Микропроцессорные ЦАС

Строятся на базе микропроцессоров и представляют собой микро-ЭВМ со всеми необходимыми для процесса регулирования устройствами. Микропроце́ссор – устройство, отвечающее за выполнение арифметических, логических операций и операций управления, записанных в машинном коде. Реализуется в виде одной микросхемы или комплекта из нескольких специализированных микросхем.

Функции основных элементов микропроцессорной ЦАС аналогичны ЦАС, построенной на базе мини-ЭВМ (Рис. 16.2). По сравнению с ЦАС на мини-ЭВМ микропроцессорные ЦАС дешевле и надежнее. Их легче резервировать: сокращается длина коммуникаций за счет приближения к объекту регулирования.

На базе микропроцессоров строятся децентрализованные ЦАС, которые более просты и более надежны в эксплуатации чем многофункциональные ЦАС, построенные на базе мини-ЭВМ. За счет связи с другими системами микропроцессорные ЦАС могут входить в состав больших АСУТП и АСУП.

Микропроцессорные ЦАС все чаще реализуются в виде программируемых логических контроллеров (ПЛК).

ПЛК – это компьютер на одной микросхеме. Предназначен для управления различными электронными устройствами и осуществления взаимодействия между ними в соответствии с заложенной в него программой. В отличие от микропроцессоров, используемых в персональных компьютерах, ПЛК содержат встроенные дополнительные устройства (устройства памяти, порты ввода/вывода, интерфейсы связи, таймеры, системные часы и др., см. п.12). Эти устройства выполняют свои задачи под управлением микропроцессорного ядра ПЛК. Встроенные устройства обладают повышенной надежностью, поскольку они не требуют никаких внешних электрических цепей.

Наибольшее распространение ПЛК получили во встроенных системах контроля управления. Главной причиной их популярности служит тот факт, что они являются практически полностью готовыми вычислительными устройствами, не требующими для своей работы дополнительного оборудования. Кроме того, возможность программировать работу ПЛК позволяет реализовывать достаточно сложные электронные устройства, в которых большая часть функций (иногда до 90%) реализуется программно. Эти устройства экономичны по питанию, имеют малые габариты и вес, обладают высокой эксплуатационной надежностью. В виду невысокой стоимости и небольших габаритов их достаточно просто резервировать.

ПЛК можно встретить в большом количестве современных промышленных и бытовых приборов: в станках и агрегатах поточных линий, в автомобилях, в телефонах и телевизорах, в холодильниках, в стиральных машинах и т. д.

Рис. 16.2 – Структурная схема ЦАС на микропроцессоре: МП – микропроцессор; ОЗУ – оперативное запоминающее устройство; ПЗУ – постоянное запоминающее устройство; ППЗУ – перепрограммируемое запоминающее устройство; О – оператор; СУ – станция управления; УВ – устройство ввода; УВВ – устройство вывода; БКП – блок контроля параметров; Р – регулятор; ИМ – исполнительный механизм; ОР – объект регулирования; - вектор параметров процесса