автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Разработка и исследование микропроцессорной системы автоматизации рассредоточенных объектов стройиндустрии

_ >- а

9 .ч.—г ? • •

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАНИИ ЭДЩЕНЕРНО-СТРОИТЕЯЬШЙ ИНСТИТУТ им. В.В.КУЙБЫШЕВА.

На правах рукописи

хрисчвв рдцослав николой

разработка и исследование ^{ропроцессорной системы автоматизации рассредоточенных объектов стройиндустрии

Сясцпальиооть 05.13.07 - Автоматизация техиологичооких процвооов и протаводотв /строительство/

/

АВТОРЕФЕРАТ

диооортацяя на ооиокаппв ученой отвпоип калдцдата техиичвоких наук

Моохва - 1У92

Работа выполнена в Мооковокоы ордена Трудового Краевого ■ Знамени яшшнерно-строитвяыюм институте им. В.В.Куйбышева на кафедре Электротехники и электропривода.

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор Иванчешсо Г.Б.

Официальные оппоненты - доктор технических паук,

профессор Коношшш Б.Д.

- кандидат твхнтеотх наук, доцанг Вудянов В.П. .

Ведущая организация - ЦНШОМГП

3 с

Защита оостонтоя "3я /н оуот о, 1992 г. в ") о " часоз на эаоодални спецнализпронажюго совета К 053.11,11 при ШСИ им. В.В.Куйбышева по адресу: 129337, г. Мооква, Ярославское юоосе, д.26, ауд. Г ' ,

О диссертацией шш ознакомится в библиотека института.

Просим Вао принять участие в зашито п направить Ваш отзыв в двух экземплярах, заверенные гербовой печатью, в адрес специализированного совета; 129337, Москва, Ярославское шоссе, д.%

Лвторефетзат разослан " 7- " фе1<р<*/\Я 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технических наук, доцент Завьялов В.А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

• Актуальность теми. Возрастающие потребности общества обуславливают отредателыюе развитие строительного производства. Промышленные объекты строй индустрии характеризуются неуклонным возрастанием производительности оборудования,, усложнением производственных процессов, использованием оптимальных режимов управления, усилением связей между отдельными звеньями техно-логичео1шх процессов. 3 тоже время и в СССР, и в Республике Болгария коренннм образом менягатоя взгляды на значение энергетических реоурсов, на роль человека в производстве и в защите окружающей ороди. Б результате непрерывно повышаются требования к качеству ведения технологических процеосов и, соответственно, к оиотемам управления.

Технологические процессы в строительной индустрии обычно протекают о условиях, повышенно!! нлачшостн, запыленности, загазованности и взрывоопаснооти, что накладывает дополнительные требования к надежности, живучести, ремонтопригодности и взры-нобезопасности управляющих систем. Крома того, технологические процессы, прежде всего в производства строительных материалов н изделии, являются, как правило, рассредоточенными объектами, что в большей степени обуславливает низкий уровень их автоматизации. Дело в том, что высокая стоиметь существующих телемеханических и распределенных систем автоматизации предопределяет экономическую неэффективность их применения.

Поэтому, работа, направленная на создание современной ви-соконадеяной, дешовоП и гибкой микропроцессорной снотемн, предназначенной длл автоматизации раосредоточениых объектов промышленности является актуальной. ,

Работа ввлаоь d соответствии о научно-технцчеокими и на-учно-исследовательскима работами кафедры "Электротехники п олоктропривода" Ш1СИ иы. В.В.Куйбышева.

Цоль диосертацирнной работы заключается в разработке принципов поогроения оптимальной отруктуры, комплекса технических оредотв, алгоритмов й ».»годов функционирования в программного обеспечения автоматизированной микропроцессорное системы уп-равлемвл технологическими процеооами раооредоточенных объектов стройиндуотрии.

Для достижения поставленной цели была решены следующие

задачи:

1. Проведен анализ информационны* характеристик крупного объекта отройиндустрии.

2. В результате рассмотрения существующих оистем автоматизации рассредоточенных объектов выбраны оптимальная отрук- . тура сиотеш' и принципы ее функционирования.

3. Разработаны теоретические основы поотроения и осуществлены экспериментальные исследования комплекса технических оредств, включающего:

- логичеокий микропроцессорный контроллер;

- устройства передачи сигналов контроля, обеспечивающие высокую достоверность передаваемой информации;

- устройства передачи сигналов измерения о их линеаризацией на передающей или на приемной стороне, а также алгоритм и программа их автоматизированного конструирования;

- устройства передачи сигналов прерывания.

4. Разработано в исследовано программное обеспечение предлагаемой сиотемы.

Методы исследования. Основные научные результаты получены на основе рассмотрения ооотояния вопроса по литературным и натурным данным; применения численных методов, аппарата математической статистики, теории электрических цепей в математического моделирования на ПЭВМ. Методы экспериментального исследования предусматривали построения макета системы.

На задшту выносятся структура микропроцессорной системы управления, способы и устройства передачи сигналов контроля уровнями постоянного тока, теоретические основы линеаризации характеристик резистивных чувствительных элементов, алгоритм и программа автоматизированного проектирования датчиков, построенных на их основе, способ и устройство линеаризации характеристик датчиков на приемной стороне, способы передачи и реализации сигналов прерывания, алгоритм функционирования системы и соответствующее программное обеспечение.

Научное значение имеют разработанные в работе принципы построения микропроцессорной системы автоматического управления рассредоточенными объектами, алгоритм ее функционирования, способы повышения точности и надежности передачи сигналов информации уровняш постоянного стабилизированного тока и напряжения, теоретические основы, методика в алгоритм автомата-

зированного проектирования высокоточных и надежных датчиков о унифицированным токовый выходом.

ррактическое значение работы состоит в разработке принципиальна* охем микропроцессорной сиотемы, построенной на базе программируемого контроллера, алгоритма и программ для управления сиотемы; охемные решения способов передачи сигналов контроля ц измерения при одновременном диагностировании состояния линии связи; схемные решения и методики расчета устройств формирования и передачи сигналов прерыванияj охешша решения аппаратуры линеаризации сигналов измерения на приемной сторона! схемные решения, методика расчета, а также программа автоматизированного проектирования датчиков, поотроеннцх на оонове терморезистороп, фоторезиоторов и текзорезисторов; методика опенки капитальных затрат» требуемых для построения предлагаемо!! иди распределенной сиотеш автоматизации на предварительном этапе проектирования.

Реализация результатов работн осуоеогаляетоя институтом ГИПРОУГЛЕАЬТОМАТЙЗАЦИЯ при проектировании микропроцессорной АСУ ТП рассредоточенных объектов угольной промышленности,

Апробация работн. Основные положения работы и результаты иооледоюаний были представлены ц получили одобрение наг XI а XII научной конференциях болтароких аопиранто'п в СССР о международным участием/г. Ьооква, 198« и 1990 г./, Международной научной конференции "Новейшие научно-технические достижения р строительстве" /г. Белосток, Республика Польша, 1УВУ г./.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано оемь печатных работ и выполнены два каучно-техничеокнх отчета. Получены два положительных решения на выдачу авторских свидетельств на изобретения.

Объем работы. Диосертация ооотоит йз введения, пяти глав, выводов, спнока литературы и приложении. Общий объем работы 245 отранпц, пз них 4 таблицы, 41 риоунок, список литературы из 141 наименования на 13 отранипах и 6 приложений на 64 страницах,

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введениц обоснована актуальиоотъ темы, изложена цель а основная идея диссертационной работы, приведены ооновние научные положения, выносимые на защиту, отмечена научная новизна и практическое значение работы.

• В первой главе проведен анализ существующих методов автоматизации рассредоточенных объектов промышленности. Выявлены два основных направления разработки теоретических основ и технических средств систем автоматизации: централизованные и децентрализованные распределенные системы.

Подробно рассмотрены наиболее популярные телемеханические систскш, эксплуатируемые На промышленных объектах СССР, Великобритания, Германии, Франции и США. Современные телемеханические сиотеш четвертого поколения построены на базе микропроцессорной техники. Применяется временное ц частотное разделение каналов связи. Передача информации осуществляется как в цифровом виде, так и в аналоговом, используя принципы интенсивности постогашого тока к иащ)яашил.

Особое внимание уделено построении распределенных АСУТИ и микропроцессорных контроллеров, выпускаемых в СССР, Болгарии и ведущим! фирмами США, Японии и Германии, проведена их классификация по обобщенным функциональным признакам. Децентрализованные системы управления по сравнении с централизованным! обладают повышенной надежость», гйбкоотьв управления и простотой организации. Однако пх построение требует значительных капитальных затрат.

В результате поиска решения, удовлетворяющего цели диссертации, выбрана система, построенная на базе микропроцессорного контроллера, циркулирование информации б которой осуществляется в аналоговом виде при использовании временного разделения каналов связи и принципа интенсивности для передачи сигналов контроля и измерения уровнями постоянного тока.

В соответствии о вшпеизложенныы сформированы оледущае основные задачи:

1. Разработка принципов построения и алгоритма функционирования Ш1кропроцессорной системы.

2. Построение и исследование универсального кошлекса технических средотв на базе логического микропроцессорного контроллера Локиконт.

3. Создание новых точных и надежных способов сбора и передачи сигналов контроля и измерения; разработка датчиков и универсальных преобразователей, обеспечивавших еффективную передачу информации на большие расстояния стабилизированным постоянный током, не требующих местных источников питания.

4. Проектирование програюоюго обеспечения системы.

Вторая глава посвящена разработке принципов построения и функционирования системы автоматизации.

На примере Кудннокого комбината керамических изделий /Подмосковье/ проведем анализ информационных характеристик крупного объекта стройкндустрив. & комбинате обпей площадью 140 тыс. г? выявлено 2500 информационных точек - измерения, контроля, управления и регулирования. Рассмотрена возможность автоматизации участка по производству керамической плитка микропроцессорный контроллером. Недостатком такого подхода является значительное количество блоков сопряжения, большая протяженность линии связи и как следствие - низкая надежность и высокая стоимость системы.

Характерной особеностью строительных производств является сравнительно медленное изменение технологических параметров. Поэтов^, непосредственное непрерывное подключение управляющей станции ко всем устройствам контроля н управления необязательно. Идея поотроення предлагаемой систеии состоит в использовании микроконтроллера в качеотве управляющего звена телемеханической сясте»а интенсивности с срекекно-адресныи разделением каналов связи. На рио. 1 показана общая отруктура предлагаемой системы.

Макропроцессор- ( 1 Пульт. ЭВМ. ный контроллер дисплей

пнфоргдциотше пали

кодовые килы

1 1

ИП, ИЛ, ----- МП1

йввй йИй-йв1&

ДК - датчики контроля. № - датчик измерения, 77 - устройство управления, УР - уотройотво регулир.

Рио. 1.

Объекты контроля и управления (¡группировании в отдельные контролируемые пункты /КП/, каждому из которых присвоен свой номер /адрео, код/. Связь между контроллером и КП осуществляется по кабельной линии, в которой выделены л адресные и m информационные жилы кабеля связи. Информация между управляющий контроллером и КП, а также между КП и датчиками и устройствами управления, установленными у объекта управления, циркулирует в аналоговом виде, а между контроллером я ЭВМ верхнего уровня и периферийными устройствами /пульт, диоплей и пр./ -в цифровом. Поскольку помехоустойчивость адресного опособа избирания КП параллельным двоичным кодом является наивысшей по сравнение со всеми известными опособаш, то в работе отдано предпочтение кодовому принципу избирания КП. Передача сигналов информации на расстояния по кабельным линиям наиболее просто и надежно осуществляется постоянным током, поэтому для передачи информации выбран принцип интенсивности тока. Информационная емкость системы определяется числом информационных жил m и методами уплотнения информации. Количество КП определяется числом комбинации по и разрядам, /Уип = 2.п-2, . Контроллер поочередно осуществляет обмен информацией с КП. Программным путем вырабатывается номер и код коитроллируемого пункта. Этот код выставляется посредством модуля цифро-диск-ретного преобразования /ЦПЛ/ контроллера на адресных жалах. Срабатывает кодовое реле выбранного КП и подкясчает датчики и устройства управления, расположенные у объекта управления, к информационным жилам линии связи. Информация, поступавшая от датчиков по информационным жилам на аналого-цифровой преобразователь /АЦП/ микроконтроллера, обрабатывается согласно принятому и записанному в программе пользователя /ПрП/ алгоритму. Выработанные управляющие сигналы выставляются на выходах цифро-аналогового преобразователя /ЦАП/ и по информационным жилам поступают на устройства управления и регулирования. После паузы осуществляется обмен информацией со следующим КП. Сканирование контролируемых пунктов осуществляется программно, поэтому возможно строить системы с фиксированной очередностью опроса, о многоуровневым приоритетом, предполагающие внеочередной опрос КП по их запросу /системы с прерыванием/, и адаптивные системы, обслуживание КП в которых осуществляется только по их запросу.

Макет предлагаемой системы построен на базе логического микропроцессорного контроллера Ломиконт. В качестве линии связи использован десятипарный шахтный телефонный кабель типа ТРЩЭ-10х2. Восемь жил кабеля связи выделены для передачи адресов КП и восемь жил - для передачи сигналов информации. Максимальное количество контролируемых пунктов №чп =154 . Для реализации систем использованы четыре модуля устройств связи с объектам! /УСО/ контроллера из 72-х. На входах АЦП поотупают сигналы от датчиков контроля и измерения, на ДЦП -коды КП, требующих внеочередного опроса, на выходах Ц/Ш выставляются оигнвлы управления исполнительных устройств. Вооемь выходов ЦДЛ служат для выставления адресов /кодов/ опрашиваемых КП, а один - для формирования паузы между опросами двух пунктов. Во время паузы на кодовых жилах и, соответственно, на вооемь входов ДЦП поступает код КП, требующего внеочередного опроса, формируемый устройством прерывания, установленном в КП.

Продолжительность опроса l-того КП может быть определена из выражения;

tl » tnL * Ui* tBwi * tel ♦ 1ив1. 10

где tnt - продолжительность паузы: tel - адресации; 1»и1-ввода информации; - связи контроллера о ЭВМ верхнего уровня, другим контроллером, оператором и np.j tuu- время выработки п передачи управлявших оигналов. Продолжительность J - того цикла опроса контролируемых пунктов

TiJ « £ Pi). ( tnv) * toi) * Uiu) * tel) * tM»V)), (2)

l • <,1,3 ... m ; J - 1,1 ...

где pij - коэффициент, учитывающий окольно раз п этом цикле осупеотвляетоя опроо l-того КП.

Совокупность уравнений (2) для различных i a J представляет собой математическую модель функционирования оиотемы.

Уплотнение каналов связи о предлагаемой сиогеые достигается двумя путяга - последовательной передачей /временного разделения/ оигналов информации по одной а той же паре жил линия связи, а параллельной /одновременной/ передачей оигналов контроля по одной паре ши линия овязи ш виде аналоговых оигналов. кодируемых либо стабилизаторами тока в КП, либо кодирующая резиотораиа в КП и стабилизатором том в пункте управлв-

ния /ПУ/. Значения кодирующих элементов - резисторов идя стабилизаторов. соотносятся как 1:2:4:8... Декодирование сигналов контроля осуществляется программным путем микроконтроллером. Количество разрядов охраничивается изменением сопротивления линии связи, предельной величиной тока в линии и токами утечки. В работе предлагается оригинальный способ и устройство передачи сигналов контроля, позволяющий устранить влияние < изменения сопротивления линий связи и тем самым увеличить информационную емкость сигнала о шести до восьми уровней, а также одновременно с передачей информации щю из водить диагностику состояния линии связи.

Сущность предлагаемого способа состоит а том, что передача информации осуществляется в двух тактах. В первом - кодирующие резисторы шунтируются контактом с задержкой срабатывания и на вход А1Ш поступает сигнал

Щ = 1ст.ил*Лц) . (3)

где 1ст- ток стабилизатора; - сопротивление линии и сопротивление резистора для контроля.

Резиотор для контроля включен последовательно с кодирующими резисторами и его сопротивление заранее известно. Поэтому если напряжение и, < Ц к (ик * 1от. , то контроллер сигнализирует о пробое изоляции проводов линии связи, а если и1&гЦв блока питания - об обрыве линии связи. Бо втором такте контакт размыкается и на вход Л1Ш поступает напряжение

и2= 1ст.иА*Ки*Йс)» М

где - общее сопротивление кодирующих резисторов, соответствующие контакты сигнализации которых сработали. Полезный сигнал является разностью напряжений Ц и II, > вырабатывается и декодируется контроллером программно.

Предлагаемая микропроцессорная система может работать как в соотаве распределенной АСУ ТП на нижней уровне управления, так и автономно. Информационная емкость системы / 2032 сигналов контроля и по 254 - измерения, управления и регулн-ровшая/ достаточна для управления крупным производством. В этом смысле предлагаемая система может рассматриваться как способ улучшения характеристик серийно выпускаемых промышленностью микропроцессорных контроллеров.

В третьей главе проведен анализ перспектив развития проблемы разработки средств измерения технологических параметров

/датчиков/: определены основные принципы hi построения; предложен новый высококачественный измерительный преобразователь м гама датчиков, построенных на его основе; алгоритм прогрета нх автоматизированного конструирования.

На рис. 2 показана электрическая схема измерительного преобразователя, построенного на вспомагательном стабилизаторе тога СТ. регулирующем элементе VT7-VT5 , переменном сопротивлении VT5-VT6 , чувствительном элементе R5 , опорном резисторе Rt в термостабилизирутших диодах VQ3 и V06 . Выходной ток измерительного преобразователя определяется по формуле :

1бых » 1er. if-H R5/R6) , (5)

а изменение выходного тока :

■ alt,« - 1er. дИз/Re, (6)

где Гст - ток вспомогательного стабилизатора СТ. ПредлокегпшЭ пзкерпгелытиЯ преобразователь обладает лняейнос-

тьо выходной характеристика, высоким выходным сопротивлением, высокой стабильностьо преобразований s _ пирокоы диапазоне изкененпй пктаэ-сего напряаеиия а температуры ок-ругаизей среды. Чувствительность датчика регулируется изменением сопротивления спорного резистора п тока стабилизатора СТ. Датчики, построенные на его базе не требупт шшггая кестаого источника питания.

Преобразователь, собранный на транзисторах п-р-п типа КГ315Б. р-п-р типа КТ301Б, сгабшгатрсяах КС113А a 1С133Л, др.одах тшш КЕ509А. резисторах R1=3,3 еОи. 22= 1,8 кОа, R3=3 LXJa а £4=3.3 Ши я ItT =0,8 г.*Л, ерз газебгггя текзгра-турц окруеэдгЗ среды от сР до i(P обладает теигггргтурэоЗ сктгйагь-востыэ не более 0.03 i/°C. а при изменения шагадцего взщюв-пия от 12 до 36 В нестабильность преобразования ко превышает 0,5 вдЛ/В. На рее. За приведена зЕсаериигатадыго снятая загэ-

Рсс. 2.

оимооть выходного тока от сопротивления чувствительного элемента при разных значениях сопротивления опорного резистора, а на рио. ЗА - для разных значений тока вспомогательного стабилизатора СТ. Высокое выходное сопротивление преобразователя позволяет передавать информацию по кабельным линиям связи на значительные расстояния - более 15 км.

-1иА 0,8 0,6

Рио. 3.

В работе рассмотрены теоретические основы линеаризация выходных характеристик резиотивних чувствительных элементов постоянными резисторами, если они описываются уравнениями экспоненты, гиперболы и многочленом второй отепеии. Условием возможности линеаризации является наличие точки перегиба Хт у функции, описывающей сопротивление двухполюсника, содержащего етот элемент. В таблице 1 записаны полученные условия наличия точки перегиба для трех рассмотренных функции :

Таблица 1

Функция Условие линеаризации

Я(х)»а,+'сц.х-*-а!.*.1 а.<0

где X - измеряемый параметр; а», а, и <Я|- коэффициенты.

а

Рассмотрены два типа двухполюсников, содержащих резистив-ный чувствительный элемент. Первый соотоит из чувствительного елемента, охваченного параллельно включенным резистором ч", , а второй дополнительно содержит последовательно включенный постоянный резистор *а. В работе предложен способ линеаризации выходной характеристики чувствительного элемента по трем ее точкам - концам интервала (х»,^ и(х) ,К]), и его оередине Схг,^). При этом характеристика двухполюсника заменяется прямой у(х)=С « к.х и для первого и второго двухполюсника получаем

- С 4 и.*. = С П.х3

Я* * Га

= г ±к.х,

(К|*Га).Г1 = с±к.х.

Знак перед коэффициентом к /чувствительность/ определяется наклоном кривой, изображающей характеристику чувствительного элемента.

Для первого двухполхюппка получены зависимости:

-И«.Кя -2.Ri.lt»Е>.Ид ■, /8)

Я, т 2Лг 4. Я3 '

|увстпительнооть:

ТУ/(к4*гЛ- Е«,УУ/(Ка*Г<) т (9) "" - X,

гостоянная С : {

С = к,хэ - Ъй.Г«+ . (ю)

(тносительная погрешность линеаризации характеристики г яз-Юй точке интервала

о. _ К1.Г</(Е1-»-Г<) - С ^ __.(оду. (п)

<ч~ С± «.XV *

нелогичные. зависимости выведены и для второго двухполюсника.

Основываясь на полученных выгодах разработан алгоритм пнеаризации выходных характеристик полупроводниковых термас-оров, металлических и кремниевых тер»,»резисторов и $оторе-исторов по трем заданным точкам характеристики и по наперед адашоП погреииостп линеаризации, расчета параметров линео-язирующего двухполюсника и датчика по заданному диапазону входного тока.

Предложенный измерительный преобразователь может быть

попользован для построения датчиков на базе тензорезисторов. Для компенсации температурной нестабильности полупроводниковых тензорезисторов разработана методика и схема термокомпен-сашга, а также алгоритм автоматического подбора элементов схемы термокомпенсации.

На основе разработанных алгоритмов составлена программа автоматизированного конструирования датчиков на сазе териоре-зисторов, фоторезисторов и тензорезисторов КШШСИ1. функциональная блок-схема которой показана на рис. 4.

[Распечатка графика выходной характеристики датчика

( конец"!

Рмо. 4.

Четвертая глава; посвящена разработке отдельных устройств шфощкшаооорноЯ сжотеш, методике ях расчета н их »коперш-ментахмкпф нсследовашт.

Предложен споообн устройство линеаризация сигнало» измерения ва ириеывоИ стороне. 1январнэаши нелинейного выходного

сигнала датчика осуществляется путем использования нелинейных усилителей на приемной стороне. Одновременно с линеаризацией осуществляется дополнительное преобразование сигналов .масштабирование, нормализация, преобразование координат/. Такой способ оправдан, т. к. микроконтроллер имеет ограниченные вычислительные возможности, схемотехника нелинейных преобразователей аналоговых сигналов достаточно развита, а стоимость элементной базы невелика. В работе рассмотрено устройство линеаризации экспоненциальной характеристики токового датчика. Проведенные исследования показали, что при использовании высококачественных нелинейных преобразователей погрешность преобразования сигналов измерения данным способом не превышает 3%.

Особое внимание в работе уделено разработке схем и методике расчета устройств передачи сигналов прерывания. Предложены схеш параллельной и последовательной передачи сигналов прерывания постояжпш стабилизированным током, а также.пара-ллелънш двоичным кодом. В.каждом КП. для которого необходимо обеспечить возможность внеочередного опроса по запросу, располагается устройство формирования сигнала прерывания. При параллельной передаче сигнал прерывания поступает непосредственно .. поело срабатывания устройства сигнализации, а при последовательной - только при отсустзии на жилах прерывания другого сигнала прерывания. Разработана методика расчета схем передачи сигналов прерывания постоянным стабилизированным током. Экспериментальные исследования показали, что ¡¿акоимальное количество КП, имеющих возможность осуществить прерывание в первом олучае не превышает 6, а во втором - 31.

Для обеспечения возможности осуществления внеочередного опроса всех КП разработана система передачи сигналов прерывания параллельным двоичным кодом. В каддом КП устанавливается устройство прерывания, формирующее сигнал в виде двоичного кода, аналогичного коду-адреса этого КП. Код передается по кодовым типам з период паузы мегду последовательныш о про сага двух контролируема пунктов. На это время устройство переключения, расположенное в пункте управления, отключает кодовые ¡зилы от выходов ЦДЛ и подключает их к входам ЛИЛ контроллера.

Устройство прерывания реализовано на логических схемах 155 серии и полупроводниковых элементах общего назначения. Экспериментальные исследования показали, что надежная работа

охеш передачи сигналов прерывания обеспечивается при продолжительности паузы между опросом двух КП Хп >36 ыо.

Пятая глава вобвящена проектированию программного обеспечения сиотемы. В програгшом обеспечении выделены две основные части - условно постоянная, которая содержит.набор программ, обеспечивающих функционирование предлагаемой сиотемы как таковой и которая одинакова для всех сиогеы, независимо от их назначения и конкретно решаемых задач, и вторая часть, в которой пользователей решаются задачи управления собственно технологи-чеоким процеоооы, • . ^

Программное обеспечение оиотеми решает ряд задач, обеспечивавших функционирование оиотеыш

- определение номера КП, подлежащего опрооу; ; . - определение приоритета и обработка прерывания;

- кодирование адреоа /номера/ КП;

- предварительная обработка полученной информации - декодирование оигналов контроля и при необходимости - преобразование /линеаризация, масштабирование и пр./ сигналов измерения;

- запоминание и обработка полученной информации согласно заданномуалгоритму;

- выработка управляющих оигналов и их выставление на выходах цифро-аналогового преобразователя;

- документирование информация на печатанием уотройотва, внешней памяти м пр.;

- осуществление овязи по цифровым каналам о другими контроллерами или ЭВМ; "

- обмен информацией о оператором про помощи пульта в пр.

Блок-схема алгоритма функционирования сиотемы показана

на рио. 5, Разработаны алгоритмы и программу кодирования адреса опрашиваемого КП, декодирования оигналов контроля и декодирования сигналов прерывания ори передаче оиэтшов постоянным током и параллельным двоичным кодом.

ОСНОВНЫЕ вывода И результаты работы

1. Предложены я реализованы структура микропроцессорной снотеш автоматизации рассредоточенных объектов промшлекиоо-ти, алгоритм и программное обеспечение ее функционирования.

2. Разработан способ и уотройотва передачи оигналов контроля, позволявшие увеличить информационную «мкооть системы и

(НАЧАЛО )

Увеличить текущий адрес на 1 п если он больде 254, сделать слодувднй адрес 1

Получение информация с датчиков _текущего КГГ. декодирование

Модули обработки информация

Обработка полученной информации. При необходимости вюшчить счетчик

упр.-я выработать сигналы управления. — * —-

Осуществление связи с

оператором при необходимости ' +—

Осуществление обмена информации по цифровым каналам при необходимости

Кодирование п выставление еледувшего кода-адреса КП. Отключение счетчика управления.

С КОНЕЦ )

Рис. 5.

одновременно повысить помехозащищенность и надежность передачи сигналов информации. Максимальная информационная емкооть системы составляет 2032 сигналов контроля и по 254 сигналов измерения, управления и регулирования.

3. Предложен универсальный измерительный преобразователь о токовым выходом, отличающийся выоокой точностью преобразования, температурной стабильностью, линейностью выходной характеристики,."

4. Для линеаризации выходных характеристик розистпвиых чувствительных элементов - полупроводниковых, моталличеоких и кремниевых терморезиоторов,, фоторезисторов и теизорезисторов, разработана специальная методика и программа автоматизированного проектирования датчиков на основе предложенного измерительного преобразователя^ Датчики имеют ун11фццировшшый токовый выходной сигнал, не требуют,местного источника питания и позволяет передавать сигналы измерения по кабельным линиям на расстояние 15 км.

5. Разработан способ и устройство линеаризации сигналов измерения на приемной.стороне, позволяющий повысить точность передаваемой инфоршцин без усложнения программного обеопечо-ния системы.

6. Разработан ряд схем передачи сигналов прерывания пос- ' тояншм стабилизированным током и параллельным двоичным кодом, обеспечивающих возможность осуществления внеочередного опрооа КП по их запросу.

7. Предложена структура программного обеспечения и разработаны программы, реализующие специфические функции системы,

8. Разработана методика предварительной оценки объема капитальных затрат на создание предлагаемой и распределенной системы в зависимости от плотнооти информационных точок, площади объекта, стоимости аппаратуры и линии связи.

Основные соложения диссертации опубликовано в работах:

1. Иванченко Г.Е.. Хриочев Р.Н. Тепловая обработка £БИ в индукционных камерах промшленной чаототы в АСУ TI1 завода сборного железобетона. Б об. научн. тр. VUI конференции болгарских аспирантов в СССР, -Ы.s 1088. -6 о.

2. Иваичеико Г.Е.. Хриочев Р.Н., Абдулханов H.A. Автоматизация ороцеоод тепловой обработки железобетонных изделий i

электромагнитных камграх//Энергетика и электрификация, экоп-рео инф. "Строительная индустрия в энергетике". -М.1 1 86. Вил. 7. -С. 9-14.

3. Разработка микрокомпьютерной телемеханической системы передачи информации стабилизированным током выоокой точности и универсальных токовых датчиков измерения и контроля. Отчет о НИР/ШСИ. х/д 665, 16 ГР 01880088557. -М.: 1988. -143 о.

4. Оказание помощи при вибора научно-технических решений для проектирования микрокомпьютерной АСУ ТП на базе телемеханической системы интенсивности постоянного тока. Отчет о НИР/ МИСИ, х/д 615, & ГР 01890085161. -М.: 1989. -122 0.

5. Хриочев Р.Н,, Болтрык М. Распределенная АСУ ТП завода отройиндустрпи о применением улучпенного логического микропроцессорного контроллера Ломиконт. В сб. научн. тр. международной конференции "Новейпие научно-технические достижения в строитольстве". г. Белосток, Польпа. 1989. -С. 319-329.

6. Хрисчев Р.Н. Метод п устройство передачи сигналов телесигнализации в системах управления медленно протекающих процессов. В сб. научн. тр. XI конференции болгарских аспиран- , ТОВ в СССР. -И.: 1989. -8 о.

7. Хрисчев Р.И. Датчики о токовым выходом в микропроцессорных АСУ ТП. В сб. научн. тр. XII конференции болгарских аспирантов в СССР. -1,1.: 19У0. -13 о.

8. Иванченко Г.Б., Хрисчев Р.Н. Использование логичеоко-го микропроцессорного контроллера Ломиконт для передачи информации на значитолыша расстояния./ Горный журнал. Известия вузов. Свердловск. 1991. И 7. -С. 95-101.

9. Иванченко Г.Б., Хрисчеа Р.Н. Высококачественный измерительный преобразователь с токовым выходом./ Горный журнал. Известил вузов. Свердловск. 1991. Н 8. -С. 95-99.

10. Решение о выдача авторского свидетельства по заявке Л 4818016/10 от 30.01.91 г. Преобразователь неэлектрических величин в электрический сигнал/ Г.Е.Иванченко, Р.Н.Хрисчев, Н.А.Силаев, В.З,Рогозов.

11. Решение о выдаче авторского свидетельства по заявке № 4862317/24 от 28.08.91 г. Телеизмерительное устройство/ Г.Е.Иванченко, Р.Н.Хрисчев.