14.9. МИКРОПРОЦЕССОР КАК ОСНОВА НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ

Описанные в 14.8 управляющие и регулирующие системы с применением микроЭВМ образуют фундамент для современных иерархических систем автоматизации. Это поясняется иерархической структурой (рис. 14.21), которая удовлетворяет требованиям гибкости и способности приспосабливаться.

Рис. 14.21

Тенденции увеличения применения микроЭВМ в последние годы в системах автоматизации имеют следующие причины:

разнообразие функций для управления и регулирования (не только обеспечение функций управления и вычисления, но и функций контроля, оценки надежности и т.д.);

установление иерархии автоматических устройств через функционально децентрализованное (уровень 3 рис. 14.21) координированное управление. При таком децентрализованном управлении можно преодолевать большие расстояния между микропроцессорными ЭВМ и центральной ЭВМ.

На рис. 14.22 представлена структурная схема системы, в которой первичные управляющие и регулирующие функции осуществляются микроЭВМ, распределенными (децентрализованными) в пространстве. На микроЭВМ подаются команды от центральной ЭВМ при помощи последовательной передачи данных по коаксиальным кабелям. Такого рода последовательная передача информации при одновременном уменьшении ее объема, поступающего в центральную машину, ведет к заметному уменьшению стоимости (порядка 50 % общей стоимости) установки и кабелей по сравнению с обычным централизованным управлением.

Рис. 14.22

Кроме того, появляется возможность координации и оптимального управления отдельным процессом. Проектирование таких децентрализованных систем дает дальнейшие возможности, как, например, сравнительную развязку отдельных уровней и децентрализованных микропроцессоров, кроме того, возможна аппаратурная и программная полезная избыточность, а также возможности контроля и диагностики. Правда, можно ожидать некоторого усложнения проблемы надежности программного обеспечения.

На рис. 14.23 показано включение многоканального микропроцессорного регулятора в многоуровневую систему. Для простых задач можно использовать последовательную шину, причем каждый регулятор в некоторой степени играет самостоятельную роль в функционально-децентрализованной системе. Более сложные задачи могут решаться при помощи регулятора, который по меньшей мере включает периферию контуров регулирования.

(см. скан)

Рис. 14.23

(см. скан)

Рис. 14.24

Базисным элементом этой системы может служить ЭВМ, не обладающая собственной периферией. В качестве ведущего устройства для центральной координации служат несколько дисплеев с клавиатурами. Дальнейшее развитие этой сложной иерархической схемы автоматизации возможно при помощи ее соединения с АСУП.

На рис. 14.24 представлена микроэлектронная система управления, здесь показаны важнейшие из ее возможностей взаимодействия между отдельными устройствами. Бинарные возмущения можно передавать кабелем из базисной машины или использовать информацию о них, содержащуюся в программированной памяти микропроцессорного регулятора.

Для преодоления больших расстояний (свыше 3—5 км) можно использовать телеуправление.