Контроллер и имитаторы аналоговых и дискретных сигналов

Название контроллера происходит от первых слогов трёх слов: Ремиконт – регулирующий микропроцессорный контроллер. Под контроллером в данном случае понимается компактное многоканальное многофункциональное микропроцессорное устройство, предназначенное для автоматического контроля, непрерывного и дискретного управления технологическими процессами в режиме реального времени. Контроллер – это фактически специализированная вычислительная машина, предназначенная для непрерывной обработки информации в режиме реального времени, имеющая устройство связи с объектом управления (УСО), сторож цикла, лицевую панель (ЛП) с расположенными на ней цифровыми индикаторами и светодиодами. Большинство контроллеров имеет свою среду программирования, специальное программное обеспечение (ПО). Такое ПО называют кросс-средством или средой программирования. Кросс-средством для контроллера Р-130 является редактор Редитор Р-130. Программы в Редиторе Р-130 набираются с помощью функциональных алгоблоков [47]. Этот язык программирования в настоящее время называют FBD[15].

Контроллер является проектно-компонуемым устройством. В контроллере имеются четыре основных разъёма для плат. Два места (разъёма) предназначены для самого контроллера. Это, так называемый, базовый комплект или основная часть контроллера, которая включает:

– модуль процессора ПРЦ-10;

– модуль контроля и программирования.

Для проектно-компонуемой части в контроллере отведено два места (два внутренних разъёма) для модулей УСО. УСО является основным устройством контроллера. Через УСО вводятся в контроллер и выводятся аналоговые и дискретные сигналы. Внутренние разъёмы, куда вставляются модули УСО, называются группа А (Гр.А) и группа Б (Гр.Б). Сигналы с датчиков поступают не на сами модули УСО, а через клеммно-блочные соединители (КБС). А уже КБС соединён со своим модулем. Каждый модуль УСО связан со своим внешним разъемом, расположенным на задней панели блока контроллера. Причем эти разъемы также обозначаются "Группа А" и "Группа Б". Цепи КБС группы А подключаются к разъему «Гр. А», цепи КБС группы Б - к нижнему разъему «Гр. Б», если смотреть на контроллер с задней стороны (рис. 4).

На рисунке 3 изображена задняя панель контроллера упрощённо.

Рисунок 3 Внешние связи контроллера Р-130 (вид сзади)

На задней стенке имеется винт для заземления корпуса контроллера или шлюза. Кроме того, имеются две клеммы для подключения аккумулятора на 5B, предназначенного для сохранения информации в оперативной памяти контроллера.

В контроллерах Р-130 ОЗУ является энергонезависимым, т.е. при отключении питания информация в ОЗУ сохраняется за счёт энергии аккумуляторной батареи. Поэтому, когда напряжение батареи падает ниже допустимого уровня, в нашем случае ниже 3.5В, формируется ошибка с кодом 25. Контроллер при этом продолжает нормально работать, но при отключении питания не гарантируется сохранение информации, записанной в ОЗУ.

В рабочей области ОЗУ хранятся промежуточные результаты вычислений, в ней организуется стек, различные буферы и т.д. При отказе этой области (код 02) нормальная работа контроллера невозможна [18, 47].

Алгоритмическая структура, конфигурация, параметры настройки хранятся в ОЗУ, но могут быть записаны в ППЗУ. При сбое ОЗУ программа автоматически восстанавливает все указанные параметры, переписывая их из ППЗУ в ОЗУ. Если, несмотря на такое восстановление, фиксируется сбой ОЗУ, что свидетельствует о неисправности микросхемы, то формируется соответствующий признак отказа (коды 03-04).

Рисунок 4 Вид сзади на шлюз и контроллер

Для подключения аналоговых сигналов, в нашем случае к Гр. А, следует использовать КБС-3, а для подключения дискретных сигналов – КБС-2. На стенде аналоговые и дискретные сигналы c имитатора подключены к модулям УСО напрямую, т.е. без КБС. Тип УСО наших контроллеров будет 15. Это означает, что в группе А установлен модуль аналоговых сигналов МАС (УСО тип 1), а в группе Б – модуль дискретных сигналов МСД (УСО тип 5). Поэтому тип УСО равен 15 или, говоря проще, тип УСО15.

Следует отметить, что в состав модуля МАС входят аналого-цифровой (АЦП) и цифро-аналоговый (ЦАП) преобразователи, поэтому и назвали этот модуль МАС, а не АЦП или ЦАП. В состав модуля МСД также входят два преобразователя: дискретно-цифровой (ДЦП) и цифро-дискретный (ЦДП). В таблице 1 приведены типы модулей УСО контроллера Р-130. При подключении сигналов к контроллеру следует правильно распределять параметры по контроллерам, учитывать нагрузку по току для блока питания, сопротивление входа преобразователей, необходимость использования барьеров искрозащиты, модулей грозозащиты, электромагнитные помехи, необходимость резервирования. При автоматизации производств, относящихся к категории взрывной, взрывопожарной и пожарной опасности необходимо учитывать требования документов, часть из которых имеется в списке литературы [17, 32].

Таблица 1 Типы модулей УСО контроллера Р-130

Код модуля (тип УСО)	Обозначение модуля	Число входов-выходов
	-	Модуль отсутствует
	МАС	8 аналоговых входов и 2 аналоговых выхода (8AI/2AO)
	МДА	8 аналоговых входов и 4 дискретных выхода (8AI/4DO)
	МСД 0/16	16 дискретных выходов (16DO)
	МСД 4/12	4 дискретных входа и 12 дискретных выходов (4DI/12DO)
	МСД 8/8	8 дискретных входов и 8 дискретных выходов (8DI/8DO)
	МСД 12/4	12 дискретных входов и 4 дискретных выхода (12DI/4DO)
	МСД 16/0	16 дискретных входов (16DI)