Архив / 1997 / №2(12) / 

Управляющая сеть микроконтроллеров

В марте-апреле этого года фирма «ОВЕН» начинает выпуск новых приборов серии ТРМ, которые при той же цене имеют ряд существенных преимуществ: повышена нагрузочная способность реле, введена схема защиты от «зависания» процессора, защищена от сбоев энерго-независимая память, введена изменяемая логика срабатывания реле, усовершенствован интефейс связи с компьютером.

Кроме улучшеных потребительских свойств новое поколение приборов обладает рядом принципиально новых возможностей. Об одной из них, а именно о возможности создания распределенной управляющей сети на базе новых приборов типа ТРМ пойдет речь в этой статье.

Возможность подключения к IВМ РС была предусмотрена и в ранних моделях ТРМ, однако, информация передавалась только от прибора в компьютер, что не позволяло оператору вмешаться в процесс управления, например, изменить уставку.

В новых приборах интерфейс двунаправленный, он позволяет подключить ТРМ непосредственно к последовательному порту ком пьютера. Для подключения большего количества приборов требуется сетевой адаптер, также выпускаемый фирмой «ОВЕН».

Подключив один или несколько терморегуляторов к компьютеру оператор получает возможность не только принимать и обрабатывать информацию от всех приборов одновременно, но и вмешиваться в процесс управления. Например возможно изменение уставок по времени, по достижении какого-либо условия, или по другому, более сложному алгоритму. Возможно даже непосредственное управление работой реле терморегуляторов для реализации сложных алгоритмов управления технологическим процессом. При этом оператор имеет в своем распоряжении весь богатый набор средств программирования, отображения, документирования и хранения информации, которым обладает персональный компьютер.

Канал связи и топология сети

Наиболее распространенный интерфейс ИРПС(RS232,RS485,V24) со скоростью до 19 кбод позволяет обеспечить связь для большенства применений в которых используются регуляторы типа ТРМ. Дешевизна линий связи и простота интерфейса обеспечивают низкую стоимость и высокую надежность сети. На рис.1 показаны варианты соединений приборов в сеть.

Одиночный прибор контроля и управления типа ТРМ может быть подключен непосредственно к IВМ РС при помощи специального кабеля (рис.1а). Для подключения к ПЭВМ нескольких приборов необходим сетевой адаптер - СА, содержащий источник тока 20 мА. На рис 1б. показан вариант соединения, при котором данные передаются и принимаются по одной и той же паре проводов. Этот вариант позволяет сэкономить соединительные провода, однако, скорость обмена данными невелика. Кроме того, требуется очень высокая надежность соединительных линий, так как обрыв «петли» в любом месте может привести и выходу из строя всей сети.

Одиночный прибор контроля и управления типа ТРМ может быть подключен непосредственно к IВМ РС при помощи специального кабеля (рис.1а). Для подключения к ПЭВМ нескольких приборов необходим сетевой адаптер - СА, содержащий источник тока 20 мА. На рис 1б. показан вариант соединения, при ко-тором данные передаются и принимаются по одной и той же паре проводов. Этот вариант позволяет сэкономить соединительные провода, однако, скорость обмена данными невелика. Кроме того, требуется очень высокая надежность соединительных линий, так как обрыв «петли» в любом месте может привести и выходу из строя всей сети.

В системах, где необходим интенсивный обмен данными, то есть, когда ПЭВМ непосредственно управляет технологическим процессом, может возникнуть необходимость в четырехпроводных линиях связи (рис.1г). В этом случае данные передаются по одной паре, а принимаются по другой. Сетевой адаптер типа АС-3 позволяет соединить приборы любым из описанных способов.

Программное обеспечение для управления технологическими процессами

В комплект поставки сетевого програмного обеспечения входят  три программы:

1. CONTR.EXE.
2. IGL.EXE.
3. CONTR.IGL.

Программа СОNTR.ЕХЕ предназначена для передачи команд в ТРМ и приема от него информации. Команды и данные передаются и принимаются в формате 8 бит плюс 1бит контроля четности, 1 стартбит и 1стопбит. Обмен происходит по приведенной ниже схеме.

МИКРОКОНТРОЛЛЕР (ТРМ11)    ПЭВМ

Прием адреса <- передача адреса
Передача готовности -> прием байта
Прием команды <- передача команды
Передача контрольной суммы -> прием КС
Передача данных -> прием данных
Прием данных <- передача данных

Такой протокол обмена гарантирует от ошибок при передаче команд и данных в условиях помех или при повреждениях линий связи. Результат работы программы СОNTR.ЕХЕ. можно наблюдать на экране дисплея (рис.2). Изменить U, K, T, I можно нажав соответствующую клавишу и введя необходимые значения. После приема каждой строки параметров X, U, I, Y программа СONTR.ЕХЕ. записывает их текущее значение на диск в заданный пользователем файл в следующем виде:

Такой формат удобен для обработки данных стандартными пакетами программ типа ЕХЕL,МАТСАТ и т.д.

t

X

U

I

Y





ДАННЫЕ


0

24,2

25,6

10666

22

1

24,2

25,6

10666

22

2

24,6

44,4

10872

44

3

24,6

44,4

10872

44

4

26,7

44,4

11244

43

5

29,2

44,4

11396

42

Рис. 2

Програмная система IGL.ЕХЕ. является мощным средством для  создания программ контроля, управ ления и документирования техноло гического процесса. Он позволяет обрабатывать, отображать результаты измерений, а также оператив но изменять алгоритм работы технологического оборудования. Для ее работы необходим IВМ.РС/АТ с ОЗУ не менее 600 кбайт, операционная система MS DOS версии не младше 3.0.

Характерные особенности системы IGL.ЕХЕ.:

Диалог с оператором при помощи подсказок и мнемосхем.

Программное изменение пара метров и законов регулирования.

Выходной файл, который при помощи утилиты PLOT фирмы GOLDEN-SOFTWARE можно вывести почти на все существующие прин-торы и плоттеры,а тажке использовать в издательских системах MS WORD, VENTURA.

Примером программы, написанной на языке IGL, является программа СОNTR.IGL. Программа предназначена для регистрации процессов управления, производимых 8 контроллерами типа ТРМ, а также для оперативного изменения параметров регулирования (уставок, коэффициентов ПИД-регуляторов). Программа может быть легко модифицирована для любого состава управляющей сети и любого алгоритма управления. Вид экрана при работе программы СONTR.IGL. изображен на рис.3. Нажимая одну из «кнопок», оператор может перейти к выполнению того или иного режима:

РЕЖИМ - Выбор режима работы программы
ГРАФИКИ - Представление собранной информации в графическом виде
НАСТРОЙКА - Изменение уставок и параметров регуляторов
РЕДАКТОР - Редактирование  алгоритма работы системы
КАНАП - Выбор номера канала  для работы
ФАЙЛ - Имя выходного файла  (*.РСХ)
ПЕЧАТЬ - Распечатка графиков процессов

На графике отображается разным цветом:

Х - регулируемая температура;
U - уставка (задание);
Y - выходной сигнал управления.