торых являются микропроцессоры. Программа функцио-нирования микроконтроллера записывается на стадии его изготовления в постоянном запоминающем устройст-ве и в этом отнощении он не отличается от аппаратных контроллеров. Однако заметим, что микроконтроллеры - программируемые устройства. По сравнению с аппаратными они наделены дополнительными функциями: арифметическая обработка данных и отсчет времени. Кроме того, в их состав могут входить перепрограммируемые или оперативные ЗУ, что дает возможность вносить изменения в программу. Наличие у микроконтроллеров функции вычислительной обработки делает их похожими на управляющие микроЭВМ.

Существуют и микроЭВМ, предназначенные для регулирования технологического процесса. Эта функция выполняется с помощью специального программного обеспечения. Программное обеспечение может быть рассчитано на одно- или многократное регулирование, выполняемое на основе сравнения значения параметра в данную единицу времени с эталонным. Сигнал регулируемой переменной (ее значение) через усилитель и коммутатор поступает на вход аналоговой схемы сравнения. На второй вход этой схемы из микропроцессора поступает эталонная величина той же переменной. Происходит сравнение, результат которого выводится в виде двоичного сигнала на микропроцессор. В зависимости от знака (плюс, минус) микропроцессор вырабатывает управляющий сигнал, который через фиксатор поступает на исполнительный механизм.

Такие микроконтроллеры могут выполнять функции линеаризации входных сигналов, обнаружения отклонений, осуществлять связь между контурами регулирования и др.

Построение регуляторов на микропроцессорной основе делает их гибкими и удобными в эксплуатации. В их состав могут входить устройства сигнализации отклонений или полупроводниковые реле для включения различных аппаратов, кроме того, в этих приборах можно предусмотреть программное изменение задания функции времени.

Помимо регулирования одной переменной регулятор можно использовать для контроля за соотнощением различных переменных. Оператор может наблюдать заданное соотнощение на экране дисплея и корректировать возникающие отклонения.

Измерительно-управляющая система. Такая система будет состоять из четырех уровней. На первом, самом нижнем, будет находиться технологический процесс, т. е. датчики, собирающие данные и сигналы о состоянии контролируемых процессов. Следующий уровень - микроЭВМ, сообщающая значение основных эталонных сигналов. Еще один уровень - устройства сопряжения с микроЭВМ более высокого (четвертого) уровня, которая вырабатывает управляющие сигналы, изготовляет итоговый протокол, подсчитывает статистику, управляет центральной памятью, обеспечивает вмещательство оператора. Таким образом, обработка информации происходит на самом высоком уровне. К операциям обработки относятся усреднение, расчет перекрестной корреляции, цифровая фильтрация, выполнение адаптивных программ и т.п. Вмещательство оператора обеспечивается с помощью индикации отклонений и рекомендаций по их корректировке. Выдача данных производится на экране дисплея, цифровом индикаторе или на печатающем устройстве. Для этого микроэвм четвертого уровня может быть агрегирована с дисплеем, простым регистратором, печатающим устройством, пультом оператора и т.п. Микроэвм второго уровня предназначены для сбора информации. К операциям сбора в данном случае относятся запрос с соответствующей частотой быстрых и медленных данных, оценка аналоговых и цифровых сигналов, автоматическая калибровка и др.

Таким образом, применение микропроцессорных схем дает возможность автоматизировать процессы контроля, измерения и регулирования технологическими процессами. Можно выделить два направления: микроэлектронизация существующих приборов и создание новых, а также создание контрольно-измерительных систем. Вся эта техника позволяет полностью автоматизировать производство и является одной из предпосылок создания заводов-автоматов.

9.2. Микропроцессоры в АСУ ТП

Автоматизированная система управления технологическими процессами. АСУ ТП представляет собой единый комплекс технических средств, основными чертами которого являются совместимость, способность функционировать в единой системе, стандартизация интерфейсов. Важнейшим требованием, предъявляемым к комплексу

технических средств, является его функциональная полнота, позволяющая охватить автоматизацией все стадии технологического процесса и управлять им. Именно поэтому в нащей стране и за рубежом в последнее время оборудование для АСУ ТП выпускается не в виде набора отдельных устройств, приборов, ЭВМ, а комплексами, в состав которых включены все необходимые технические средства. В состав такого комплекса могут входить локальные технологические станции, устройство управления станцией, станция координации и диагностики, операторские станции, дисплей с клавиатурой для конфигурирования, печатающее устройство, магистраль передачи данных, устройство управления технологической переменной.

Комплекс АСУ ТП представляет собой распределенные по объекту станции, соединенные между собой магистралью передачи данных. Среди станций одна или несколько операторских, расположенных в пунктах управления, и локальные технологические станции.

Основой комплекса являются локальные технологические станции, так как именно они непосредственно соединены с объектом управления - технологическим процессом- и представляют информацию для выработки управленческого решения. В этих станциях происходит обработка и передача информации, увязка их работы осуществляется через буферную память микроЭВМ. Возможны три варианта (режима) информационного обмена между станциями: прямой, извещение о событиях, диалоговый режим. При прямом обмене станция-инициатор (чаще всего операторская станция) получает доступ к технологическим данным в локальных станциях, при этом она может читать или изменять эти данные. Для упрощения обмена записывается массив описания объекта, где данные группируются по прикладным функциям для каждого конкретного объекта, например для функции регулирования подбираются регулируемые переменные. При извещении о событиях инициаторы быстро опрашивают буфер событий, куда записаны сообщения о всех нарушениях технологического процесса, сгруппированные по станциям назначения. В диалоговом режиме проиеходит обмен данными, находящимися внутри диалогового буфера, т.е. внутренней памяти машины.

Структура локальных технологических станций представляет собой микропроцессор МП, полупостоянное (программируемое) запоминающее устройство ППЗУ,