Включение ЭВМ в контур управления

Датчики

В аналоговых САУ управляющие воздействия формируются регуляторами на операционных усилителях с жестко заданными алгоритмами управления. В цифроаналоговых САУ регуляторы выполняют на управляющих цифровых микроЭВМ, имеющих запоминающее устройство, что обеспечивает гибкую автоматическую оптимизацию алгоритма управления для повышения качества функционирования САУ, недостижимую в аналоговых системах. Управляющие микроЭВМ, называемые микроконтроллерами, изготавливаются по интегральной технологии и могут располагаться на одном кристалле площадью 20—30 квадратных миллиметров, поэтому очень дёшевы, не требуют наладки, характеризуются простотой и удобством использования, легко встраиваются в объекты управления, имеют преимущества перед аналоговыми устройствами по стабильности характеристик, отсутствию дрейфа нуля, точности вычислений, по возможности автоматического изменения алгоритма управления, выполнения диагностики САУ и выполнения других функций [1, 2, 19, 20, 24].

ЭВМ включается в контур управления по структурам с центральной управляющей микроЭВМ (рис. 8.1.1, а) или с автономными управляющими микроЭВМ (рис.8.1.1, б). При этом ЭВМ должны формировать управляющие воздействия на ОУ в течение одного периода квантования для исключения нарастающего запаздывания.

Включение ЭВМ в контур управления

Рис. 8.1.1 — Структуры САУ с управляющими микроЭВМ

Структуры с центральной микроЭВМ обычно применяются в САУ сложными многомерными объектами (теплоэлектростанции, прокатные станы, обрабатывающие центры и др.) или в многомерных САУ группой одномерных объектов (автоматические линии станков с ЧПУ, птицефабрики и др.). Процессор центральной микроЭВМ по очереди обслуживает отдельные каналы управления. Очередность обслуживания может осуществляться по жесткой программе или по мере поступления заявок от отдельных каналов с учетом приоритетов согласно положениям теории массового обслуживания.

В САУ с автономными микроЭВМ (микроконтроллерами МК) в каждом контуре управления объектами центральная ЭВМ либо отсутствует, либо вводится для выполнения функций диспетчера или супервизора. Такие системы по сравнению с САУ с центральной ЭВМ имеют более высокую надежность и меньшую стоимость (при числе каналов до пяти) при отсутствии длинных линий связи и возможности объединения микроЭВМ в локальные вычислительные сети, обеспечивающие многократное повышение надежности и расширение выполняемых функций. Поэтому принцип децентрализованного микроконтроллерного управления в САУ с автономными микроЭВМ имеет преимущественное применение [2, 8, 14, 19, 20]. В контурах управления САУ с автономными микроЭВМ в качестве регуляторов часто используют регулирующие микроконтроллеры (ремиконты), которые состоят из устройства ввода-вывода, микроЭВМ и пульта оператора (рис. 8.1.2) [8].

См. также:  Модель импульсного элемента

Включение ЭВМ в контур управления

Рис. 8.1.2 — Структурная схема ремиконта

Входные цепи ремиконта рассчитаны на подключение аналоговых и дискретных датчиков, а в выходных цепях формируются аналоговые и дискретные сигналы управления исполнительными устройствами САУ. Устройства аналогового ввода-вывода содержат узлы гальванического разделения сигналов, узел мультиплексирования аналоговых входных сигналов и преобразователи АЦП, ЦАП, дискретно-цифровой преобразователь (ДЦП) и цифро-дискретный преобразователь (ЦДП). Узлы гальваноразвязки подавляют помехи общего вида и обеспечивают работу с источниками информации, находящимися под различными потенциалами. В выходах ремиконта мультиплексирование не используется, и число выходных ЦАП равно числу выходных цепей ремиконта, что связано с необходимостью запоминания управляющих сигналов после завершения вычислений.