Лекция 7. Микропроцессорные системы централизованного контроля. Блок SAU 8800

СЦК современных судов выполняются на основе микроЭВМ. Типичным примером является система централизованного контроля "Data chief 7 midi" норвежской фирмы "Norcontrol". Ее структурная схема дана на рис. 1.

Основу СЦК составляют блоки двух типов: ОСР8800 – клавиатура и одновременно пульт управления; SAU8800 – блок сбора и обработки информации. Эти блоки выполнены в форме микроЭВМ. Каждый блок SAU по существу является "маленькой" СЦК, контролирующий 32 параметра и способной функционировать как в составе системы, так и автономно. Число таких блоков, включаемых в систему, определяется количеством контролируемых параметров и может достигать 10. Связь блоков SAU с панелью управления ОСР8800 осуществляется по стандартному интерфейсу CL ("токовая петля"). Прием и обработка сигналов от датчиков параметров, сопоставление их с уставками, формирование временных задержек, т.е. основной объем функций СЦК выполняется непосредственно в блоках SAU. Блок ОСР, располагаемый в центральном посту управления (ЦПУ) энергетической установки, обеспечивает вывод информации оператору и дистанционное управление блоками SAU. Результаты контроля отображаются на мониторе, регистрируются принтером. Блок ОСР обеспечивает формирование тревожных светового и звукового сигналов в машинном отделении, а также обобщенные тревожные сигналы, поступающие на ходовой мостик судна и в блоки обобщенной сигнализации БОС, расположенные в каютах механиков и в других судовых помещениях.

Структурная схема блока SAU8800 дана на рис. 2. Основу блока составляет 16-разрядный микропроцессор МП типа 8088. В микросхемах памяти типа EPROM хранится управляющая программа. Память типа EEРROM служит для хранения параметров, изменяемых в процессе эксплуатации – уставок, конфигурации SAU (т.е. какие датчики к каким каналам подключены), параметров каналов и т.д. Память типа RAM служит для хранения данных, получаемых в работе SAU.

рис. 2. Структурная схема блокаSAU8800

На каждый тип датчика используется собственный адаптер, выполненный на отдельной плате. Максимальное их число – 32. Разработанная фирмой номенклатура адаптеров позволяет использовать такие аналоговые датчики, как термопары (типа NiCr/Ni), платиновые терморезисторы (типов Pt100, Pt50), датчики других типов, формирующие унифицированные аналоговые сигналы в диапазоне 0…10 В, 0…5 В и т.д., а также датчики дискретного действия (On/OFF), формирующие логические сигналы уровней ТТЛ или до 24 В. Сигналы с адаптеров аналоговых датчиков преобразуются в АЦП в цифровой 12-разрядный код.

При автономном использовании блока SAU им формируется несколько сигналов для управления внешней сигнализацией, с помощью адаптеров, управляющих срабатыванием встроенных в блок реле.

Панель управления содержит индивидуальные световые индикаторы по каждому каналу (светодиоды – LED), засвечиваемые при достижении уставки, цифровые индикаторы для вывода значений параметров и уставок и индикации неисправности, а также органы управления в виде кнопок. Управление панелью осуществляется через отдельный контроллер.

Связь с другими блоками SAU обеспечивается адаптером последовательного интерфейса CL, имеющим два канала, основной и дополнительный. Имеется также два дополнительных адаптера интерфейса RS-422.

Контроллер прерываний и таймер задают периодичность ввода и обработки сигналов датчиков, обновления информации, выводимой на панель управления, а также скорость передачи данных по последовательным интерфейсам.

Блок SAU имеет встроенные средства самоконтроля, реализованные в виде специальных программ. Если обнаружена неисправность, на индикаторе SAU высвечивается код неисправности, выходные сигналы приводятся к безопасным уровням, включается специальное реле. Если нарушается связь с другими блоками SAU, то автоматически осуществляется переход в автономный режим работы. Отдельной программой проверяется исправность всех оптических приборов индикации на панели управления. Она запускается в работу отдельной кнопкой.

Микросхемы EPROM, EEРROM, RAM, а также некоторые другие установлены в контактных панельках (сокетах) и в эксплуатации могут быть оперативно заменены.

Конструктивно СЦК может быть выполнена в виде обособленной, функционирующей самостоятельно системы, как это и представлено на рис. 1. Однако более типичной является ситуация, когда построенная на базе микроЭВМ СЦК интегрирована (встроена) в систему комплексной автоматизации СЭУ, выполненную также на основе микроЭВМ. То есть является одной из ее подсистем автоматики. При этом конкретная микроЭВМ системы комплексной автоматизации может одновременно решать как задачи СЦК, так и другие задачи, например – управления оборудованием. Так, рассмотренная в данном разделе СЦК "Data chief-7 midi" является одной из подсистем микропроцессорной системы управления " Data chief-7 ", рассматриваемой ниже, а фактически ее вырожденным до минимума вариантом, выполняющим только функции СЦК.