ ┌ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─┘ │
│ │ │ ┌─────────────┐ │
│ │ V P │ │ │ │ │ │ │ R │ │
│ │ │ │ └──────────────┘ │
└────────────┘ └─────────────┘ │ │ └────────────┘ ZJ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘
PZ Z ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┘ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─
- інформація (дані) AJ - арифметична одиниця
- управління та управління ОП - оперативна пам’ять
комп'ютерні сигнали R - контролер
PJ - блок передачі номерних знаків - стандартна периферія. зар.
ZJ - основна одиниця NPZ - нестандартна периферія. зар.
CJ - центральний блок VP - зовнішні спогади
1. Центральний блок комп'ютера складається з: а) базового блоку
б) оперативна пам’ять
в) блок передачі
- основна одиниця складається з: а) арифметичної одиниці
Застосовується для виконання арифметики та
логічні операції.
б) контролер (блок управління)
Його завдання - контролювати роботу особистості-
частин комп'ютера відповідно до зазначеної програми.
- Оперативна пам'ять: використовується для зберігання програм, вхідних даних, результатів та розрахунків.
2. Додаткова периферія: Використовується для введення даних та програм в операційну пам’ять комп’ютера та виведення результатів із комп’ютера.
Допоміжні пристрої - це: а) стандартні (периферійні) пристрої
Наприклад датчик перфострічки, перфоратор, принтер, FD, координати-
реєстратор.
б) зовнішні спогади
Пам'ять магнітоплівки, магнітний диск-
металева пам’ять.
в) нестандартна периферія
одиниця контакту з навколишнім середовищем, яка використовується для з'єднання технологічного процесу з центральним блоком або панеллю оператора (людина - комп'ютер).
Окремі частини комп'ютера з'єднані двома типами каналів.
- для передачі даних комп'ютерного управління та моніторингу
- для передачі інформації (інструкції та дані у вигляді двійкових чисел)
Мінікомп’ютери управління та мікрокомп’ютери більш сучасної концепції мають структуру шини, що забезпечує модульну побудову власної системи управління.
ПІДКЛЮЧЕННЯ КОМПЬЮТЕРУ КЕРУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИМ ПРОЦЕСОМ.
Під час моніторингу та контролю технологічного процесу необхідно постійно вимірювати та контролювати різні фізичні величини:
а) аналог - напр. температура термоелектричної комірки
б) двозначні сигнали - напр. при вимірюванні температури біметалічним термометром
в) імпульсні сигнали - напр.
при вимірюванні швидкості за допомогою фотоелектричного датчика або при вимірюванні витрати турбінним вимірювальним пристроєм, де кількість швидкостей турбіни пропорційне потоку
Кількість цих кількостей може сягати кількох 100-1000.
Підключення керуючого комп'ютера до технологічного процесу:
┌────────────────── ┌──────┐ ┌───────────────── ───┐
│ ┌───┐ ┌───┐ │ │ VP │ │ ┌───┐ ┌───┐ │
AV │ │P1 │ Z │A/Č│ │ └──────┘ │ │Č/A│ │P4 │ │ AVY
│ │ │ │ │ │ ┌───────────────┐ │ │ │ │ │ │
└───┘ └───┘ └───┘ │ │ │ │ └───┘ └───┘ │
│ │ │ │ │ │
┌───┐ ┌───┐ │ │ │ │ ┌───┐ │
DV │ │P2 │ │ │ │ │ │P5 │ │ DVY
│ │ │ │ │ │ │
└───┘ └───┘ │ │ │ │ └───┘ │
│ │ │ │ │ │
┌───┐ ┌───┐ ┌───┐ │ │ │ │ ┌───┐ │
IV │ │P3 │ │ČI │ │ │ │ │ │P6 │ │ IVY
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
└───┘ └───┘ └───┘ │ │ │ │ └───┘ │
└───────── └───────┬───────┘ └───────── ────────────┘
│ │
┌───┴───┐ ┌───┴───┐
│ PO │ │ ŠPZ │
└───────┘ └───────┘
P - керуючий комп'ютер ČI - лічильник імпульсів
VP - зовнішні пам'яті AV - аналогові входи
Номерний знак - стандартна периферія. зар. DV - цифрові входи
PO - панель оператора IV - імпульсні входи
Z - підсилювач AVY - аналогові виходи
P1.P6 - перемикачі (мультиплексори) DVY - цифрові виходи
AC - аналогово-цифровий prev. IVY - імпульсні виходи
CA - цифровий аналог поперед.
Вхідна сторона контакту з навколишнім середовищем:
Це пристрій, за допомогою якого комп’ютер отримує інформацію про керований процес, а також дозволяє спілкуватися людина-комп’ютер.
4.
Вихідна сторона пристрою, що контактує з навколишнім середовищем:
Це пристрій, за допомогою якого комп’ютер може негайно втрутитися в процес.
Комп’ютер не може працювати з усією інформацією вводу-виводу одночасно. Тому їх потрібно поступово підключати до комп'ютера, а потім обслуговувати P1-P6 і називати мультиплексорами.
АВТОМАТИЧНА СИСТЕМА УПРАВЛІННЯ ТЕХНОЛОГІЧНИМИ ПРОЦЕСАМИ.
Ці значення доступні оператору через панель оператора.
ASA - сигнали дії AR CJ - центральний блок RP
ACA - аналогові виконавчі механізми VS - вхідна сторона блоку
екологічні регулятори
ASC - цифрові сигнали дії VYS - сторона виходу пристрою
екологічні регулятори
ACC - виконавчі пристрої цифрових S1-Sn - датчики тех. кількості
контролери x1-xn - значення сприйнятих величин
Номерний знак - стандартна периферія. зар. SI - сигналізація
RP - керуючий комп'ютер KM - крокові двигуни
Збір фізичних величин відбувається таким чином, що за дуже короткий час ts значення всіх величин фіксуються і зберігаються в пам'яті комп'ютера. Збір повторюється циклічно з T. Через короткий час збору ми говоримо про квазіодночасний (майже одночасний збір даних).
Після закінчення збору обчислення проводяться в центральному підрозділі ДП, поки він діє
Ts + Tv │ Z ├─┤ A/Č├──┼──┼─┤ │ │
│TP │ │ └────┘ │ │ │ CJ │
└─ └───────────────────────────────┘ └─ ───────────┘
ТП - технолог. Процес GTA - технолог-генератор.
AVS - сторона аналогового введення адрес
CJ - центральний комп'ютерний блок DTA - технологія декодера.
PR - плата інтерфейсу адреси
SC - сигнал початку циклу CZK - кінець діяльності
Т. А. - технолог. адреса A/Č - аналог. ні. перетворювач
D - двійкове число з C/A перетворювачем Z - підсилювач
(8-16 біт) MPX - мультиплексор (перемикач)
Циклічний переривчастий режим
АНАЛОГОВА ВИХІДНА СТОРІНКА
ЕКОЛОГІЧНІ КОНТАКТНІ БЛОКИ.
ТП - технолог. DTA процес - технологія декодера.
AVÝSS - аналоговий вихідний бік адрес
CJ - центральний комп'ютерний блок KČ - кінець діяльності
PR - інтерфейсна пластина Č/A - ні. аналоговий. перетворювач
SJ - запуск блоку MPX - мультиплексор (перемикач)
Т. А. - технолог. адресу
D - дані
Сторона аналогового виводу зазвичай працює в програмі (адреса)-
oovom) mode.Технолог зовнішнього обладнання. процес призначаються-
не технолог. адреси VY01. VY16. Ці адреси служать для точного визначення зовнішнього пристрою, на який повинен надходити аналоговий вихідний сигнал від контакту з навколишнім середовищем. ел. Напруга. Перетворення чисел в аналогові.
напруга здійснюється в C/A перетворювачі, який зазвичай є частиною одиниці контакту з навколишнім середовищем.
9.
КОНВЕРТЕР КОНТРОЛЮ.
Він постійно змінює вхідний аналоговий сигнал на відповідний вихідний сигнал у певному цифровому коді. Він використовується для кількісного вираження вхідної величини за допомогою чисел.
Характеристика передач перетворювача A/Č:
│
│
│ │
│ │
a2a1a0 │
│
111 ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┌────
│ │
110 ┌───┘ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┌───┘
│ │
101 ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┌───┘
│ │
100 ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┌───┘
│ │
011 ─ ─ ─ ─ ─ ─ ┌───┘
│ │
010 ─ ─ ─ ─ ┌───┘
│ │
001 ┌───┘ ─ ┌───┘
│ │
000 └───┴───┼───────┼──────┼───────┼────────
2 4 6 8 ─────> Ux
Основний принцип передачі, тобто Дискретизація в часі складається з оцінки часу миттєвого значення аналога.
GP - пилообразний генератор напруги GI - генератор імпульсів
K - компаратор CI - лічильник з виходом. бітмі
S - електронний вимикач a2, a1, a0
Величина напруги Ux пропорційна тимчасовому інтервалу спрацьовування перетворювача Т, який отримують, порівнюючи напругу Ux з лінією. при зростаючій напрузі Up, що подається від пилоподібного генератора напруги GP в порівнянні-
ланцюга (компаратор К). GI виробляє імпульси певної частоти, які надходять через перемикач S в CI, який їх підраховує. Коли Up досягає значення виміряної напруги Ux, K посилає імпульс зупинки і блокує вхід імпульсів до CI за допомогою S. Кількість імпульсів, зчитаних у лічильнику, прямо пропорційна розміру Ux. Потім беремо закодований цифровий інф. З окремих бітів лічильника, форма якого залежить від використовуваного коду.
Č/A ПЕРЕТВОРЮВАЧ.
Якщо вихідний інф. від № систему, яку нам потрібно подальше обробляти в безперервній, тобто аналогової форми, ми повинні використовувати C/A перетворювач. Це змінює вхідний закодований цифровий сигнал на відповідний аналоговий рівень. вихідна кількість. Найпоширеніший результат кількість одна. напруга або струм.
Поведінка такого перетворювача може бути визначена за статичною характеристикою.
Статичні характеристики трибітового аналогового C/A перетворення-
ка:
│
U [V] │ │
│ │
│ 7│
0 0 1 1 0 0 1 1 a0
0 1 0 1 0 1 0 1 a1
a2
Для підключення операційного підсилювача як суматора застосовується таке співвідношення:
Ро Ро Ро
u2 = - ─── u1- ─── u2-. - ─── ун
R1 R2 Rn
, Ро Ро Ро
u2 = - ─── u1 + ─── u2 +. + ─── un ───> перевернутий результат
R1 R2 Rn
Підсумовуючий підсилювач підключення використовується для перетворювача C/A.
RO
├─────┐ ├─────┐
│ │
│ │
R │ │
o───┬── S2 ├────┼─── ├────┼─── OZ ──┴────────о УФ
│ 2R │
├────┼─ S1 ─────────┤ ├────┤
│ │ 4R │
└────┼───┼─ ТАК ─────┤ ├────┘
│ │
┌─┴─┬─┴─┬─┴─┐ R R R
├───┴───┴───┤ U = a2─── UR + a1─── UR + a0─── UR
│ RG │ R 2R 4R
└───────────┘
││
││ ВХІД R R R
└┘ U = Ur (a2─── + a1─── + a0───)
R 2R 4R
RG - вхідний регістр
Окремі біти, записані в регістрі RG, керують електронним сном-
потім S0, S1, S2, які подають опорну напругу UR через так званий вагові резистори R, 2R, 4R на вхід операційного підсилювача OZ, який підключений як суматор (у зворотному зв'язку OZ є резистор розміром R)
Миттєве значення вихідної напруги є чітко визначеним журналом.
стану вхідного трибітового цифрового сигналу.
Вихідна таблиця 3 - бітова напруга
B/A перетворювач (UR = 4 В).
ПІДКЛЮЧЕННЯ КОНТРОЛЕРА ДО ПОПЕРЕДНЬОГО ОБЛАДНАННЯ З ВИКОРИСТАННЯМ ДІЙСНОГО ІНТЕРФЕЙСУ.
Підключення комп’ютера до периферійного пристрою. пристроїв здійснюється в блоці передачі через дійсний інтерфейс. У більшості випадків кожен периферійний. для пристрою потрібна одна інтерфейсна плата, яка містить:
- кеш (зазвичай 16-розрядний регістр)
- тригер, що генерує т. зв фліп-біт (біт F)
- тригер, що генерує т. зв.
контрольний біт (біт C)
PZ - периферійний пристрій PR - інтерфейсна плата
VP - буфер номерних знаків - стандартна периферія. зар.
P - комп'ютер KP - кінець передачі
13.
Кожна плата інтерфейсу має жорстко закодовану адресу, на основі якої комп'ютер працює з відповідною периферією. обладнання.
Передача відбувається:
а) в програмному режимі процесор чекає завершення передачі даних із периферійним пристроєм. пристроїв через PR, а потім продовжує обчислення.
б) контакт, ініційований автоматично за допомогою системи переривання, дозволяє здійснювати обчислення в контрольному комп'ютері відповідно до програми, і одночасно дані передаються в DP відповідно. PR.
в) контакт через канал ДНК (Прямий доступ до пам'яті). У цьому контакті дані передаються з периферії. обладнання оператору. пам'ять безпосередньо. Не через процесор відп.
СИСТЕМА ПЕРЕРІЗАННЯ КОНТРОЛЕРА.
Функцію системи переривань комп'ютера управління можна пояснити на графіку:
│ PUP - прогрес профілю користувача для-
│ грам
┌──────────── ┌────────────
│ ЩЕНОК │ │ ПІСЛЯ ПО - продовжити користувач
─┼──────────┼────┼──────────── програма
т
│ │ │ RU - запит на підключення пера-
Ярмарок обладнання
│ ┌─┐ │ │
P RU │ │ PDP - передача даних з периферії
─┼──────┴─┼─┼────┼──────────── буферний пристрій
t0 T0 ° t пам’ять
│ │ │ │
│ ПДВ - передача даних з буфера
Зробіть ├─┤ │ пам’ять для реєстрації A
│ PDP │ │
─┼────────┴─┴────┼──────────── При роботі з системою переривань-
t0 ° t1 t мама - це використання ЦП нижче-
Nejšie │ │ Набагато ефективніше, якщо врахувати-
, Я що периферійний. зар. вони працюють
┤────┤ ├────┤ в 10000 разів повільніше, ніж процесор.
│ │PDV │
─┼──────────┴────┴────────────
t1 t1 ° t
Система пріоритетних переривань:
У момент t0 кілька периферійних пристроїв можуть вимагати з'єднання. зар. якось. Вони сигналізують про це, посилаючи біт F на комп'ютер. Окремі біти F проходять через т. Зв вибір пріоритету. Тобто пристрій з вищим пріоритетом має пріоритет. Дозволяє працювати лише з одним периферійним пристроєм. зар. незалежно від того, скільки бітів надходить одночасно. Переривання запускає біт F з найвищим пріоритетом, тобто. з найменшим значенням адр. допустимі інтерфейси.
Активність кожного периферійного пристрою. зар. керує спеціальною підпрограмою управління, яка є частиною операційної програми контрольного комп'ютера, що постачається виробником.
процесор по черзі призначається кожній програмі
Супервайзер - вирішує, до якої програми буде призначений центральний процесор. Кожній користувацькій програмі присвоюється пріоритет, відповідно до якого керується керівником.
Мови програмування: а) машинний код
б) символічна адресна мова (Асемблер)
(c) вищі мови програмування (Algol, For-