Позиционные и импульсные регуляторы. Управляющие контроллеры. Водяные клапаны, страница 3

триггер - устройство из двух, опре­деленным образом соединенных эле­ментарных логических ячеек «И» либо «ИЛИ», имеющее два устойчи­вых состояния, одно из которых при­нимается за «1», а второе - за «О».

Для хранения многоразрядного двоичного числа используют нес­колько триггеров, по одному на каж­дый разряд. Такую группу триггеров называют регистром. На базе триг­геров построены и другие элементы цифровых устройств, осуществляю­щие логические и математические операции: счетчики, сумматоры, шифраторы, дешифраторы, муль­типлексоры и демультиплексоры, преобразователи аналого-цифро­вые (АЦП) и цифро-аналоговые (ЦАП).

Квантование и кодирова­ние аналоговой величины

Подробное описание назна­чения и принцип действия указанных элементов можно найти, нап­ример, в [12].

Сами микропроцессоры, объединяющие заданный набор цифро­вых устройств, выполнены в виде больших интегральных микросхем (БИС), делящихся на два основных класса:

•  микропроцессоры общего применения - БИС, не имеющие встроенных дополнительных средств и периферии и обла­дающие большой гибкостью проектирования готовых уст­ройств управления и регулирования (контроллеров);

•  однокристальные микро-ЭВМ - сложные и дорогие БИС, со­держащие в одном корпусе, помимо ядра микропроцессора об­щего применения, встроенную память (постоянное запоминающее устройство - ПЗУ), память данных (оперативное запоминающее устройство - ОЗУ) и широкий набор пери­ферийных средств: 8-12-разрядные АЦП, один-два 6-10-раз­рядных ЦАП, десятки двунаправленных линий ввода-вывода дискретных сигналов, приемопередатчики для обмена инфор­мацией по последовательному каналу и др.

Современные микропроцессоры, микро-ЭВМ и контроллеры по своим техническим возможностям позволяют обеспечить управление множ££твом параметров, таких как пуск и остановка отдельных уст­ройств и всей системы в целом, блокировка и защита оборудования в аварийных ситуациях, индикация, переход с режима на режим и т. д.

Устройства, комплексно решающие функции управления и регу­лирования, называются управляющими контроллерами. При их ис­пользовании в большинстве случаев исключается необходимость

применения таких элементов автоматики, как реле, преобразователи, переключатели, счетчики, индикаторы, измерительные приборы и т. п. Это в свою очередь позволяет:

•  повысить точность поддержания регулирующих параметров и надежность работы системы;

•  уменьшить габариты средств управления;

•  упростить монтаж и сократить сроки его выполнения;

•  облегчить эксплуатацию системы.

В ряде случаев за счет перечисленных достоинств можно умень­шить фактическую стоимость средства автоматики с учетом капи­тальных и эксплуатационных затрат.

Упрощенная структурная схема контроллера показана на рис. 3.3.12. Основными функциональными частями управляющего контроллера является:

•  устройство ввода-вывода;

•  арифметико-логическое устройство (АЛУ);

•  постоянное запоминающее устройство (ПЗУ);

•  перепрограммируемое запоминающее устройство (ППЗУ);

•  индикатор;

•  пульт управления.

Устройство ввода-вывода обеспечивает прием, обработку сигналов от датчиков, преобразование их в цифровой код и передачу в АЛУ для дальнейшей обработки. Полученные в цифровом виде управляю­щие сигналы также преобразовываются устройством ввода-вывода в аналоговые или дискретные для передачи на исполнительные меха­низмы. Устройство ввода-вывода выполняется на базе элементов: мультиплексоров, демультиплексоров, ЦАП и АЦП.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) предназначено для выполнения команд, поступающих с пульта управления и запомина­ющих устройств, выполнения математических и логических опера­ций и выработки управляющих сигналов в цифровом виде.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) включает программы, которые обычно записываются заводом-изготовителем контроллера или производителем оборудования. Такие программы могут состоять из одного или нескольких управляющих алгоритмов, ориентирован­ных на работу с теми или иными конфигурациями систем (например, приточной вентсистемой, вентиляторным доводчиком (фэнкойлом) или небольшим холодильным агрегатом. Контроллеры с такими ПЗУ предназначены для выполнения четко определенных задач. Напри­мер, в автоматической стиральной машине пользователем задается вид ткани, которую необходимо постирать, масса, степень загрязнен-