Mavzu: Zamonaviy mikroprotsessor texnologiyasiga asoslangan avtomatik boshqaruv tizimlari Reja

Mavzu: Zamonaviy mikroprotsessor texnologiyasiga asoslangan avtomatik boshqaruv tizimlari
Reja:

1. 
   Mikroprotsessor texnologiyasi
   
2. 
   Mikroprotsessor texnikasidan oqilona foydalanish
   
3. 
   Ob'ektni boshqarish tizimlari bitta boshqaruv asosida tuzilishi
   
4. 
   Mikroprotsessor boshqaruvchisi signalni sozlash bloki
   

Elektron texnologiyalar ofis, sanoat kompyuterlari, kuchli elektron kompyuterlar va bugungi kunda deyarli barcha maishiy texnika va sanoat qurilmalariga o'rnatilgan va boshqarish, boshqarish, himoya qilish va diagnostika funktsiyalarini bajaradigan kontrollerlar va mikrokontrollerlar shaklida kundalik hayot va inson faoliyatiga tez kirib bordi.

Mikroprotsessor tizimlari elektron texnologiyalarni yaratish texnologiyalarini tubdan o'zgartirdi, yangi texnologiyalarni ishlab chiquvchilar, foydalanuvchilar va ta'mirlash xodimlarining texnologik madaniyati va bilim darajasini sezilarli darajada oshirdi.

Elektr energetikasi zamonaviy mikroprotsessor texnologiyalariga asoslangan avtomatlashtirish vositalaridan keng foydalangan holda xalq xo'jaligining asosiy tarmog'idir. Elektr energetikasida "aqlli tarmoq" (Smart Grid) ni yaratish tendentsiyalari mavjud bo'lib, ular elektr energiyasi sifati va elektr ta'minotining ishonchliligini sezilarli darajada yuqori ko'rsatkichlarini ta'minlash uchun sanoatni yangi holat bilan ta'minlashga mo'ljallangan axborot-kommunikatsiya tarmog'ining quvvat tizimi bilan bir qatorda bosqichma-bosqich shakllanmoqda.
Bugungi kunda mikroprotsessor tizimlari avtomatlashtirish vositalarini ham, elektron texnologiyalarni yaratish texnologiyalarini ham tubdan o'zgartirdi, yangi texnologiyalarni ishlab chiquvchilar, foydalanuvchilar va ta'mirlash xodimlarining texnologik madaniyati va bilim darajasini sezilarli darajada oshirdi.
Mikroprotsessor texnikasidan oqilona foydalanish qobiliyati bugungi kunda zamonaviy mutaxassisning mahorat darajasining eng muhim ko'rsatkichiga aylandi.
Shu munosabat bilan elektrotexnika, elektr tarmoqlari va tizimlar sohasidagi mutaxassislar nafaqat universal mikroprotsessor qurilmalari, kompyuterlarning imkoniyatlarini bilishlari, balki arxitektura, ishlash tamoyillari bo'yicha bilimlarga ega bo'lishlari va boshqaruv axborot tizimlarining dasturiy ta'minotidan foydalanish ko'nikmalariga ega bo'lishlari kerak.

Ob'ektni boshqarish tizimlari bitta boshqaruv asosida tuzilishi mumkin
boshqaruv ob'ektiga (OC) bir nechta tomonidan ulangan umumiy qurilma
aloqa naqd pul. Bunday boshqaruv tizimining umumlashtirilgan tuzilishi 1-rasmda ko'rsatilgan

1-rasm. Bitta mikroprotsessorga asoslangan tizim tuzilishi

Tizimni boshqarish moslamasi sifatida ma'lum turdagi mikroprotsessorlar asosida qurilgan mikroprotsessor boshqaruvchisi (MC) ishlatilishi mumkin. Boshqarish ob'ektining holati to'g'risidagi ma'lumotlar uzatiladinormallashtiruvchi konvertorlar bloki orqali mikroprotsessor boshqaruvchisi(BN), kalit (K) va analog-raqamli konvertor (ADC). Tizimda boshqaruv ob'ektining chiqishidagi axborot signallari darajalarini kirish darajalariga moslashtirish uchun normallashtiruvchi konvertorlar qo'llaniladi.
2.Ob'ektning chiqishidagi analog signallarni raqamli kodga aylantirish uchun analog-raqamli konvertor ishlatiladi. Odatda MC xotirasida joylashgan ma'lum bir algoritm bo'yicha boshqaruv ob'ektining holati haqidagi raqamli ma'lumotlarni o'zgartirgandan so'ng,raqamli-analogli konvertor (DAC) va aktuator orqali boshqaruv ob'ektining kirishiga keladigan boshqaruv harakatlari
(IU). E'tibor bering, agar kirishda op-ampning kirish signallarining multipleksatsiyasi bo'lsa ADC deyarli har doim mumkin, keyin boshqaruvni multiplekslashMK kirishidagi signallar ko'pincha qabul qilinishi mumkin emas. Boshqarish tizimining bunday tuzilishi har bir nazorat harakatini eslab qolish zarurati bilan izohlanadi. Shuni ta'kidlash kerakki, analog turdagi boshqaruv ob'ektlarining chiqish signallari orasida diskret signallar bo'lishi mumkin. Bunday signallarni kiritish
Mikroprotsessor boshqaruvchisi signalni sozlash bloki (SFS) orqali amalga oshiriladi, uning maqsadi ularning darajalari va quvvatlarini mikroprotsessor boshqaruvchisining kirish davrlari bilan moslashtirishdir.Bir nechta buzilishlar mavjudligida Muayyan signallar uchun ularni MC ga kiritish uchun multiplekslashdan foydalanish mumkin. Agar boshqaruv ob'ektining kirish qismida diskret turdagi (IMD) ishga tushirish moslamasi mavjud bo'lsa (kuch kuchaytirgichlari, tiristor konvertorlari,kalit rejimida ishlaydigan), boshqaruv harakati mikroprotsessor boshqaruvchisida shakllanadi va DAC dan foydalanmasdan IEDga beriladi. Boshqarish tizimi turli muammolarni hal qilishi mumkin: ma'lum bir darajada ushlab turish yoki boshqaruv ob'ektining chiqish parametrlarini ma'lum bir qonunga muvofiq o'zgartirish; ob'ektning chiqish parametrlarini dasturiy ta'minot bilan o'zgartirish va ularning ba'zi tashqi signallarga muvofiq o'zgarishlarini kuzatish; ba'zi tashqi signallarga va boshqalarga muvofiq ularning o'zgarishlarini kuzatish. Ko'rib chiqilayotgan tizimda markaziy o'rinni mikroprotsessor egallaydi.kontroller, qolgan elementlar - BN, K, ADC, DAC va DUT - mikroprotsessor boshqaruvchisi va boshqaruv ob'ekti o'rtasidagi aloqani ta'minlaydi. Ko'pincha ular bitta umumiy nom bilan birlashtiriladi - ob'ekt bilan aloqa moslamasi (USO).

Strukturaviy ravishda, tizimning barcha elementlari boshqaruv ob'ektining konstruktiv qismida joylashgan bitta taxtada joylashgan bo'lishi mumkin. Tekshirgich ma'lum turdagi mikroprotsessor va bir nechta mikro-protsessorlar asosida tayyorlanishi mumkin.
MC alohida ob'ektlarda o'rnatilgan boshqaruv vositasi sifatida foydalanilganda, mikroprotsessor boshqaruvchisi va USO ning texnik parametrlari birlashtirilmasligi mumkin va shuning uchun turli ob'ektlarning boshqaruv tizimlari bir-birini almashtirib bo'lmaydi. Avtomatlashtirilgan tizimning umumiy qiymati sezilarli bo'ladi. Boshqarish tizimining narxini pasaytirish uchun MC va USO ning bitta universal to'plamidan foydalanish mumkin, agar kerak bo'lsa, har qanday ob'ektga ulanishi mumkin. Avtomatlashtirishga bunday yondashuv, ayniqsa, iste'molchi maishiy shaxsiy kompyuterning egasi bo'lsa, mos keladi. kichik to'plamob'ekt bilan bog'lanish vositalari bu holda ko'plab muammolarni hal qilish bilan ta'minlanishi mumkin.
Boshqarish ob'ektlari ishlab chiqarish liniyasini tashkil etuvchi guruhlarga birlashtirilishi mumkin. Ushbu toifadagi ob'ektlarni boshqarish tizimlari xuddi shu printsip bo'yicha qurilishi mumkin, ular ma'lum darajadagi bir tsiklli boshqaruv tizimlari to'plamini tashkil qiladi.

2-rasm. Bir nechta mikroprotsessorlarga asoslangan tizim tuzilishi
Bunday holda, ob'ektlardan biri uchun har bir mahalliy boshqaruv tizimi boshqa tizimlardan mustaqil ravishda ishlaydi. Agar kerak bo'lsa, ob'ektlarning holati to'g'risidagi ma'lumotlar bir guruh ob'ektlar uchun umumiy bo'lgan ba'zi boshqaruv vazifalarini hal qilish uchun markaziy hisoblash qurilmasiga uzatilishi mumkin. Mikroprotsessorni boshqarish tizimi (MPCS) tomonidan hal qilinadigan vazifalar tizimga kiruvchi kirish harakatlarining tabiatiga bog'liq bo'lishi mumkin. Shunday qilib, masalan, robotga taqdim etilgan ob'ektni tanib olish muammosini hal qilish natijasiga qarab, robotni turli xil algoritmlar bo'yicha boshqarish mumkin. Shu va shunga o'xshash holatlarda MPSU tuzilishi o'zgaruvchan bo'lib chiqadi. Mikroprotsessorli tizimlarda u dasturiy ta'minot yordamida qayta tiklanadi. Kompleks boshqaruv ob'ektlari (samolyot, kosmik kemalar, prokat tegirmonlari, aylanma konveyer liniyalari va boshqalar) majmui hisoblanadi.
Yagona boshqaruv tizimi bilan birlashtirilgan o'zaro bog'langan ko'p rejimli boshqariladigan tizimlar. Boshqarishning asosiy tamoyillari
MPSU tuzilmasida shunga o'xshash ob'ektlar ierarxiya, ierarxiya darajalari bo'yicha boshqaruvning mustaqilligi va axborotni izolyatsiya qilishdir.3-rasmda Ierarxik MPSU ning umumlashtirilgan tuzilishi ko'rsatilgan

3-rasm. Ierarxik MPSUning tuzilishi.
Asosiy kompyuter robot-manipulyatorning oxirgi bo'g'inining kerakli pozitsiyalarini oladi (yoki o'zi hisoblaydi). Asosiy kompyuter har bir bo'g'inning kontrollerlaridan o'z pozitsiyalarini so'raydi va oxirgi bo'g'inning kerakli pozitsiyasini bilib, ularning yangi qiymatlarini hisoblab chiqadi. U ushbu qiymatlarni sinovdan o'tkazish uchun robot havolalarini boshqarish tizimlarining boshqaruvchilariga yuboradi. Ushbu kontrollerlar doimiy ravishda havolalarning pozitsiyalarini kuzatib boradilar va mahalliy boshqaruv tizimlarini (ehtimol, ba'zi regulyatorlar bilan) qayta aloqa bilan yopishni amalga oshiradilar. Bundan tashqari, agar kerak bo'lsa, kontrollerlar havolalarning o'rnini cheklaydi va bu holatni asosiy kompyuterga xabar qiladi. Natijada, biz ikki darajadagi ierarxiyaga ega bo'lgan ierarxik tuzilishga egamiz.
Vazifaning o'zi mikroprotsessor tizimining tuzilishini aniqladi. Ammo, bundan tashqari, boshqaruv mikroprotsessorlarining integral xarakteristikalari kabi parametr tuzilishga ta'sir qilishi mumkin. Bu masalada, masalan, robot manipulyator bog'lanishlarini boshqarish tizimlarining kontrollerlari past tezlik, xotira va boshqalarga ega bo'lishi mumkin. Lekin asosiy kompyuter real vaqtda koordinatalarni o'zgartirish masalasini hal qilishi kerak, shuning uchun u matematik muammolarni hal qilishda yuqori tezlikka ega bo'lishi kerak va , qo'shimcha ravishda, boshqaruv mikroprotsessorlari va tashqi uskunalar bilan yuqori tezlikdagi aloqa interfeyslariga ega bo'lish. Ushbu resurslarning etishmasligi bilan bitta kompyuter o'rniga qandaydir tarzda bir-biriga ulangan kompyuterlar tizimidan foydalanish kerak bo'lishi mumkin.