Технические характеристики МДВ

Количество входных двухпроводных каналов 10 — 32

Параметры входных двухпозиционных

сигналов типа «сухой контакт»:

в состоянии «замкнуто»........................ не более 150 Ом

в состоянии «разомкнуто».................... не менее 50 кОм

Гальваническая развязка с электрической прочностью 1500 В

Габаритные размеры модуля................ 124,5x114,3x15 мм

Максимальное сопротивление линии связи

с датчиком ............................................... не более 500 Ом

Ток потребления модуля от системного

источника питания 5 В ............................. не более 0,5 А

Масса модуля ............................................. не более 200 г

Интерфейс модуля................................................... ISA

По отношению к процессору модуль представляет собой два 8-разрядных адресуемых регистра (порта), которые размещаются в поле адресов портов ввода. Опрос портов модуля осуществляет­ся по инициативе процессора без предварительного опроса го­товности. Датчики типа «сухой контакт» могут быть подключены к лю­бым каналам модуля через кроссовую колодку XS1. Кроссовая колодка XS1 соединяется с вилкой ХР1. Входные RC-фильтры служат для подавления помех и нормализации величины тока че­рез светоизлучающий диод.

Модули дискретного вывода (МДВыв)

Модули предназначены для вывода дискретных сигналов на объект управления. Они обеспечивают коммутацию тока в на­грузке, питаемой от внешнего источника. Модули МДВыв обес­печивают побайтный прием информации с интерфейса ISA.

Технические характеристики МДВыв

Количество выходных каналов,

подключаемых по однопроводной схеме....... 10 — 32

Коммутируемый ток низкого уровня... не более 500 мА

Коммутируемое напряжение .................... не более 50 В

Коммутация цепей повышенной мощности (релейный выход):

постоянного тока ........................................... ЗА, 28 В

переменного тока........................................... 5 А, 240 В

Защита выходов от ЭДС (электродвижущая сила) самоиндукции при работе на индуктивную нагрузку

Габаритные размеры модуля .............. 124,5x114,3x15 мм

Ток потребления модуля от системного

источника питания 5 В............................. не более 0,5 А

Масса модуля............................................. не более 200 г

Интерфейс модуля ................................................. ISA

Рассмотрим устройство и работу МДВыв. Структурная схема модуля, коммутирующего ток низкого уровня, приведена на рис. 3.13. Модуль содержит: дешифратор адреса (ДА); наборное поле выбора базового адреса (НПБА); формирователь шины данных (ФШД); регистры данных (РД) портов вывода с адресами N+O ... N+2; формирователи данных (ФД) портов ввода с адресами N+0... N+2;мощные формирователи выходных сигналов (ФВС); схе­му сброса (СхС). В каждом канале нагрузка подключается к кроссовой колодке XS1 OUT1-OUT20. Кроссовая колодка XSI соединяется с вилкой ХР1.

По отношению к процессору модуль представляет собой че­тыре 8-разрядных адресуемых регистра (порта), которые разме­щаются в поле адресов портов вывода, и три 8-разрядных адресуемых регистра (порта), которые размещаются в поле адресов пор­тов ввода.

Запись в порты вывода и чтение из портов ввода модуля осу­ществляется по инициативе процессора без предварительного опроса готовности. Адрес портов вывода и ввода определяется как сумма базового адреса (N), являющегося общим для всех пор­тов, и смещения, закрепленного за каждым портом. Базовый ад­рес задается набором перемычек.

При записи состояния каналов процессор исполняет команду записи OUT (сигнал IOWC#), адресуя один из портов вывода, принадлежащих модулю. Адресные сигналы ADR[9::0] пocтупают на дешифратор адреса, который формирует сигнал выборки пор­та N+0, N+1 или N+2. Этот сигнал стробирует запись данных D[7::0], поступающих из процессора по шине ISA в соответству­ющий регистр данных.

Программное обеспечение СМ1820М.ПК

Базовое программное обеспечение.Промышленный контрол­лер CM 1820M.ПК с программной точки зрения является устрой­ством, совместимым с IBM PC. Базовое программное обеспече­ние ПЛК содержит ОС, совместимую с MS DOS, и ядро реально­го времени RTKernel (RTK). Разработаны драйверы для модулей УСО.

Многозадачная система реального времени RTKиспользует­ся в целях разработки прикладного программного обеспечения (ППО) для управления технологическими процессами. Система RTK может быть скомпилирована с прикладной программой; та­ким образом, единая программа будет содержать ядро, драйверы и прикладные задачи. Ядро обеспечивает многочисленные функ­ции управления задачами, семафорами, прерываниями и осуще­ствляет необходимые средства обмена между задачами. Время пе­реключения задачи составляет 6 мкс (для процессора i486, 33 МГц), число приоритетов задач — 64.

Базовая система ввода-вывода (BIOS) контроллера совмести­ма с BIOS IBM PC. Операционная система MS DOS и приклад­ное программное обеспечение записаны в Flash-памяти ПК.

Прикладное программное обеспечение.ППО обеспечивает не­прерывный сбор информации от объектов, ее обработку и пере­дачу на верхний уровень, а также прием и выполнение команд с верхнего уровня комплекса (от УВК). Структурно ППО состоит из пяти независимых задач — «Дискретный ввод», «Аналоговый ввод», «Счетчик», «Управление», «Аварийная запись» и обработ­чика прерываний (для приема и выполнения команд с верхнего уровня).

Задачи могут иметь разный приоритет, обслуживать различ­ное число каналов, иметь разные уставки и работать с разными периодами опроса. Эти параметры могут быть изменены коман­дами с верхнего уровня комплекса. Обычно задачи циклически сканируют (опрашивают) определенные устройства ввода (на­пример, дискретный ввод, аналоговый ввод) и при фиксации оп­ределенных изменений (например, изменение сигнала, выход зауставки) формируют специальное сообщение с меткой времени, которое записывается в кольцевой буфер.

При сеансе связи с верхним уровнем комплекса эти сообще­ния передаются на верхний уровень. При долговременном отсут­ствии сеанса связи эти сообщения могут (при задании с верхнего уровня специального режима) записываться в специальный файл на Flash-диске.

Протокол канального уровня по сети RS-485/RS-422.Цент­ральная станция (верхний уровень, УВК) в рабочем режиме пе­риодически (например, через 200 мс) опрашивает ПЛК. Промыш­ленный контроллер подтверждает свою готовность ответным па­кетом. Сеанс связи (общения) между центральной станцией и ПЛК происходит следующим образом.

Центральная станция всегда инициирует сеанс связи. Она по­сылает служебные пакеты, на которые выбранный ПЛК должен послать ответный пакет. В случае неполучения ответного пакета (за заданное время) центральная станция повторяет (до 8 раз) по­пытку передать пакет. В свою очередь, ПЛК только отвечают на за­просы центральной станции.

При посылке от центральной станции все ПЛК на интерфейсе RS-485 (на выбранном сегменте) получают этот пакет и проверя­ют адрес получателя. При обнаружении контроллером своего ад­реса пакет анализируется, в противном случае — игнорируется. При анализе пакета определяется контрольная сумма пакета, ко­торая сравнивается с полученной. При неправильной контроль­ной сумме пакет игнорируется. Кроме того, пакеты циклически нумеруются. При приеме пакета с неправильным номером он иг­норируется.

Пакет представляет собой набор байтов (различной длины, но не более — для текущей версии - 32 байт). Первые четыре и последний байт пакета — служебные, они присутствуют во всех пакетах. Первый байт определяет адрес получателя, второй байт — адрес отправителя, третий задает общую длину пакета и цикли­ческий номер пакета, четвертый байт задает тип команды или статуса в ответном пакете. Остальные байты обычно определяют параметры команды или ответные данные. Последний байт — контрольная сумма.

Каждый абонент сети имеет уникальный адрес. Адрес 0 заре­зервирован для центральной станции. Остальные (от 1 до 255) ис­пользуются рабочими станциями.

Тестовое программное обеспечение.Тестовое ПО проверяет ме­трологические характеристики модулей УСО. Так, для МАВ оце­нивается основная приведенная погрешность ввода и преобразо­вания аналоговых сигналов.

После проведения заданного числа измерений (при цикличе­ской работе после 50 измерений) на монитор выводятся результа­ты измерений по всем заданным каналам в виде таблицы, завися­щей от типа проверяемого модуля. Так, например, при измере­нии эталонного напряжения результаты выводятся в следующем виде:

канал ср.зн. откл. напр.мВ ско.мкВ откл.мкВ погр.%

NN ХХХХХ YYYY НННН.НН ООООО МММММ П.ППП

Здесь NN — номер канала, для которого выводится информация;

ХХХХХ — среднее значение измерений по данному каналу в единицах

модуля;

YYYY — максимальное отклонение от среднего в единицах модуля;

НННН.НН — среднее значение измерений в милливольтах;

ООООО — среднеквадратичное отклонение измерений от среднего в ми­кровольтах;

МММММ — максимальное отклонение измерений от номинального зна­чения в микровольтах;

П.ППП — приведенная погрешность измерения — отношение макси­мального отклонения от номинального значения к диапазону измерения в процентах. Разрядность выводимых значений за­висит от заданного диапазона измерения.

Разработанные и апробированные конфигурации контролле­ров СМ1820М.ПК, используемые как самостоятельно, так и сов­местно с УВК. СМ1820М.ВУ, позволяют строить разнообразные системы автоматизированного управления с повышенными тре­бованиями к надежности, помехозащищенности, сейсмостойко­сти, электромагнитной совместимости, пылевлагозащищенности для круглосуточного непрерывного режима эксплуатации в те­чение длительного времени.

5.6. Стандарт МЭК 61131

Открытые системы

Привязать потребителей к своим изделиям — мечта любого производства. С этой целью секреты технологии, позволяющие получить высокие качественные показатели продукции, должны тщательно охраняться. Это классический закрытый подход. Для потребителя желательно иметь возможность совместно использо­вать изделия разных фирм. Но с точки зрения производителя это не выгодно, поскольку повышает вероятность того, что заказчик откажется от некоторых покупок в пользу конкурентов.

На самом деле это поверхностное заключение справедливо не всегда. Так, если продукция является достаточно технически сложной и имеет широкую сферу применений, то удовлетворить каждое конкретное пожелание индивидуального заказчика почти невозможно и дорого. Недовольство даже одной малосуществен­ной для большинства деталью может привести к отказу от про­дукции данной фирмы вообще. При производстве же совместимой продукции (подчиненной требованиям открытого стандарта) фир­ма производитель может сконцентрироваться на развитии наибо­лее удачных своих решений. Не опасаясь потерять заказчика, производитель может отказаться от невыгодных для себя изделий или частей работы. Кроме того, благодаря совместимости появля­ется возможность внедрять свои передовые изделия даже в полно­стью захваченных областях рынка. Так начинающие коллективы получают шанс проявить себя и найти свое, пусть даже не очень большое место среди промышленных гигантов. Тем самым расши­ряется и сам рынок. Выгоду открытого подхода наглядно доказа­ла фирма IBM на примере своих ПК.

В 1979 году в рамках Международной Электротехнической Ко­миссии (МЭК) была создана специальная группа технических экспертов по проблемам ПЛК, включая аппаратные средства, мон­таж, тестирование, документацию и связь. Первый вариант стандарта был опубликован в 1982 году. Вви­ду сложности получившегося документа было решено разбить его на несколько частей. В настоящее время стандарт включает сле­дующие части.

Часть 1. Общая информация.

Часть 2. Требования к оборудованию и тестам.

Часть 3. Языки программирования.

Часть 4. Руководства пользователя.

Часть 5. Спецификация сообщений.

Часть 6. Промышленные сети.

Часть 7. Программирование с нечеткой логикой.

Часть 8. Руководящие принципы применения и реализации языков ПЛК.

Первоначально стандарт имел номер 1131, с 1997 года МЭК перешел на 5-цифровые обозначения. Теперь правильное наиме­нование международной версии стандарта — МЭК 61131.

После принятия стандарта появилась возможность создания аппаратно-независимых библиотек. Это регуляторы, фильтры, управление сервоприводом, модули с нечеткой логикой и т. д. Наиболее удачные, отработанные востребованные библиотеки ста­новятся коммерческими продуктами.

Семейство языков МЭК