Лекция 1. Задачи и роль микропроцессорных контроллеров в системе управления исполнительными механизмами

Микропроцессорные комплексы в системах управления

Конспект лекций

для студентов всех форм обучения специальностей 050702 – Автоматизация и управление

Алматы 2009

СОСТАВИТЕЛЬ: А.А.Копесбаева Микропроцессорные комплексы в системах управления. Конспект лекций для студентов всех форм обучения специальностей 050702 – Автоматизация и управление - Алматы: АИЭС, 2009 - 47 с.

Настоящий конспект лекций включают в себя 15 конспектов лекций по дисциплине «Микропроцессорные комплексы в системах управления» в рамках основных дисциплин для специализации «Автоматизация и управление».

Конспект лекций предназначен для студентов всех форм обучения специальностей 050702 – Автоматизация и управление.

Лекция 1. Задачи и роль микропроцессорных контроллеров в системе управления исполнительными механизмами

Для современных локальных систем автоматического регулирования и управления основным элементом является микропроцессорный контроллер.

В традиционном представлении на систему управления воздействуют Х_m -входные воздействия от исполнительных механизмов ИМ, различные возмущающие факторы f_k не учтенные в системах управления, выходные величины объекта Yn измеряются датчиками. Задача микропроцессорной системы – принять сигнал от аналоговых ДА и дискретных ДД датчиков, а затем выработать выходной сигналы на исполнительные механизмы ИМ.

Рисунок 1- Локальная микропроцессорная система

Микропроцессорная система должна работать в реальном масштабе времени. Для синхронизации элементов системы все устройства снабжены таймерами. Во временном отношении сигналы с аналоговых датчиков обрабатывается дольше всего. Количество аналоговых каналов ограничено, и их выбор определяется коммутатором. Распределение выходных управляющих аналоговых сигналов выполняет коммутатор ЦАП. Быстродействие центрального процессора управления ЦПУ может быть обеспечено устройствами прерываний. Таким образом, задачи микропроцессоров:

· управление и регулирование;

· сбор и обработка технологических параметров;

· отображение и контроль данных;

· сигнализация и защита от аварийных ситуаций;

· диспетчеризация, архивирование и протоколирование.

Более сложные системы автоматизации решают те же задачи с большим количеством информации. Система локальной автоматизации является объектом управления для системы верхнего уровня. На современном рынке производства системами оперативного управления производственными процессами или MES системами называют системы, обеспечивающие эффективное исполнение в производственных операциях Оперативное управление обеспечивается и начинается с цехового (локального) уровня и заканчивается верхним уровнем ERPсистем. Для этого была создана международная ассоциация поставщиков решений для промышленных предприятий MESA (Manufacturing Enterprise Solution Association). MESA контролирует, регулирует и разрабатывает единые протоколы для решения следующих задач:

· распределение и контроль статуса ресурса

· диспетчеризация производственной задачи

· сбор данных и управление качеством

· управление технологическим обслуживанием

· анализ производительности

· составление производственного расписания

· контроль документов

· управление трудовыми ресурсами

· координация технических процессов и отслеживание готовой продукции.

Стандарт, по которому работает MES, - система ISA95. Он устанавливается для программных функций, физических моделей, производственных мощностей, производственных и базисных процессов.

В соответствии с перечисленными задачами микропроцессорные контроллеры и системы можно разделить подобно тому, как разделяется АСУТП:

· информационно-управленческие системы

· системы сбора и обработки

· системы защиты

· системы тестирования и контроля

· SCADA – системы.