Електроний посібник з
дисципліни "Мікропроцесорні системи"
 
Дипломный проект
 
                                       1. ЗАГАЛЬНІ ПОНЯТТЯ Й СТРУКТУРА СИСТЕМ КЕРУВАННЯ

  Курс лекцій «Мікропроцесорна техніка» базується на дисциплінах «Теоретичні основиелектротехніки», «Вимірювання електричних і не електричних величин», «Електроніка й мікросхемотехніка», «Програмування», «Елементи і пристрої систем керування».
З грецької мови слово «система» перекладається «складний», «багатокомпонентний», «взаємозалежний». Під системою керування (СК) розуміється комплекс логічно взаємодіючих механічних, апаратних і програмних засобів, а також рішень, прийнятих людиною, що виконує завдання контролю й керування технологічним процесом або об'єктом.
  Технологічний процес - це виконання послідовності дій і операцій перетворення вихідної сировини, матеріалу або енергії з метою одержання товарної продукції із заданими параметрами.
  Керування - це сукупність впливів на керований об'єкт, спрямованих на підтримку його функціонування відповідно до обраних правил на підставі інформації, що надходить від об'єкта керування й зовнішнього середовища, у якому він функціонує. У випадку, коли керуючі впливи виконуються без участі людини, керування називається автоматичним. Якщо ж деякі функції під час вибору керуючих впливів здійснюються людиною, то керування зветься автоматизованим. За аналогією системи теж поділяються на автоматичного й автоматизованого керування. Узагальнена структурна схема такої СК зображена на рис. 1.1.





Рис. 1.1. Структурна схема системи керування
 
  Наведена схема не є абсолютною з погляду «тільки так і ніяк інакше», але вона дає можливість найбільш повно уявити сукупність компонентів СК й розібратися з їхніми призначенням і взаємозв'язками.
  Для СК джерелами інформації, як правило, є датчики, рішення, прийняті людиною, а також інші системи або підсистеми, з якими обумовлено спільне функціонування.
  За допомогою датчиків виконується контроль параметрів технологічного процесу, зокрема переміщення або положення машин і механізмів, зусилля, температури, тиску, що розвиваються, й т.п. Тому датчики - це обладнання, де відбувається перетворення контрольованої фізичної величини в електричний сигнал. Вони поділяються на два основні типи - дискретні й аналогові, і узагальнено їх можна назвати технологічними.
  У датчиках дискретного типу зміна вихідного сигналу відбувається східчасто - від мінімального значення до максимального, або навпаки. В аналогових датчиках вихідний сигнал змінюється безупинно, залежно від зміни контрольованого технологічного параметра, і в кожний момент часу може приймати величину, що перебуває між мінімальним і максимальним значеннями. До групи аналогових слід віднести також датчики, вихідними параметрами яких є зміна тривалості сигналу або частоти вихідних імпульсів. У кожному разі ці параметри пропорційні зміні контрольованої фізичної величини.
  Інформація від людини передається в систему через органи пультів керування (кнопки, що задають елементи, маніпулятори), а також через комп'ютерні засоби шляхом вибору й впровадження у дію відповідних завдань, програм або режимів.
  Інформація від підсистем, з якими обумовлено спільне функціонування, може надходити як у вигляді окремих сигналів (дискретних або аналогових), так і цифрових кодів, переданих по паралельних або послідовних каналах зв'язку.
  Процес керування передбачає зняття інформації з об'єкта (вимірювання параметрів об'єкта або процесу), аналіз цієї інформації й вироблення керуючих впливів згідно з заданим законом керування.
  Керований об'єкт, яким може бути технологічний механізм, лінія або комплекс, виділено в окремий прямокутник ОК. Під ним мається на увазі деяка сукупність виконавчих обладнань і механізмів, що приводять у дію технологічне встаткування. Це можуть бути електричні, пневматичні або гідравлічні приводи, нагрівальні елементи, маслостанції, компресори тощо. У цю частину входять також магнітні пускачі, контактори, силові перетворювачі, гідравлічні й пневматичні розподільники, через які енергія надходить до виконавчих приводів і на які безпосередньо спрямовані керуючі впливи від пристроїв керування (ПК).
  На входи ПК можуть надходити аналогові й дискретні сигнали від технологічних датчиків і пультів керування, а також інформація у вигляді цифрових кодів у тих випадках, коли за умов перешкодозахищеності кодування знижує ймовірність її спотворення. Джерелом вхідної інформації є також і послідовний канал   зв'язку, за  допомогою  якого  може   відбуватися інформаційний  обмін  і  взаємодія  між  суміжними  підсистемами  й  верхніми рівнями ієрархії всієї структури підприємства. 
  По суті, пристрій керування є основним елементом СК, що сприймає вхідну інформацію, перетворює її за заданими законами й алгоритмами і виробляє керуючі впливи на ОК. Крім цього, ПК виконує функції надання інформації обслуговуючому персоналу у вигляді світлової й звукової сигналізації або графічної візуалізації, а також спільно взаємодіючим підсистемам і вищим за ієрархією рівням керування.