Әр түрлі басқару жүйелеріндегі контроллерлер
МАЗМҰНЫ
КІРІСПЕ
3
1. Контроллердың жалпы сипаты
4
1.1 Контроллердің функциялары мен функционалды элементтері
4
1.2 Микроконтроллердің құрылымы
5
1.3 Бағдарламаланатын логикалық контроллер тұжырымдамасы
10
2. Автоматтандырудың басқару жүйесіндегі контроллер
14
2.1 Кәсіпорынды басқару жүйесіндегі контроллер
14
2.2 Өнеркәсіптік PLC контроллердің даму кезеңдері
16
2.3 PLC бағдарламалау тілдері және бағдарламалау
17
3. Simatic бағдарламаланатын логикалық контроллерлері
20
3.1 Simatic бағдарламаланатын логикалық контроллерлері негізінде микропроцессорлық орталықтандыру жүйесін құру ерекшеліктері
20
ҚОРЫТЫНДЫ
24
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
25
КІРІСПЕ
Контроллер әлемдік нарықта бәсекелестік, өндірістің бірқатар технологиялық артта, ресурстарға қол жеткізу шектеулі, бірінші кезекте, қаржы, жеткіліксіз заңнама мен өндірісті қозғайтын жергілікті нарықтық емес факторлар тәжірибесінің жоқтығы, ең озық технологияларды енгізу үшін шұғыл шаралар талап етеді.
Тікелей шығындарды азайту және өнім сапасын жақсарту, орыс өнеркәсіп өндірісінің дамуында маңызды факторына айналып отыр әсер ететін өндірістік процестерді автоматтандыру кеңінен қолдану.
Бұл ең жақсы дәлелі - металлургтер үшін әлемдік нарықта өсіп әсері, мұнай, қорғаныс кәсіпорындары. Өндірісті автоматтандыру, жаңғырту және дамыту инвестициялау, бүгін осы салалардың бүкіл отандық өнеркәсіптің қозғалтқышы болып табылады. Толық автоматтандырылған немесе робот желілері бірге қазіргі заманғы кәсіпорын және жеке жартылай автономды аудандар кіреді - оқшаулаумен жүйесін және төтенше қорғау, сумен жабдықтау жүйесін және әуе емдеу нысандарын, жүктерді өңдеу және сақтау терминалдары т.б. Олар үшін автоматтандырылған басқару функциялары бағдарламалық және аппараттық құрал (ПТК) орындайды. Олар өлшеу және өндірістік желілер мен арнайы бағдарламалық қамтамасыз ету көмегімен басқарылатын өнеркәсіптік компьютерлер аралас бақылау және жетектер қамтитын аппараттық және бағдарламалық қамтамасыз ету көмегімен салынған. Осылайша, компьютерлік желілер қарағанда, РТС негізгі процессор орталық болып табылады, және бағдарламаланатын логикалық контроллерлер желісіне тұтастай алғанда технологиялық процестерді автоматты басқару жүйесін (ТПБАЖ) бірыңғай жүйесіне, жергілікті және қашықтағы түрлі нысандар мен құрылғыларды біріктіру және сіз бақылауға мүмкіндік береді және олардың жұмыс бағдарламасын және жеке SCADA немесе басқа жүйелер. Бұл өндірістің барынша тиімділігін және қауіпсіздігін жылдам реттеу және қайта теңдестіру мүмкіндігін, операциялық орындау қатаң есепке алу және жоспарлау, бизнес-процестерді оңтайландыру қамтамасыз етеді.
1. Контроллердың жалпы сипаты
1.1 Контроллердің функциялары мен функционалды элементтері
Жүйедегі контроллердің негізгі функциялары мыналар – жинақтау, өңдеу және бастапқы мәліметті жоғарғы деңгейге тарату және программаланған басқару алгоритміне негізделген басқарушы әсерлерді жасау, сол әсерлерді жасаушы механизмдерге тарату. Көптеген заманауи контроллерлер секционды-блогты принцип негізінде жасалады. Әрбір логикалық модуль физикалық тұрғыдан жеке блок болып есептеледі. Олар монтажды корзинаға немесе бірыңғай монтажды шинаға орналастырылады. Модульдар арасындағы коммутация бірыңғай монтажды кросс арқылы жүзеге асады.
Мұндай конструктив қолданылатын модульдер санын түрлендіріп, контроллердің физикалық архитектурасын шешуге тиісті тапсырмаға қарай тиімді етіп отырады. Сонымен қатар мұндай құрылыс қызмет етуде, модернизация және жөндеу кезінде ыңғайлы. Қажет болған жағдайда тек барлық архитектуралық жүйе емес, тек жеке модуль ғана ауыстырылатын болады.
Контроллердің негізгі функционалдық элеметтеріне мыналар жатады:
• корпус;
• қуаттардыру көзі;
• процессор модулі;
• кіріс-шығыс модульдері (Объектімен байланыс құрылғысының модулі);
• байланыс және интерфейс модульдері (коммуникационды модульдер);
• мамандандырылған модульдер;
Қуат көзі контроллердің түйіндеріндегі үздіксіз және сенімді жұмысты қамтамасыз ету керек. Басты назар резерті қуат көзінің болуына аударылады (әдетте, аккумуляторлы батарея), ол әшкә электржелісі өшкен жағдайда мәліметті сақтап қалуға мүмкіндік береді .
Процессор модулдері қолданылатын элементтер базасына қарай 8-,16-, 32- разрядты болады. Оперативті сақтау контроллердің моделіне байланысты әр түрлі болып келеді. Логикалық құрылымына қарай контроллердің процессорлық модулі персоналды компьютердің жүйелік блогына сәйкес келеді. Бұл жерде дисктік жинақтаудың орнына контроллерде бағдарламаланатын ПЗУ (ППЗУ) және flash-память орналасқан. Кейбір контроллердің моделдерінде flash-память болмайды, ал кейбіреулерінде ондаған, кейде жүздеген мегабайт кездеседі. Процессор модулінде сондай –ақ Нақты уақыт сағаты (часы реального времени (RTC)) кіріктірілген.
Кіріс-шығыс модулдері кіріске келген аналогты және дискретті сигналдарды сандық формаға келтіруге және басқарушы әсерді аналогты немесе дискретті формада беруге арналған.
Байланыс және интерфейс модульдері контроллерді жоғарғы деңгеймен және өзара байланыстырады.
Контроллердің жадына программыны арнайы программатор немесе компьютердің интерфейсі арқылы енгізеді. Әрбір универсалды микропроцессорлы технологиялық процесстердегі автоматтандырылған басқару жүйелері класстарға бөлінеді. Әрқайсысының белгіленген атқаратын функциялары және өзіне тән басқарып отырған объектісіне байлансты қабылданатын және өңдейтін мәліметтері бар.
Қазіргі таңда дербес компьютерлер (ДК) көпшілік арасында кең тарады. Дербес компьютер тек бір адамға жұмыс жасауға арналған. ДК құрылымы мен олардың жұмыс істеу принциптерін қарастырайын.
ДК - дің құрылғыларының ішіндегі маңыздылары мыналар: жүйелік блок, монитор, пернтақта. Себебі бұларсыз компьютер жұмыс жасамайды. Басқа құрылғылар да пайдалы, бірақ оларсыз компьютер жұмыс жасай алады.
Компьютердің барлық құрылғылары бір - біріммен шнурлар арқылы жалғастырылады. ДК - дің процессоры мен жедел жады ішкі құрылғысы болып табылады. Басқалары: монитор, пернетақта, маус, модем, т. б. сыртқы құрылғылар болып табылады. Әрбір сыртқы құрылғы процессормен арнайы блоктар – адаптер немесе контроллер арқылы жалғасады. Адаптер немесе контроллердің міндеті – процессордан келіп түскен ақпаратты құрылғылардың жұмысын басқаратын сәйкес сигналдарға айналдыру. Процессор басқа құрылғылармен көптеген сымдардан тұратын кабель арқылы жалғастырылады, оны кеңарна немесе шина деп атайды. Дербес компьютерлердің архитектурасы – бұл, қолданушы мен программашының көмегімен тапсырмаларды орындайтын аппараттық және программалық құралдар жинағы. Архитектура сыртқы және ішкі болып бөлінеді. Дербес компьютерлердің архитектурасының негізіне магистральды- модульдік принцип жатады. Модульдік принцип компьютердің қажетті конфигурациясын жинақтауға, оларды модернизациялауға мүмкіндік береді.
Контроллер (Controller)
- компьютердің жеке құрылғыларының жұмысын басқаратын электрондық схема;
- бір немесе бірнеше құрылғыны басқаруды, ал кейбір жағдайларда компьютерге қосылған интерфейстердің сәйкес болуын орындайтын дербес компьютер блогы;
- оган қосылған құрылғылардың жұмысын басқаратын бағыныңқы жүйе, бірақ әдеттегідей одан өтетін ақпаратгар ағынып өзгертпейді;
- компьютерге қосылған құрылғыларды басқару қызметін атқаратын бағдарламаланатын аралық құрылғы.
1.2 Микроконтроллердің құрылымы
Алғашқы микроконтроллерлер (8048-шi топтама ) 1976 жылы батыс нарығында пайда болып, бiрден өңдеушiлер және тұтынушылардың назарын жаулап алды.
Дегенмен де iс жүзiнде бұл микроконтроллердің кемшiлiктерi бiрден атап өтiлдi. Өндірушілер ТЕСҚ (тұрақты есте сақтайтын құрал) көлемiнiң тапшылығын үнемi байқады. ЖЕСҚ (жедел есте сақтайтын құрал) көлемі де аз болды, 64 байттың жартысынан көбін жүйелік регистрлер алып тұрды. Көп командалардың тапшылығы сезілді.
Осыған байланысты Intel өңдеушi фирмасының алдында ауыр міндет тұрды – ол бойынша микро-ЭЕМ қасиеттерін оның корпусының шығыс санын үлкейтпей және 256 командалық шектен шықпай толықтыру болды. Бұл фирма осыдан кейін 8051 сериялы өнімін шығарды. Олардың жаңа шығарыламы - 8051 өнiмдiлiгі бойынша 8048 сериясынан асып түстi. Ол екi есе көп ЖЕСҚ-на ие болды, төрт енгізушығару портын, екi есе көп жалпы тағайындаудың регистрлерiн, екi есептеуiш-таймер және екi үзу сызығын құрамына біріктірді.
1995 жылдың басында Intel фирмасы микроконтроллердің жаңа MCS-251 топтарын жарыққа шығарды. Оның пайда болуы бүкiләлемдiк микроконтроллерлердiң MCS-51 топтарының архитектурасындағы сапалық өзгерісті белгiледi.
Бұл микроконтроллерлерді программалау ассамблер немесе Си тілінде жүргізіледі. Программаны қайта құру үшін программалы симуляторлар (дербес компьютерлерге арналған арнайы программалар, ішкі жүйе) және эмуляторды (микроконтроллерлерге ұқсас электронды құрылғы) қолданады.
Микроконтроллерлер программасына енгізілген түрлі электронды құрылғылар әр-түрлі әрекеттерді басқару үшін пайдаланылады. Микроконтроллердің микропроцессорлардан айырмашылығы, дербес компьютерлерде қолданылатын оларда қосымша құрылғылар орнатылған. Бұл құрылғылар өз міндеттерін микропроцессорлы микроконтроллерлер ядросы арқылы басқарып отырады.
Өндірушілердің бағалауы бойынша, микроконтроллерлердiң MCS-251 топтарының MCS-51 мен салыстырғанда өнiмдiлiктері және кейбір қасиеттері байытылған. Микроконтроллерлердiң адрестi кеңiстiгi 16 Мбайтқа дейiн кеңейтілген, сонымен бiрге iшкi регистрлердiң жиыны да ұлғайған. Командалар жүйесiне жаңа нұсқаулардың үлкен саны қосылған.
Артықшылығы:
- бұйымдардың үлкен номенклатурасы;
- микроконтроллерлердi өңдеушiлердiң үлкен тәжiрибесi;
- аспапты құралдардың үлкен саны.
Кемшілігі:
- Аккумулятор базасындағы арифметика–логикалық құрылымның баяулығы;
- нұсқаудағы такттердiң үлкен саны;
- бос командалық циклдердiң болуы;
- көп энергия тұтынуы, (MCS-251 ).
Микроконтроллердің құрылымына негізінен бағыттаушы құрылым, арифметика - логикалық құрылым және ішкi регистрлердiң блогы кіреді. Бұл негізгі параметрлер барлық микроконтроллерлер құрамында болады. Микроконтроллерде сигнал алмасу, яғни екі жақты алмасу мәліметтердің 8-разрядты магистралі арқылы жүзеге асады. Бұл құрылымдар арасында бағдарлаудың ішкі сигналының мәліметтерді беру жүйесі орналастырылған. Микроконтроллердің құрылымының схемасы төмендгі 1.1 - суретте көрсетілген.
1.1 – сурет. Микроконтроллердің құрылымы
Микроконтроллердің басқару блогы және синхронизациялар синхронизацияланған және бағдарлаушы сигналдарды өндiру үшiн арналған. Басқару блогiнiң құрамдарына кiредi (Микроконтроллердің блок схемасы 1.2 -суретте көрсетілген):
- уақыт аралықтарының құрастыру құрылымы;
- енгiзу-шығару логикасы;
- команда регистрi;
- электр энергиясының тұтынуын басқаратын регистр;
- командалар дешифраторы, ЭЕМ басқару логикасы.
Уақыт аралықтарының құрастыру құрылымы iшкi фаза сигналдарын құрастыру және беру үшiн арналған. Машина циклдерiнiң саны командалардың орындалуының ұзақтықтығын анықтайды. БКЭЕМ-ның (бір кристалды ЭЕМ) түгелдей дерлiк командалары бiр немесе екi машина циклдаларында орындалады.
Енгiзу-шығару логикасы енгізушығару порттары арқылы сыртқы құрылымдармен ақпарат алмасу сигналдарын қабылдау және беру үшiн арналған.
Команда регистрi атқарылатын команданың 8-шi дәрежелiк операция кодын жазу және сақтау үшiн арналған.
Электр энергиясының тұтынуын басқаратын регистр электр энергиясының тұтынуын кiшiрейту және бөгеу деңгейінiң кiшiрейуi үшiн микроконтроллердiң жұмысын тоқтатуға мүмкiндiк бередi.
Командалар дешифраторы, ЭЕМ басқару логикасы команданы орындау барысында операция кодтарын микропрограммаға өзгертедi.
1.2-сурет. Контроллердің қозғалыс блок-схемасы
Микроконтроллердің арифметика-логикалық құрылым арифметикалық және логикалық операцияларды орындауды қамтамасыз ететiн параллел сегiз разрядты құрылымнан тұрады. Арифметика-логикалық құрылым құрамына мыналар кіреді:
- ТЕСҚ тұрақтылары,
- сумматор,
- қосымша регистр ( В регистры),
- аккумулятор,
- бағдарламалардың күйi регистрі.
ТЕСҚ тұрақтылары мәлiметтердiң екiлiк-ондық кодта берiлуiн өндiрудi қамтамасыз етедi.
Параллел сегiз разрядты сумматор арифметикалық операцияларды қосу, алу және логикалық операцияларды қосу, алу, көбейтуге арналған бiртiндеп тасымалдауы бар комбинациялық түрдiң схемасын қамтиды.
B регистры операция уақытында көбейту және бөлуде қолданылатын сегiз разрядты регистр. Ол басқа нұсқаларда қосымша жедел регистр сияқты қарала алады.
Аккумулятор арифметика-логикалық операцияларды орындау барысында пайда болған нәтиженi қабылдау және сақтау үшiн арналған сегiз разрядты регистр.
Бағдарламаның күй регистрі бағдарламаны орындау кезіндегі арифметика-логикалық құрылымның күйi туралы ақпаратты сақтау үшiн арналған.
Электрондық құрылғыларды басқару үшiн қолданылатын микросхема — микроконтроллер. Микроконтроллер процессордың функцияларын бойына жинаған оның құрамында ТЕСҚ және ЖЕСҚ болады. Басқаша айтқанда бұл қарапайым тапсырмаларды орындай алатын біркристалды компьютер.
Ал енді MCS-51 микроконтроллерінің архитектурасын мысалға алайық. MCS-51 топтарының архитектурасы қолайлы және карапайым да арзан цифрлық құрылғыларымен ерекшеленген. . MCS-51 топтарына қарапайым микроконтроллерден бастап күрделі микроконтроллерде болатын микросұлба кіреді.
Басқару блогы (Timing and Control) құрылғының блоктармен үйлескен жұмысын оның кез-келген жұмыс режимінде қамтамасыз ететін басқарушы сигналдарды тудыру үшін арналған. Оның құрамына уақыт интервалын қалыптастырушы құрылғы, енгізу-шығару логикасы, командалар регистрі, электр энергиясын тұтынуды реттейтін регистр және де команда дешифраторы, ЭЕМ басқару логикасы.
Тактілік жиілік генераторы (такті импулсі генераторы) әр түрлі процестерді синхронизациялау үшін берілген жиілікте электрлік импульсті өндіреді. Тактілік импульс эталонды жиілік ретінде қолданылады-олардың санын өлшей отырып, мысалы, уақытша интервалдарды өлшейди.
Микропроцессорлық техникада бір тактілік импульс ереже бойынша, бір атомдық операцияға сәйкес келеді. Бір құрылымның өңделуі архитектураның немесе құрылым типіне байланысты микропроцессордың бір немесе бірнеше тактілік жұмысын шығаруы мүмкін. Тактілік импульстің жиілігін есептеу жылдамдығы анықтайды.
Уақытша интервалды қалыптастыру құрылғысы циклдер, тактілер және фазалар ішкі синхросигналдарын беру және қалыптастыру үшін арналған. Машиналық циклдердің саны орындалған команділердің ұзақтығын анықтайды. Негізінде БЭЕМ-нің орындалуы төрт машиналық циклді құрайтын көбейту және бөлу команділерінен басқа барлық команділері бір немесе екі машиналық циклде орындалады. Fг арқылы берілген генератордың жиілігін белгілейік. Онда машиналық циклдің ұзақтығы 12Fг тең немесе берілген генератор сигналының 12 периодын құрайды. Еңгізу-шығару логикасы Р0-Р3 еңгізу-шығару порттары арқылы 12Fг ішкі құрылғыларымен ақпарат ауыстыруды қамтамасыз ететін сигналдарды шығару және қабылдау үшін арналған.
Команда регистрі орындалатын команданың 8 разрядты операция кодын жазуға және сақтауға арналған. Код операциясы, командалар дешифраторы және ЭЕМ басқару логикасының көмегімен командаларды орындайтын микропрограммаға түрленеді.
Электр тұтынуды басқаратын регистр (PCON) қуат көзін тұтыну азйып кеткенде және микроконтроллер тарапынан болатын бөгеттер деңгейінің төмендеп кеткенде микроконтроллердің жұмысын тоқтатуға мүмкіндік береді.
Арифметика-логикалық құрылым (ALU) арифметикалық және логикалық операцияларды орындауды қамтамасыз ететiн параллел сегiз разрядты құрылымнан тұрады.
Бағдарламаның күй регистрі (PSW) бағдарламаны орындау кезіндегі арифметика-логикалық құрылымның күйi туралы ақпаратты сақтау үшiн арналған.
Командалар счетчигі (Program Counter) берілген 16 разрядты адресті ішкі бағдарлама жадысына және 816 разрядты адресті сыртқы бағдарлама жадысына қалыптастыру үшін арналған.
Мәліметтер жадысы (RAM) бағдарламаны орындау кезінде қолданылатын мәліметтерді уақытша сақтауға арналған.
P0, P1, P2, P3 порттары екіжақты бағытталған енгізу-шығару квазипортына жатады. Ол 32 енгізу-шығару сызығын бейнелей отырып, ЭЕМ мен оның ішкі құрылғыларымен ақпарат алмасуын қамтамасыз етеді.
Бағдарлама жадысы (EPROM) құрамына тұрақты есте сақтау жүйесін қосқан және бағдарламаларды сақтауға арналған. Микросұлба түріне қарай ТЕСҚ өшірілетін және тазаланатын түрлері қолданылады.
Мәліметтерді көрсету регистрі (DPTR) 16 разрядты адресті сыртқы жадыға немесе бағдарлама жадысына сақтауға арналған.
Стек көрсеткіші (SP) кұрамына сегізразрядты регистрді қосқан, кез келген жады ұяшығына мәліметтерді уақытша сақтай алатын жадының ерекше аймағын қалыптастыруға арналған.
1.3 Бағдарламаланатын логикалық контроллер тұжырымдамасы
Бағдарламаланатын логикалық контроллер (PLC ретінде қысқартылған) - қазіргі автоматтандыру жүйелерінде қолданылатын электрондық құрамдас бөлігі. Бағдарламаланатын логикалық контроллерлер өнеркәсіптік автоматтандыру және өндірістік процестерді негізінен пайдаланылады. Әр түрлі PLC т.б. бөлмеде орнатылған температураны сақтау үшін, автоматтандырылған басқару жүйелері, желдету және ауаны баптау жүйелерін ұйымдастыру үшін, сондай-ақ пайдаланылады Бағдарлама логикалық контроллер Сіз қасиеттері, сипаттамалары және бақыланатын объектінің күйі негізінде өз қызметін жүзеге асырады жүзінде автономды басқару жүйесін құруға мүмкіндік береді. Егер қажет болса, қатысу операторы, басқару процесінің жалпы бақылау азайтатын және - өзгеріс жұмыс бағдарламасын берілген.
PLC бақылау құрылғылары нақты уақыт ретінде жіктеледі және ұқсас мақсаттары мен сәулет жабдықтарды елеулі айырмашылықтар бірқатар бар. Атап айтқанда, дәстүрлі компьютерлер негізгі айырмашылығы бағдарламаланатын логикалық контроллерлер кіріс және шығыс сигналдар жетектер мен түрлі датчиктер өңдеу жүйесі жасалды; Енгізілген басқару жүйелерін негізгі айырмашылығы - басқару объектісі бөлек орнату схемасы
бірінші логикалық контроллер өзара байланыстар мен реле тұратын өте үлкен жүйелер болып табылады. Осы құрылғылардың жұмыс істеу схемасы жобалау сатысында қойылды және кейіннен өзгертілуі мүмкін емес.
контроллер, арнайы тіл Ladder логикалық схемасы (Ladder) арқылы бағдарламаланатын, келесі ұрпақ болды, және қатаң алдын ала белгілі бір қисыны бар құрылғыны ауыстырды. Ішкі физикалық коммутация (яғни, контактілер және реле) олардың виртуалды ауыстырылуға және микроконтроллер құрылғы орындалған бағдарлама ие болды. Қазіргі заманғы контроллерлер алуан, дизайн кейін бағдарламалауға деп аталатын еркін бағдарламаланатын контроллерлер салу. Байланысты және бағдарламалық қамтамасыз ету үшін тиісті интерфейстері бар бағдарламашылар немесе ДК – операциялық параметрлерін өзгерту үшін, диагностикалық және осы құрылғылардың техникалық қызмет көрсету арнайы құрылғыларды қолданған. Оператор панелі - Сонымен қатар, атап айтқанда, адам-машина интерфейсін еркін бағдарламаланатын контроллерлер түрлі жүйелерін, басқару үшін. автоматтандырылған басқару жүйелерін ең маңызды элементтері, сондай-ақ PLC немесе бөлінген шеткі орталықтандырылған әдісі қосылған датчиктер мен жетектер болып табылады.
Қазіргі уақытта, PLC өндіретін көптеген компаниялар бар. Қажетті контроллері көптігі таңдау қалай Алайда, түрлі PLC болуы мынадай сұрақ туындайды? Ең тұтынушылар бір белгілі бір сипаттамаларын үстемдікті, және сипаттамалары мен қасиеттерін жиынында PLC салыстырады кейбір интегралдық бағалауды келмейді. Және бұл жеке мәселе болып табылады. Сондықтан маркетинг көптеген фирмалар сенімділігі (MTBF және MTTR) туралы мәліметтерді қамтамасыз етпейді деп табылды. Бұл параметрлер болып табылады, онда Алайда, тарату магнитудасы бұйрықтарымен болып табылады.
Толық түрлі жолдармен көрсетілген фирмалар каталог PLC орындау ең маңызды көрсеткіштердің бірі
. Жұмыс уақыты екілік командалар және т.б. зерттеу 1K Сандық кірістер, аралас команда орындау уақыты, пайда болуы мүмкін
Баға - ең қызықты фактор. Шетел валютасымен айырбастау өте әр түрлі және әрқашан қайта бағаланған, ал Біреу, АҚШ долларымен неміс белгілері біреуді алып келеді. Ол әлі әртүрлі пішімдерді Бағасы таңуға Егер: FOB, DDP, т.б. көптеген жеңілдіктер жүйесі, ол қажетті PLC таңдау нарығының жақсы білетін қосымша техникалық білім талап емес, болмашы нәрсе міндет болуға екен.
Бүгін ұсынылатын өнімдерді ауқымы өте кең. Кесте. 1 Ресей ең көп таралған, PLC түрлі фирмалардың кейбір сипаттамаларын көрсетеді. Соңғы төрт желілері модульдер дискретті енгізу-шығару үшін параметрлерді қамтиды. Барлық, автобус-модульдік салынған +24 В бастап панелінен немесе DIN-теміржол жұмысына орнатылған, байланыс хаттамалары Fieldbus қолдау, модульдер кең ауқымды бар:
• сандық кірісшығыс;
• байланыс модульдер;
• аналогтық IO;
• модульдер термостатта;
• позициялау модульдер;
• модульдері PID;
• қозғалыс бақылау модульдер
Контроллер бірдей функционалдық ұқсас техникалық және пайдалану сипаттамалары бар және тіпті дерлік бірдей мөлшері Мұндай жағдайда, ол тапсырманы қанағаттандыратын PLC бағалау және таңдау критерийлерін анықтау үшін қажет болып табылады.
PLC құрылғылардың ерекшелігін ескере отырып, бағалау критерийлері үш топқа бөлуге болады:
• сипаттамалары;
• өнімділігі;
Яғни тұтынушылық қасиеттерін қарастыру бірдей іріктеу критерийлеріне уақытта құнықызметсенімділік коэффициенті, және іріктеу процесі үшін шектеулер, техникалық және пайдалану сипаттамалары.
Сонымен қатар, ол (ол үшін оң нәтиже оны қысқарту болып табылады) тікелей (ол үшін оң нәтиже оның ұлғаюы болып табылады) және кері сипаттамаларын бөлісу қажет. Қақтығыс, яғни арасындағы орындау болғандықтан, Бір тән жақсарту әрдайым дерлік басқа нашарлауына әкеледі әрбір тән ескере құрылғының пайдалылығы осы сипаттамалардың әсер ету дәрежесін ескере отырып, салмақтық коэффициенті Ги ай анықтау үшін, ол қажет. Мұнда PLC өндіретін бірнеше компаниялар болып табылады.
Taiwanese компания Advantech контроллері мен IO модульдер кең спектрін ұсынып өндіреді. Компаниялардың үлкен мүмкіндіктер бар және қарапайым автоматтандыру тапсырмалар үшін қолданылатын, жоғары жылдамдықпен қосымшалар үшін жоғары жауапты болады көпфункционалды PC-үйлесімді құрылғылар.
- Сыртқы контроллер Advantech оның BAS іске, 5000, ашық сәулетімен өтінімдерді түрлі пайдалануға мүмкіндік беретін және икемді IO функцияларын қамтамасыз ететін, ал жылдамдығы жоғары есептеу процессор (APAX5570XPE5571XPE) бар - бұл APAX - - 5000 және ADAM - 5000 APAX
бар екі негізгі сериясы контроллері Advantech болып табылады жүйенің ауқымдылығы арттыру. Байланыс арналарын икемді байланыс үшін интерфейстер кең ауқымды жабдықталған 5000 - ADAM.
Компания ШОК DAS PLC және IO модульдер кеңінен Ресей сериясы мен белгілі шығарады - Мен 7000 – 8000 uPAC, WinCon, WinPAC, XPAC, iPAC т.б.
2. Автоматтандырудың басқару жүйесіндегі контроллер
2.1 Кәсіпорынды басқару жүйесіндегі контроллер
Кәсіпорынды комплексті автоматтандырушы мамандар жүйелерді құру барысында 5 деңгейлі құрылымды ұстанады.
1 деңгей – жоғарғы деңгей – бұл кәсіпорынның ресурстарын жоспарлау жүйелері (ERP)
2 деңгей – өндірісті басқару жүйелері (MES)
3 деңгей – оперативті техникалық қызметкердің жүйе-станциялары (MMI)
4 деңгей – локальді басқару құралдары (CTRL)
5 деңгей – INPUT, OUTPUT – датчиктер, атқарушы механизмдер.
ERP деңгейінде қаржылық-экономикалық көрсеткіштерді есептеу және талдау жүзеге асырылады, логистикалық тапсырмалар шешіледі.
MES деңгейі – өнім сапасын басқару тапсырмалары, техникалық үдеріс операцияларының бірізділігін жоспарлау және бақылау, технологиялық үдеріс төңірегіндегі өндірістік және адами ресурстарды басқару, технологиялық қызмет көрсету.
Бұл екі деңгей КАБЖ (кәсіпорынды автоматтандырудың басқару жүйесі) тапсырмаларына жатады.
Келесі үш деңгейде ТПАБЖ класына жататын тапсырмалар орындалады.
CTRL деңгейімен өнеркәсіптік контроллерлер айналысады. Ол екіге: обьектіні локальді басқаруға арналған өнеркәсіптік контроллерлерге және деректерді жинау және технологиялық автоматиканы басқаруға арналған өнеркәсіптік контроллерлерге бөлінеді. Тәжірибеде бұл екі тип тапсырмалары бірге қолданылды және ол үшін 50 жыл аралығында бұл функцияларды программаланатын логикалық контроллерлер орындады. Сандық контурлы реттегіштер.
MMI деңгейінде технологиялық үдерісті оперативті басқару жүзеге асырылады, үдерістің тұрақтылығын қолдауға арналған шешімдер қабылданады, екіжақты байланыс тапсырмалары орынадалады: оператор – технологиялық үдеріс.
MES, MMI, CTRL деңгейлері арасындағы өзара байланыс ұйымдастыру тәсілі бойынша MMI жүйелері SCADA және DCS болып бөлінеді. Программаланатын технологиялық контроллерлерді (Magikon, Siemens, Allen Breandly, Mitsubishi) өндірушілері SCADA типті жүйелерді өндіруге бағытталады.
SCADA – аналогтық датчиктерден сигналдарды қабылдайтын және басқарушы іс-әрекетті аналогтық атқарушы жүйеге жіберетін ТҮ АБЖ. SCADA-ға қарама-қарсы DDS жүйелері бар. Олар сандық датчиктер және сандық атқарушы механизмдермен жұмыс жасайды. SCADA жүйелері көбіне серверлік құрылымға ие.
Күрделі өндіріс орындарындағы технологиялық процестерді басқару үшін қолайлы желілік технология мен қажетті топология қолданылады. Ғылыми зерттеулерді, тәжірбиелерді жүргізудің нәтижесінде, объектегі процестің ыңғайлы технологялық параметрлері анықталынған. Сол параметрлерді ескере отырып, алдыңғы қатардағы программаларды пайдаланып, мысалыға, SCADA жүйесіндегі Step7, LabVIEW, т.б., ... жалғасы
КІРІСПЕ
3
1. Контроллердың жалпы сипаты
4
1.1 Контроллердің функциялары мен функционалды элементтері
4
1.2 Микроконтроллердің құрылымы
5
1.3 Бағдарламаланатын логикалық контроллер тұжырымдамасы
10
2. Автоматтандырудың басқару жүйесіндегі контроллер
14
2.1 Кәсіпорынды басқару жүйесіндегі контроллер
14
2.2 Өнеркәсіптік PLC контроллердің даму кезеңдері
16
2.3 PLC бағдарламалау тілдері және бағдарламалау
17
3. Simatic бағдарламаланатын логикалық контроллерлері
20
3.1 Simatic бағдарламаланатын логикалық контроллерлері негізінде микропроцессорлық орталықтандыру жүйесін құру ерекшеліктері
20
ҚОРЫТЫНДЫ
24
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
25
КІРІСПЕ
Контроллер әлемдік нарықта бәсекелестік, өндірістің бірқатар технологиялық артта, ресурстарға қол жеткізу шектеулі, бірінші кезекте, қаржы, жеткіліксіз заңнама мен өндірісті қозғайтын жергілікті нарықтық емес факторлар тәжірибесінің жоқтығы, ең озық технологияларды енгізу үшін шұғыл шаралар талап етеді.
Тікелей шығындарды азайту және өнім сапасын жақсарту, орыс өнеркәсіп өндірісінің дамуында маңызды факторына айналып отыр әсер ететін өндірістік процестерді автоматтандыру кеңінен қолдану.
Бұл ең жақсы дәлелі - металлургтер үшін әлемдік нарықта өсіп әсері, мұнай, қорғаныс кәсіпорындары. Өндірісті автоматтандыру, жаңғырту және дамыту инвестициялау, бүгін осы салалардың бүкіл отандық өнеркәсіптің қозғалтқышы болып табылады. Толық автоматтандырылған немесе робот желілері бірге қазіргі заманғы кәсіпорын және жеке жартылай автономды аудандар кіреді - оқшаулаумен жүйесін және төтенше қорғау, сумен жабдықтау жүйесін және әуе емдеу нысандарын, жүктерді өңдеу және сақтау терминалдары т.б. Олар үшін автоматтандырылған басқару функциялары бағдарламалық және аппараттық құрал (ПТК) орындайды. Олар өлшеу және өндірістік желілер мен арнайы бағдарламалық қамтамасыз ету көмегімен басқарылатын өнеркәсіптік компьютерлер аралас бақылау және жетектер қамтитын аппараттық және бағдарламалық қамтамасыз ету көмегімен салынған. Осылайша, компьютерлік желілер қарағанда, РТС негізгі процессор орталық болып табылады, және бағдарламаланатын логикалық контроллерлер желісіне тұтастай алғанда технологиялық процестерді автоматты басқару жүйесін (ТПБАЖ) бірыңғай жүйесіне, жергілікті және қашықтағы түрлі нысандар мен құрылғыларды біріктіру және сіз бақылауға мүмкіндік береді және олардың жұмыс бағдарламасын және жеке SCADA немесе басқа жүйелер. Бұл өндірістің барынша тиімділігін және қауіпсіздігін жылдам реттеу және қайта теңдестіру мүмкіндігін, операциялық орындау қатаң есепке алу және жоспарлау, бизнес-процестерді оңтайландыру қамтамасыз етеді.
1. Контроллердың жалпы сипаты
1.1 Контроллердің функциялары мен функционалды элементтері
Жүйедегі контроллердің негізгі функциялары мыналар – жинақтау, өңдеу және бастапқы мәліметті жоғарғы деңгейге тарату және программаланған басқару алгоритміне негізделген басқарушы әсерлерді жасау, сол әсерлерді жасаушы механизмдерге тарату. Көптеген заманауи контроллерлер секционды-блогты принцип негізінде жасалады. Әрбір логикалық модуль физикалық тұрғыдан жеке блок болып есептеледі. Олар монтажды корзинаға немесе бірыңғай монтажды шинаға орналастырылады. Модульдар арасындағы коммутация бірыңғай монтажды кросс арқылы жүзеге асады.
Мұндай конструктив қолданылатын модульдер санын түрлендіріп, контроллердің физикалық архитектурасын шешуге тиісті тапсырмаға қарай тиімді етіп отырады. Сонымен қатар мұндай құрылыс қызмет етуде, модернизация және жөндеу кезінде ыңғайлы. Қажет болған жағдайда тек барлық архитектуралық жүйе емес, тек жеке модуль ғана ауыстырылатын болады.
Контроллердің негізгі функционалдық элеметтеріне мыналар жатады:
• корпус;
• қуаттардыру көзі;
• процессор модулі;
• кіріс-шығыс модульдері (Объектімен байланыс құрылғысының модулі);
• байланыс және интерфейс модульдері (коммуникационды модульдер);
• мамандандырылған модульдер;
Қуат көзі контроллердің түйіндеріндегі үздіксіз және сенімді жұмысты қамтамасыз ету керек. Басты назар резерті қуат көзінің болуына аударылады (әдетте, аккумуляторлы батарея), ол әшкә электржелісі өшкен жағдайда мәліметті сақтап қалуға мүмкіндік береді .
Процессор модулдері қолданылатын элементтер базасына қарай 8-,16-, 32- разрядты болады. Оперативті сақтау контроллердің моделіне байланысты әр түрлі болып келеді. Логикалық құрылымына қарай контроллердің процессорлық модулі персоналды компьютердің жүйелік блогына сәйкес келеді. Бұл жерде дисктік жинақтаудың орнына контроллерде бағдарламаланатын ПЗУ (ППЗУ) және flash-память орналасқан. Кейбір контроллердің моделдерінде flash-память болмайды, ал кейбіреулерінде ондаған, кейде жүздеген мегабайт кездеседі. Процессор модулінде сондай –ақ Нақты уақыт сағаты (часы реального времени (RTC)) кіріктірілген.
Кіріс-шығыс модулдері кіріске келген аналогты және дискретті сигналдарды сандық формаға келтіруге және басқарушы әсерді аналогты немесе дискретті формада беруге арналған.
Байланыс және интерфейс модульдері контроллерді жоғарғы деңгеймен және өзара байланыстырады.
Контроллердің жадына программыны арнайы программатор немесе компьютердің интерфейсі арқылы енгізеді. Әрбір универсалды микропроцессорлы технологиялық процесстердегі автоматтандырылған басқару жүйелері класстарға бөлінеді. Әрқайсысының белгіленген атқаратын функциялары және өзіне тән басқарып отырған объектісіне байлансты қабылданатын және өңдейтін мәліметтері бар.
Қазіргі таңда дербес компьютерлер (ДК) көпшілік арасында кең тарады. Дербес компьютер тек бір адамға жұмыс жасауға арналған. ДК құрылымы мен олардың жұмыс істеу принциптерін қарастырайын.
ДК - дің құрылғыларының ішіндегі маңыздылары мыналар: жүйелік блок, монитор, пернтақта. Себебі бұларсыз компьютер жұмыс жасамайды. Басқа құрылғылар да пайдалы, бірақ оларсыз компьютер жұмыс жасай алады.
Компьютердің барлық құрылғылары бір - біріммен шнурлар арқылы жалғастырылады. ДК - дің процессоры мен жедел жады ішкі құрылғысы болып табылады. Басқалары: монитор, пернетақта, маус, модем, т. б. сыртқы құрылғылар болып табылады. Әрбір сыртқы құрылғы процессормен арнайы блоктар – адаптер немесе контроллер арқылы жалғасады. Адаптер немесе контроллердің міндеті – процессордан келіп түскен ақпаратты құрылғылардың жұмысын басқаратын сәйкес сигналдарға айналдыру. Процессор басқа құрылғылармен көптеген сымдардан тұратын кабель арқылы жалғастырылады, оны кеңарна немесе шина деп атайды. Дербес компьютерлердің архитектурасы – бұл, қолданушы мен программашының көмегімен тапсырмаларды орындайтын аппараттық және программалық құралдар жинағы. Архитектура сыртқы және ішкі болып бөлінеді. Дербес компьютерлердің архитектурасының негізіне магистральды- модульдік принцип жатады. Модульдік принцип компьютердің қажетті конфигурациясын жинақтауға, оларды модернизациялауға мүмкіндік береді.
Контроллер (Controller)
- компьютердің жеке құрылғыларының жұмысын басқаратын электрондық схема;
- бір немесе бірнеше құрылғыны басқаруды, ал кейбір жағдайларда компьютерге қосылған интерфейстердің сәйкес болуын орындайтын дербес компьютер блогы;
- оган қосылған құрылғылардың жұмысын басқаратын бағыныңқы жүйе, бірақ әдеттегідей одан өтетін ақпаратгар ағынып өзгертпейді;
- компьютерге қосылған құрылғыларды басқару қызметін атқаратын бағдарламаланатын аралық құрылғы.
1.2 Микроконтроллердің құрылымы
Алғашқы микроконтроллерлер (8048-шi топтама ) 1976 жылы батыс нарығында пайда болып, бiрден өңдеушiлер және тұтынушылардың назарын жаулап алды.
Дегенмен де iс жүзiнде бұл микроконтроллердің кемшiлiктерi бiрден атап өтiлдi. Өндірушілер ТЕСҚ (тұрақты есте сақтайтын құрал) көлемiнiң тапшылығын үнемi байқады. ЖЕСҚ (жедел есте сақтайтын құрал) көлемі де аз болды, 64 байттың жартысынан көбін жүйелік регистрлер алып тұрды. Көп командалардың тапшылығы сезілді.
Осыған байланысты Intel өңдеушi фирмасының алдында ауыр міндет тұрды – ол бойынша микро-ЭЕМ қасиеттерін оның корпусының шығыс санын үлкейтпей және 256 командалық шектен шықпай толықтыру болды. Бұл фирма осыдан кейін 8051 сериялы өнімін шығарды. Олардың жаңа шығарыламы - 8051 өнiмдiлiгі бойынша 8048 сериясынан асып түстi. Ол екi есе көп ЖЕСҚ-на ие болды, төрт енгізушығару портын, екi есе көп жалпы тағайындаудың регистрлерiн, екi есептеуiш-таймер және екi үзу сызығын құрамына біріктірді.
1995 жылдың басында Intel фирмасы микроконтроллердің жаңа MCS-251 топтарын жарыққа шығарды. Оның пайда болуы бүкiләлемдiк микроконтроллерлердiң MCS-51 топтарының архитектурасындағы сапалық өзгерісті белгiледi.
Бұл микроконтроллерлерді программалау ассамблер немесе Си тілінде жүргізіледі. Программаны қайта құру үшін программалы симуляторлар (дербес компьютерлерге арналған арнайы программалар, ішкі жүйе) және эмуляторды (микроконтроллерлерге ұқсас электронды құрылғы) қолданады.
Микроконтроллерлер программасына енгізілген түрлі электронды құрылғылар әр-түрлі әрекеттерді басқару үшін пайдаланылады. Микроконтроллердің микропроцессорлардан айырмашылығы, дербес компьютерлерде қолданылатын оларда қосымша құрылғылар орнатылған. Бұл құрылғылар өз міндеттерін микропроцессорлы микроконтроллерлер ядросы арқылы басқарып отырады.
Өндірушілердің бағалауы бойынша, микроконтроллерлердiң MCS-251 топтарының MCS-51 мен салыстырғанда өнiмдiлiктері және кейбір қасиеттері байытылған. Микроконтроллерлердiң адрестi кеңiстiгi 16 Мбайтқа дейiн кеңейтілген, сонымен бiрге iшкi регистрлердiң жиыны да ұлғайған. Командалар жүйесiне жаңа нұсқаулардың үлкен саны қосылған.
Артықшылығы:
- бұйымдардың үлкен номенклатурасы;
- микроконтроллерлердi өңдеушiлердiң үлкен тәжiрибесi;
- аспапты құралдардың үлкен саны.
Кемшілігі:
- Аккумулятор базасындағы арифметика–логикалық құрылымның баяулығы;
- нұсқаудағы такттердiң үлкен саны;
- бос командалық циклдердiң болуы;
- көп энергия тұтынуы, (MCS-251 ).
Микроконтроллердің құрылымына негізінен бағыттаушы құрылым, арифметика - логикалық құрылым және ішкi регистрлердiң блогы кіреді. Бұл негізгі параметрлер барлық микроконтроллерлер құрамында болады. Микроконтроллерде сигнал алмасу, яғни екі жақты алмасу мәліметтердің 8-разрядты магистралі арқылы жүзеге асады. Бұл құрылымдар арасында бағдарлаудың ішкі сигналының мәліметтерді беру жүйесі орналастырылған. Микроконтроллердің құрылымының схемасы төмендгі 1.1 - суретте көрсетілген.
1.1 – сурет. Микроконтроллердің құрылымы
Микроконтроллердің басқару блогы және синхронизациялар синхронизацияланған және бағдарлаушы сигналдарды өндiру үшiн арналған. Басқару блогiнiң құрамдарына кiредi (Микроконтроллердің блок схемасы 1.2 -суретте көрсетілген):
- уақыт аралықтарының құрастыру құрылымы;
- енгiзу-шығару логикасы;
- команда регистрi;
- электр энергиясының тұтынуын басқаратын регистр;
- командалар дешифраторы, ЭЕМ басқару логикасы.
Уақыт аралықтарының құрастыру құрылымы iшкi фаза сигналдарын құрастыру және беру үшiн арналған. Машина циклдерiнiң саны командалардың орындалуының ұзақтықтығын анықтайды. БКЭЕМ-ның (бір кристалды ЭЕМ) түгелдей дерлiк командалары бiр немесе екi машина циклдаларында орындалады.
Енгiзу-шығару логикасы енгізушығару порттары арқылы сыртқы құрылымдармен ақпарат алмасу сигналдарын қабылдау және беру үшiн арналған.
Команда регистрi атқарылатын команданың 8-шi дәрежелiк операция кодын жазу және сақтау үшiн арналған.
Электр энергиясының тұтынуын басқаратын регистр электр энергиясының тұтынуын кiшiрейту және бөгеу деңгейінiң кiшiрейуi үшiн микроконтроллердiң жұмысын тоқтатуға мүмкiндiк бередi.
Командалар дешифраторы, ЭЕМ басқару логикасы команданы орындау барысында операция кодтарын микропрограммаға өзгертедi.
1.2-сурет. Контроллердің қозғалыс блок-схемасы
Микроконтроллердің арифметика-логикалық құрылым арифметикалық және логикалық операцияларды орындауды қамтамасыз ететiн параллел сегiз разрядты құрылымнан тұрады. Арифметика-логикалық құрылым құрамына мыналар кіреді:
- ТЕСҚ тұрақтылары,
- сумматор,
- қосымша регистр ( В регистры),
- аккумулятор,
- бағдарламалардың күйi регистрі.
ТЕСҚ тұрақтылары мәлiметтердiң екiлiк-ондық кодта берiлуiн өндiрудi қамтамасыз етедi.
Параллел сегiз разрядты сумматор арифметикалық операцияларды қосу, алу және логикалық операцияларды қосу, алу, көбейтуге арналған бiртiндеп тасымалдауы бар комбинациялық түрдiң схемасын қамтиды.
B регистры операция уақытында көбейту және бөлуде қолданылатын сегiз разрядты регистр. Ол басқа нұсқаларда қосымша жедел регистр сияқты қарала алады.
Аккумулятор арифметика-логикалық операцияларды орындау барысында пайда болған нәтиженi қабылдау және сақтау үшiн арналған сегiз разрядты регистр.
Бағдарламаның күй регистрі бағдарламаны орындау кезіндегі арифметика-логикалық құрылымның күйi туралы ақпаратты сақтау үшiн арналған.
Электрондық құрылғыларды басқару үшiн қолданылатын микросхема — микроконтроллер. Микроконтроллер процессордың функцияларын бойына жинаған оның құрамында ТЕСҚ және ЖЕСҚ болады. Басқаша айтқанда бұл қарапайым тапсырмаларды орындай алатын біркристалды компьютер.
Ал енді MCS-51 микроконтроллерінің архитектурасын мысалға алайық. MCS-51 топтарының архитектурасы қолайлы және карапайым да арзан цифрлық құрылғыларымен ерекшеленген. . MCS-51 топтарына қарапайым микроконтроллерден бастап күрделі микроконтроллерде болатын микросұлба кіреді.
Басқару блогы (Timing and Control) құрылғының блоктармен үйлескен жұмысын оның кез-келген жұмыс режимінде қамтамасыз ететін басқарушы сигналдарды тудыру үшін арналған. Оның құрамына уақыт интервалын қалыптастырушы құрылғы, енгізу-шығару логикасы, командалар регистрі, электр энергиясын тұтынуды реттейтін регистр және де команда дешифраторы, ЭЕМ басқару логикасы.
Тактілік жиілік генераторы (такті импулсі генераторы) әр түрлі процестерді синхронизациялау үшін берілген жиілікте электрлік импульсті өндіреді. Тактілік импульс эталонды жиілік ретінде қолданылады-олардың санын өлшей отырып, мысалы, уақытша интервалдарды өлшейди.
Микропроцессорлық техникада бір тактілік импульс ереже бойынша, бір атомдық операцияға сәйкес келеді. Бір құрылымның өңделуі архитектураның немесе құрылым типіне байланысты микропроцессордың бір немесе бірнеше тактілік жұмысын шығаруы мүмкін. Тактілік импульстің жиілігін есептеу жылдамдығы анықтайды.
Уақытша интервалды қалыптастыру құрылғысы циклдер, тактілер және фазалар ішкі синхросигналдарын беру және қалыптастыру үшін арналған. Машиналық циклдердің саны орындалған команділердің ұзақтығын анықтайды. Негізінде БЭЕМ-нің орындалуы төрт машиналық циклді құрайтын көбейту және бөлу команділерінен басқа барлық команділері бір немесе екі машиналық циклде орындалады. Fг арқылы берілген генератордың жиілігін белгілейік. Онда машиналық циклдің ұзақтығы 12Fг тең немесе берілген генератор сигналының 12 периодын құрайды. Еңгізу-шығару логикасы Р0-Р3 еңгізу-шығару порттары арқылы 12Fг ішкі құрылғыларымен ақпарат ауыстыруды қамтамасыз ететін сигналдарды шығару және қабылдау үшін арналған.
Команда регистрі орындалатын команданың 8 разрядты операция кодын жазуға және сақтауға арналған. Код операциясы, командалар дешифраторы және ЭЕМ басқару логикасының көмегімен командаларды орындайтын микропрограммаға түрленеді.
Электр тұтынуды басқаратын регистр (PCON) қуат көзін тұтыну азйып кеткенде және микроконтроллер тарапынан болатын бөгеттер деңгейінің төмендеп кеткенде микроконтроллердің жұмысын тоқтатуға мүмкіндік береді.
Арифметика-логикалық құрылым (ALU) арифметикалық және логикалық операцияларды орындауды қамтамасыз ететiн параллел сегiз разрядты құрылымнан тұрады.
Бағдарламаның күй регистрі (PSW) бағдарламаны орындау кезіндегі арифметика-логикалық құрылымның күйi туралы ақпаратты сақтау үшiн арналған.
Командалар счетчигі (Program Counter) берілген 16 разрядты адресті ішкі бағдарлама жадысына және 816 разрядты адресті сыртқы бағдарлама жадысына қалыптастыру үшін арналған.
Мәліметтер жадысы (RAM) бағдарламаны орындау кезінде қолданылатын мәліметтерді уақытша сақтауға арналған.
P0, P1, P2, P3 порттары екіжақты бағытталған енгізу-шығару квазипортына жатады. Ол 32 енгізу-шығару сызығын бейнелей отырып, ЭЕМ мен оның ішкі құрылғыларымен ақпарат алмасуын қамтамасыз етеді.
Бағдарлама жадысы (EPROM) құрамына тұрақты есте сақтау жүйесін қосқан және бағдарламаларды сақтауға арналған. Микросұлба түріне қарай ТЕСҚ өшірілетін және тазаланатын түрлері қолданылады.
Мәліметтерді көрсету регистрі (DPTR) 16 разрядты адресті сыртқы жадыға немесе бағдарлама жадысына сақтауға арналған.
Стек көрсеткіші (SP) кұрамына сегізразрядты регистрді қосқан, кез келген жады ұяшығына мәліметтерді уақытша сақтай алатын жадының ерекше аймағын қалыптастыруға арналған.
1.3 Бағдарламаланатын логикалық контроллер тұжырымдамасы
Бағдарламаланатын логикалық контроллер (PLC ретінде қысқартылған) - қазіргі автоматтандыру жүйелерінде қолданылатын электрондық құрамдас бөлігі. Бағдарламаланатын логикалық контроллерлер өнеркәсіптік автоматтандыру және өндірістік процестерді негізінен пайдаланылады. Әр түрлі PLC т.б. бөлмеде орнатылған температураны сақтау үшін, автоматтандырылған басқару жүйелері, желдету және ауаны баптау жүйелерін ұйымдастыру үшін, сондай-ақ пайдаланылады Бағдарлама логикалық контроллер Сіз қасиеттері, сипаттамалары және бақыланатын объектінің күйі негізінде өз қызметін жүзеге асырады жүзінде автономды басқару жүйесін құруға мүмкіндік береді. Егер қажет болса, қатысу операторы, басқару процесінің жалпы бақылау азайтатын және - өзгеріс жұмыс бағдарламасын берілген.
PLC бақылау құрылғылары нақты уақыт ретінде жіктеледі және ұқсас мақсаттары мен сәулет жабдықтарды елеулі айырмашылықтар бірқатар бар. Атап айтқанда, дәстүрлі компьютерлер негізгі айырмашылығы бағдарламаланатын логикалық контроллерлер кіріс және шығыс сигналдар жетектер мен түрлі датчиктер өңдеу жүйесі жасалды; Енгізілген басқару жүйелерін негізгі айырмашылығы - басқару объектісі бөлек орнату схемасы
бірінші логикалық контроллер өзара байланыстар мен реле тұратын өте үлкен жүйелер болып табылады. Осы құрылғылардың жұмыс істеу схемасы жобалау сатысында қойылды және кейіннен өзгертілуі мүмкін емес.
контроллер, арнайы тіл Ladder логикалық схемасы (Ladder) арқылы бағдарламаланатын, келесі ұрпақ болды, және қатаң алдын ала белгілі бір қисыны бар құрылғыны ауыстырды. Ішкі физикалық коммутация (яғни, контактілер және реле) олардың виртуалды ауыстырылуға және микроконтроллер құрылғы орындалған бағдарлама ие болды. Қазіргі заманғы контроллерлер алуан, дизайн кейін бағдарламалауға деп аталатын еркін бағдарламаланатын контроллерлер салу. Байланысты және бағдарламалық қамтамасыз ету үшін тиісті интерфейстері бар бағдарламашылар немесе ДК – операциялық параметрлерін өзгерту үшін, диагностикалық және осы құрылғылардың техникалық қызмет көрсету арнайы құрылғыларды қолданған. Оператор панелі - Сонымен қатар, атап айтқанда, адам-машина интерфейсін еркін бағдарламаланатын контроллерлер түрлі жүйелерін, басқару үшін. автоматтандырылған басқару жүйелерін ең маңызды элементтері, сондай-ақ PLC немесе бөлінген шеткі орталықтандырылған әдісі қосылған датчиктер мен жетектер болып табылады.
Қазіргі уақытта, PLC өндіретін көптеген компаниялар бар. Қажетті контроллері көптігі таңдау қалай Алайда, түрлі PLC болуы мынадай сұрақ туындайды? Ең тұтынушылар бір белгілі бір сипаттамаларын үстемдікті, және сипаттамалары мен қасиеттерін жиынында PLC салыстырады кейбір интегралдық бағалауды келмейді. Және бұл жеке мәселе болып табылады. Сондықтан маркетинг көптеген фирмалар сенімділігі (MTBF және MTTR) туралы мәліметтерді қамтамасыз етпейді деп табылды. Бұл параметрлер болып табылады, онда Алайда, тарату магнитудасы бұйрықтарымен болып табылады.
Толық түрлі жолдармен көрсетілген фирмалар каталог PLC орындау ең маңызды көрсеткіштердің бірі
. Жұмыс уақыты екілік командалар және т.б. зерттеу 1K Сандық кірістер, аралас команда орындау уақыты, пайда болуы мүмкін
Баға - ең қызықты фактор. Шетел валютасымен айырбастау өте әр түрлі және әрқашан қайта бағаланған, ал Біреу, АҚШ долларымен неміс белгілері біреуді алып келеді. Ол әлі әртүрлі пішімдерді Бағасы таңуға Егер: FOB, DDP, т.б. көптеген жеңілдіктер жүйесі, ол қажетті PLC таңдау нарығының жақсы білетін қосымша техникалық білім талап емес, болмашы нәрсе міндет болуға екен.
Бүгін ұсынылатын өнімдерді ауқымы өте кең. Кесте. 1 Ресей ең көп таралған, PLC түрлі фирмалардың кейбір сипаттамаларын көрсетеді. Соңғы төрт желілері модульдер дискретті енгізу-шығару үшін параметрлерді қамтиды. Барлық, автобус-модульдік салынған +24 В бастап панелінен немесе DIN-теміржол жұмысына орнатылған, байланыс хаттамалары Fieldbus қолдау, модульдер кең ауқымды бар:
• сандық кірісшығыс;
• байланыс модульдер;
• аналогтық IO;
• модульдер термостатта;
• позициялау модульдер;
• модульдері PID;
• қозғалыс бақылау модульдер
Контроллер бірдей функционалдық ұқсас техникалық және пайдалану сипаттамалары бар және тіпті дерлік бірдей мөлшері Мұндай жағдайда, ол тапсырманы қанағаттандыратын PLC бағалау және таңдау критерийлерін анықтау үшін қажет болып табылады.
PLC құрылғылардың ерекшелігін ескере отырып, бағалау критерийлері үш топқа бөлуге болады:
• сипаттамалары;
• өнімділігі;
Яғни тұтынушылық қасиеттерін қарастыру бірдей іріктеу критерийлеріне уақытта құнықызметсенімділік коэффициенті, және іріктеу процесі үшін шектеулер, техникалық және пайдалану сипаттамалары.
Сонымен қатар, ол (ол үшін оң нәтиже оны қысқарту болып табылады) тікелей (ол үшін оң нәтиже оның ұлғаюы болып табылады) және кері сипаттамаларын бөлісу қажет. Қақтығыс, яғни арасындағы орындау болғандықтан, Бір тән жақсарту әрдайым дерлік басқа нашарлауына әкеледі әрбір тән ескере құрылғының пайдалылығы осы сипаттамалардың әсер ету дәрежесін ескере отырып, салмақтық коэффициенті Ги ай анықтау үшін, ол қажет. Мұнда PLC өндіретін бірнеше компаниялар болып табылады.
Taiwanese компания Advantech контроллері мен IO модульдер кең спектрін ұсынып өндіреді. Компаниялардың үлкен мүмкіндіктер бар және қарапайым автоматтандыру тапсырмалар үшін қолданылатын, жоғары жылдамдықпен қосымшалар үшін жоғары жауапты болады көпфункционалды PC-үйлесімді құрылғылар.
- Сыртқы контроллер Advantech оның BAS іске, 5000, ашық сәулетімен өтінімдерді түрлі пайдалануға мүмкіндік беретін және икемді IO функцияларын қамтамасыз ететін, ал жылдамдығы жоғары есептеу процессор (APAX5570XPE5571XPE) бар - бұл APAX - - 5000 және ADAM - 5000 APAX
бар екі негізгі сериясы контроллері Advantech болып табылады жүйенің ауқымдылығы арттыру. Байланыс арналарын икемді байланыс үшін интерфейстер кең ауқымды жабдықталған 5000 - ADAM.
Компания ШОК DAS PLC және IO модульдер кеңінен Ресей сериясы мен белгілі шығарады - Мен 7000 – 8000 uPAC, WinCon, WinPAC, XPAC, iPAC т.б.
2. Автоматтандырудың басқару жүйесіндегі контроллер
2.1 Кәсіпорынды басқару жүйесіндегі контроллер
Кәсіпорынды комплексті автоматтандырушы мамандар жүйелерді құру барысында 5 деңгейлі құрылымды ұстанады.
1 деңгей – жоғарғы деңгей – бұл кәсіпорынның ресурстарын жоспарлау жүйелері (ERP)
2 деңгей – өндірісті басқару жүйелері (MES)
3 деңгей – оперативті техникалық қызметкердің жүйе-станциялары (MMI)
4 деңгей – локальді басқару құралдары (CTRL)
5 деңгей – INPUT, OUTPUT – датчиктер, атқарушы механизмдер.
ERP деңгейінде қаржылық-экономикалық көрсеткіштерді есептеу және талдау жүзеге асырылады, логистикалық тапсырмалар шешіледі.
MES деңгейі – өнім сапасын басқару тапсырмалары, техникалық үдеріс операцияларының бірізділігін жоспарлау және бақылау, технологиялық үдеріс төңірегіндегі өндірістік және адами ресурстарды басқару, технологиялық қызмет көрсету.
Бұл екі деңгей КАБЖ (кәсіпорынды автоматтандырудың басқару жүйесі) тапсырмаларына жатады.
Келесі үш деңгейде ТПАБЖ класына жататын тапсырмалар орындалады.
CTRL деңгейімен өнеркәсіптік контроллерлер айналысады. Ол екіге: обьектіні локальді басқаруға арналған өнеркәсіптік контроллерлерге және деректерді жинау және технологиялық автоматиканы басқаруға арналған өнеркәсіптік контроллерлерге бөлінеді. Тәжірибеде бұл екі тип тапсырмалары бірге қолданылды және ол үшін 50 жыл аралығында бұл функцияларды программаланатын логикалық контроллерлер орындады. Сандық контурлы реттегіштер.
MMI деңгейінде технологиялық үдерісті оперативті басқару жүзеге асырылады, үдерістің тұрақтылығын қолдауға арналған шешімдер қабылданады, екіжақты байланыс тапсырмалары орынадалады: оператор – технологиялық үдеріс.
MES, MMI, CTRL деңгейлері арасындағы өзара байланыс ұйымдастыру тәсілі бойынша MMI жүйелері SCADA және DCS болып бөлінеді. Программаланатын технологиялық контроллерлерді (Magikon, Siemens, Allen Breandly, Mitsubishi) өндірушілері SCADA типті жүйелерді өндіруге бағытталады.
SCADA – аналогтық датчиктерден сигналдарды қабылдайтын және басқарушы іс-әрекетті аналогтық атқарушы жүйеге жіберетін ТҮ АБЖ. SCADA-ға қарама-қарсы DDS жүйелері бар. Олар сандық датчиктер және сандық атқарушы механизмдермен жұмыс жасайды. SCADA жүйелері көбіне серверлік құрылымға ие.
Күрделі өндіріс орындарындағы технологиялық процестерді басқару үшін қолайлы желілік технология мен қажетті топология қолданылады. Ғылыми зерттеулерді, тәжірбиелерді жүргізудің нәтижесінде, объектегі процестің ыңғайлы технологялық параметрлері анықталынған. Сол параметрлерді ескере отырып, алдыңғы қатардағы программаларды пайдаланып, мысалыға, SCADA жүйесіндегі Step7, LabVIEW, т.б., ... жалғасы
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz