Схема микропроцессорной системы управления, назначение блоков, 5 особенностей управляющих ЭВМ в ЦСУ.

На рис.55 приведена структурная схема цифровой системы управления с ЭВМ в качестве устройства управления объектом.

Рис.55 Структурная схема цифровой системы управления с ЭВМ в качестве устройства управления

В этой схеме датчики и преобразуют входные возмущения x и состояние объекта управления, которое характеризуется выходным сигналом y, в электрические сигналы и . Эти сигналы с помощью измерительных контроллеров, в состав которых входят АЦП, преобразуются в цифровые сигналы x(n) и y(n), которые называются входными и выходными данными соответственно. Эти данные поступают на порты управляющей ЭВМ, которая по определенной программе обрабатывает их и с учетом результата обработки, а также по командам программы управления формирует цифровые сигналы управления объектом u(n).

Эти сигналы поступают на интерфейс взаимодействия с объектом, в состав которого может входить ЦАП. Он преобразует цифровые сигналы u(n) в аналоговые (при необходимости), которые поступают на исполнительные механизмы и управляют ими: включают, выключают, управляют их скоростью и направлением вращения и т.д. В качестве исполнительных механизмов могут быть электродвигатели или другие электроприводы, пневматические приводы, работающие от сжатого воздуха или гидравлические приводы, работающие от жидкости под большим давлением и т.д.

5 особенностей управляющих ЭВМ в ЦСУ.

Универсальные ЭВМ ориентированы в первую очередь на взаимодействие с человеком. Их задача - обрабатывать данные по запросу пользователя. К универсальным ЭВМ подключаются дисплеи, клавиатура, печатающие устройства, графопостроители, устройства внешней памяти и т.д. К особенностям управляющих ЭВМ относятся:

1. Основная задача управляющей ЭВМ состоит в том, чтобы на основании полученной от датчика информации вычислить и передать на исполнительные механизмы управляющие воздействия.

Как правило, управляющие ЭВМ встраиваются в оборудование и настраиваются на конкретную область применения.

2. Важную функцию в управляющей ЭВМ выполняют системные часы - таймер. По таймеру синхронизируется (уточняется) управление блоками САУ.

3. Отличительной особенностью управляющих ЭВМ является выполнение ими операций в реальном масштабе времени, т.е. формирование управляющих воздействий не позже заданного времени. Невыполнение этого условия эквивалентно получению неправильного результата или сбою в работе САУ.

4. Для синхронизации работы программ и организации обмена данными между блоками САУ используется управляющая программа, называемая диспетчером. В этой программе реализуется алгоритм очередности выполнения разных программ по приоритетам, вплоть до прерывания выполнения текущей программы.

5. Еще одно отличие управляющих ЭВМ от универсальных состоит в разработке программного обеспечения. В управляющих ЭВМ обычно небольшой ресурс памяти для хранения программ поддержки, обеспечивающих простоту разработки и отладки программ их работы.

Для управляющих ЭВМ широко используется кросс-технология, когда программное обеспечение вначале разрабатывается на универсальных ЭВМ, а затем «перекачивается» на управляющие ЭВМ с помощью программы «транслятор». Кросс-технология поддерживается целым комплексом программ, образующих так называемую резидентную систему программ.