Часть3 (1028412), страница 5
Текст из файла (страница 5)
6.10. Выдача дискретного управления и дискретный контроль через платуМОО контроллера ОРИОН.Прежде чем мы углубимся в проблемы программирования, которых, кстати, здесьсовсем не будет, обратим внимание на разводку линий управления и контроля. Цепь дискретного управления DU_KL1 (напряжение на клапан 1) выполнена витой парой с одинаковыми токами в ветвях, т.н. симметричной витой парой. Точно также выполнена цепьдискретного контроля DC_KL1 (статус клапана 1). Такие цепи, во первых, не излучаютпомех сами при включении и выключении, во вторых, не подвержены действию помех.Почему? Зачем параллельно катушке реле К1 и ее контактам К1.1. включены диоды?Как и раньше, описательной части управляющей программы опишем 16 глобальныхконстант mask_on[0]… mask_on[15], у которых все биты нулевые, кроме бита, соответствующего номеру константы и 16 констант mask_off[0]… mask_off[15], являющихся побитной инверсией соответствующих масок mask_on[i].
Поле register переменной type_channelописывающее регистр, через который осуществляется связь с элементом объекта управления, здесь целесообразнее сделать ссылкой на соответствующий регистр. В этом поле будемхранить адрес этого регистра, в нашем случае RG1 или RG3. Поле bit, как и раньше оставимномером бита, к которому подключен объект. Все регистры связи контроллера опишем, какаппаратные переменные, имеющие конкретные адреса в соответствии с установленнымиперемычками.Переменные, посредством которых осуществляется взаимодействие с объектом целесообразно называть именем линии связи. Крайне важно продумать систему формирования именлиний связи и этих переменных, чтобы они легко ассоциировались с элементами объекта и действиями над ним. В нашем случае это имена DU_KL1, DC_KL1: type_channel естественно ассоциируются с дискретным управлением и дискретным контролем клапана KL1.В инициирующей части программы привяжем переменные, связанные с управлением клапана к каналам контроля и управления:(* Ссылке на регистр управления клапаном присвоить адрес RG1*)DU_KL1.register:=^ RG1;DU_KL1.bit:=12;(* Ссылке на регистр контроля клапаном присвоить адрес RG3*)DC_KL1.register:=^ RG3;DC_KL1.bit:=3;Теперь можно производить манипулирование элементами объекта, причем, это настолько кратко записывается и легко ассоциируется с предписываемыми действиями, чтонет смысла заводить отдельные процедуры контроля и управления по каналам, как это мыделали, при рассмотрении программирования УТК-5.Рябов Владимир Тимофеевич.
Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»МГТУ им. Н. Э. Баумана, V_Ryabov@mail.ru14КОШТак, действия: «проверить состояние клапана KL1 и, если он не включен, включитьего» на языке Pascal запишется почти открытым текстом:if (DC_KL1.register^)and(mask_on[DC_KL1.bit]) thenDU_KL1.register^:=(DU_KL1.register^)and( mask_off[DC_KL1.bit]);.Обратите внимание на то, как мы учли в предыдущем предложении инверсность переменных. Скобки в этом операторе стоят только для облегчения «читабельности», их можноопустить, заменив пробелами.Модуль выдачи дискретный МВД (рис.
6. 11) служит для выдачи 16 дискретныхуправляющих сигналов и содержит на плате 2 регистра, доступных для чтения и записи сшины Q-bus через контроллер шины КОШ: регистр данных РД и регистр перегрузки РП.Каждый бит регистра данных подключен через оптронную развязку к транзисторномуключу. Если в какой либо бит регистраМВДРД записать ноль, соответствующийтранзисторный ключ откроется.РДКл16ДУ Если сигнал ДУ платы МОО нес толькоРПинформацию и не был способен соверIntшить серьезной работы (до 30В и 25 мА),разве, что включить небольшое реле, либо внешний ключ, здесь идет уже коммуРис.
6. 11.тация достаточно мощных энергетических потоков, до 60В и 3А. Если бы мы будем присоединять клапан из предыдущего примера (рис. 6. 10) к этой плате, мы сможем обойтись без промежуточного реле К1. Правда,одновременное открытие всех 16-х каналов при максимальном токе могут перегрузитьплату МВД.Принципиальная электрическая схема выходного ключа канала ДУ и пример подключения объекта управления на рис. 6. 12.вяDA2С1R1DA1 R4R5ПерегрузкаЦепь24VoКонтакт+24VDU_KL1KL1+OkVT1Вкл0К битам РДR2R3GNDoРис.
6. 12.Работа этого ключа и его свойства были изучены нами в разделе 2.1.В первой частикурса. Коротко повторим здесь. Ключ на биполярном транзисторе Дарлингтона. Основнойнедостаток ключей на биполярных транзисторах – неустойчивое тепловое равновесие,особенно в режиме насыщения, когда напряжение на коллекторе становится ниже напряжения на базе транзистора. Для компенсации этого недостатка в схеме приняты все меры.Во первых, когда включается фотодиод оптопары DA1 и открывается ее выходнойфототранзистор, напряжение на базе VT1 будет ограничено напряжением на выходе нагрузки (линия Ok разъема, рис.
6.12), поскольку коллектор фототранзистора подключен кэтой точке, а не к общему питанию 24Vo. Таким образом, разность напряжений на базе иколлекторе VT1 равна разности падений напряжений на открытом фототранзисторе и резисторе R5. И то и другое значение составляет величину менее вольта, поэтому транзистор VT1 не может войти в состояние глубокого насыщения.Во вторых, в коллектор ключа включен резистор R5 с номинальным сопротивлением около 0,3 Ома и высоким ТКС (температурным коэффициентом сопротивления).
Еслиток через нагрузку начинает возрастать, резистор разогревается и, за счет возрастаниясвоего сопротивления, ограничивает его.Рябов Владимир Тимофеевич. Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»МГТУ им. Н. Э. Баумана, V_Ryabov@mail.ru15КОШКОШВ третьих, если падение напряжения на резисторе составляет более 1.6 вольта, чтосоответствует аварийной ситуации, зажигается светодиод оптопары DA2 и открывается еевыходной фототранзистор. Потенциал на эго эмиттере переходит из состояния нуля в состояние единицы, что регистрируется в соответствующем бите регистра перегрузки РП,входящем в состав платы. Как только хотя бы один бит регистра РП переходит в состояние единицы, возникает векторное прерывание. Его адрес соответствует перемычкам, установленным на плате МВД контроллера.
Подпрограмма обслуживания этого прерывания, которая будет вызвана, должна принять адекватные ситуации меры. Какие, об этомлучше всех знает ведущий разработчик машины: то ли просто отключить канал, то ли выключать всю машину и сигнализировать об аварии сиреной и т.п.Чтобы привязать какую либо процедуру к прерыванию, в микроЭВМ МС 1201нужно было в ячейку с адресом, соответствующим вектору этого прерывания, записатьадрес входа в эту процедуру. Для этого следует определить тип – ссылка на процедуру,создать аппаратную переменную по адресу, соответствующему вектору прерывания иприсвоить этой переменной значение ссылки на процедуру.Модуль приема дискретный МПД служит проведения операций дискретного контроля по 32 каналам (рис.
6.13). Каждый канал подключен к биту двух 16-и разрядных регистров, доступных для чтения и записи по шине Q-bus и имеет оптронную развязку отшины. Основное отличие от каналов дискретРМ МПДного контроля рассмотренного ранее модуляРИС &МОО в том, что по 16-и линиям возможна апddtпаратная реализация ДК.Int16ДК Из рис. 6.13 видно, что каждый бит верхнего16ДК регистра подключен к дифференциатору d/dt,формирующему единичный сигнал на выходепри изменении состояния бита на входе. ВыРис. 6. 13.ход дифференциатора подключен к ячейке И.Всего дифференциаторов и ячеек И шестнадцать. В состав платы входит также регистрмаска РМ.
Каждый бит этого регистра также подключен ко второму входу одной из шестнадцати ячеек И. К выходам эти ячеек подключен регистр изменения состояния РИС.Если по какому либо из рассматриваемых каналов изменяется состояние (из нуля вединицу или наоборот) и соответствующий бит регистра маски установлен в единицу, навыходе ячейки И появляется единица и записывается в соответствующий бит РИС. Регистр изменения состояния РИС устроен таким образом, что если хотя бы один из его битов отличен от нуля, возникает прерывание. Вектор этого прерывания устанавливаетсяперемычками на контроллере шины КОШ. Вызывается подпрограмма обслуживания прерывания с заданным вектором, таким образом и реализуется аппаратный вызов дискретного контроля.Модуль приема аналоговый МПА предназначен для проведения операций аналогового контроля по 16-и каналам (рис.
6.14). Преобразование 12-и разрядное в диапазоне0…10,24 В, время преобразования около 500МПАмкс. Модуль содержит аналоговый коммутатор МС на 16 каналов, управляемый от реги12РППЦАПстра состояния РС, подключающий контроIntМСлируемый канал ко входу компаратора.16АК4РСПреобразование проводится методомпоразрядного взвешивания автоматическиРис. 6. 14.без участия микрЭВМ. В специальный регистр последовательных приближений РПП записывается число 2048 (1000 0000 00002) ичерез оптопару передается на ЦАП. По сигналу компаратора, один вход которого присоединен к выходу ЦАП, а другой к контролируемой линии, регистр последовательных приближений автоматически решает, в каком диапазоне проводить дальнейший поиск: 0100Рябов Владимир Тимофеевич. Кафедра «Электронные технологии в машиностроении»МГТУ им.
Н. Э. Баумана, V_Ryabov@mail.ru16КОШ0000 00002 или 1100 0000 00002. Диапазон дальнейшего поиска формируется в регистре ипоиск продолжается до последнего двенадцатого разряда, точнее, начинается с 12-го, а заканчивается самым младшим нулевым.Любая программно инициируемая запись в регистр последовательных приближений РПП запускает преобразование. В начале преобразования шестой бит регистра состояния РС (бит готовности) автоматически устанавливается в ноль, а по окончании преобразования - в единицу. Если седьмой бит РС программистом был установлен в единицу,то при переходе бита готовности из нуля в единицу возникает прерывание, адрес векторакоторого определен перемычками на КОШ.
Если бит прерывания был сброшен, определить конец преобразования можно программно по состоянию бита готовности.Таким образом, начало преобразования можно было инициировать только программно, а конец программно или аппаратно.Модуль выдачи аналоговый МВА служит для выдачи восьми аналоговых управляющих сигналов АУ и состоит из восьми независимых каналов с двенадцатиразряднымицифро-аналоговымипреобразователямиМВАЦАП,подключеннымик 12-и младшим12АУ1 битамРг1ЦАПсоответствующегорегистраРг1…Рг8 (рис. 6. 15).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
