Минимальная типовая номенклатура модулей УСО

Ввода-вывода дискретных сигналов:

низкого (ТТЛ) уровня;

среднего уровня напряжения и тока (до 50 В, 100-300 мА); высокого (до 260 В) уровня напряжения переменного или постоянного тока;

ввода дискретных сигналов типа «сухой контакт»

Наиболее целесообразным вариантом структурной организа­ции модуля УСО является разделение его на две функционально-конструктивные части. Одна часть - системная, реализующая функции сопряжения с УВК и в ряде случаев функции обработки информации, и вторая — собственно модуль УСО, осуществляю­щий непосредственный прием сигналов от датчиков технологи­ческого процесса и выдачу управляющих воздействий на испол­нительные механизмы.

На плате модуля УСО могут размешаться:

• преобразователь входного постоянного напряжения литания в
постоянное напряжение питания разнотипных узлов (дискрет­ных, аналоговых и др.);

• интерфейсные преобразователи;

• функциональные узлы (например, АЦП) с гальванической развязкой;

· нормализаторы уровней сигналов, осуществляющие, напри­мер, преобразование тока в напряжение, фильтрацию и усиле­ние аналогового сигнала, смещение начального значения диа­пазона входных сигналов, согласование высокоуровневых вход­ных и выходных дискретных сигналов от объекта с сигналами контроллера и обеспечивающие непосредственное подключе­ние датчиков, двигателей и т.д.

На плате модуля УСО могут быть также установлены специа­лизированные процессоры, выполняющие цифровую фильтра­цию и предварительную обработку информации с датчиков, эта­лонный источник напряжения для оценки и коррекции метроло­гических характеристик АЦП и др. Такие интеллектуальные УСО позволяют существенно сократить затраты времени центрально­го процессора и повысить производительность системы. С разви­тием микроэлектроники цифровая обработка сигналов и другие интеллектуальные функции будут реализованы в УСО уже на уровне первичных преобразователей.

Модули УСО должны содержать элементы гальванического разделения цепей связи с датчиками и исполнительными устрой­ствами.

Сигналы к УСО от датчиков (или сигналы от УСО к исполни­тельным устройствам) передаются по проводам, которые сопря­гаются с кроссовыми соединителями (переходными устройства­ми) — кабельными разъемами или клеммными колодками с пру­жинящими или выполненными «под винт» зажимами (зажимы предпочтительнее, так как позволяют подсоединять и отсоеди­нять провода независимо друг от друга).

Важным параметром системы управления, работающей в ре­альном времени, является «цикл системы» — время от начала из­мерения первого из всей совокупности контролируемых входных сигналов до выдачи последнего управляющего выходного сигна­ла. Цикл системы равен

где n- число каналов измерения (датчиков);

t - время одного измерения;

m- число обрабатывающих устройств.

Чем меньше цикл системы, тем выше качество управления. Минимальный цикл достигается при установке на каждый канал (датчик) обрабатывающего устройства. На практике задача ми­нимизации цикла системы решается обычно с учетом ограниче­ний по стоимости. Типичные значения цикла си­стемы находятся в пределах 20—100 мс.

Для промышленных контроллеров, как и для УВК, характер­на магистрально-модульная структура. Модуль процессора и мо­дули УСО имеют единый функциональный, электрический и конструктивный интерфейс; в ПК находят применение как стан­дартные интерфейсы (например, шина ISA), так и специализиро­ванные, рассчитанные на контроллерные применения (напри­мер, ИМП, см. разд.3.3.3).

Средства индикации ПК предназначены для вывода информа­ции о состоянии устройства и процесса управления в целом, о прохождении тестов и типах обнаруженных ошибок, а также о состоянии каналов связи с объектом управления. Элементами индикации могут служить светодиоды или светодиодные индика­торные панели. Введение средств индикации не является обяза­тельным.