2.5.2 Требования к информационному обеспечению
База данных АСУ должна быть распределена в соответствии спринципами декомпозиции комплекса технических средств и адекватна иерархической структуре АСУ с распределенными функциями обработки информации.
Информационный обмен между компонентами АСУ должен обеспечивать целостность распределеннойбазы данных системы.
Информационный обмен между системами АСУТП в зависимости от уровня иерархии и распределения их по техническим средствам должен осуществляться путем:
· передачи унифицированных сигналов ;
· передачи межсистемных сообщений и запросов ;
· использования общих информационных баз.
Для обеспечения сохранности информации при сбоях или авариях в системе электропитания технических средств АСУТП должны быть предусмотрены следующие меры :
· дублирование входного потока сигналов и сообщений;
· формирование дублирующих баз данных на магнитных носителях;
· применение энергонезависимых оперативных запоминающих устройств;
· квитирование межсистемных сообщений.
Должен быть предусмотрен контроль входной информации каждой системы на достоверность, в т. ч. контроль достоверности информации,вводимой оператором вручную.
Должна быть предусмотрена возможность восстановления базы данныхАСУ с использованием дублирующей базы данных и архивнойинформации.
2.5.3 Требования к лингвистическому обеспечению
Требования к применению языков программирования, языков взаимодействия пользователей и технических средств системы, а также требования к кодированию и декодированию данных, средствамманипулирования данными и способам организации диалога определяются применяемым для реализации АСУТП комплексом технических средств.
Человеко-машинное взаимодействие при вводе-выводе информации должно осуществляться в интерактивном режиме с помощью клавиатуры и дисплея для подсистем верхнего и среднего уровней АСУ. Для подсистем нижнего уровня АСУ ввод исходных данных может осуществляться с помощью задатчиков и сервисных устройств комплекса технических средств.
Должны быть обеспечены единство и однозначность кодирования информации различных уровней системы.
В целях защиты информации от несанкционированного доступа должна быть предусмотрена система паролей с различными уровнями доступа для различных категорий пользователей с разной мерой ответственности.
2.5.4 Требования к программному обеспечению
Программное обеспечение АСУТП должно быть достаточным для реализации всех функций системы.
Требования к независимости программных средств от используемых средств вычислительной техники и операционной системы не предъявляются.
Базовое и тестовое программное обеспечение должны поставляться в составе комплекса технических средств.
Прикладное программное обеспечение подсистем нижнего уровня может быть создано путем конфигурирования стандартных программных модулей с использованием инструментального комплекса техническим средств. При необходимости должны быть разработаны дополнительные программные модули и средства.
Требования к необходимости согласования вновь разрабатываемых программных средств с фондом алгоритмов и программ не предъявляются.
2.5.5 Требования к техническому обеспечению
В качестве средств вычислительной техники должны быть применены персональные ЭВМ (ПЭВМ) на верхнем уровне АСУ и микропроцессорный комплекс технических средств на нижнем уровне системы. Техническое обеспечение АСУТП должно быть построено по иерархическому принципу и обеспечивать выполнениефункций, описанных в техническом задании данного дипломного проекта.
Комплекс технических средств АСУТП должен обеспечивать бесперебойное функционирование системы.
Для получения первичной входной информации должны быть использованы датчики, измерительные и нормирующие преобразователис унифицированными характеристиками.
Комплекс технических средств АСУТП должен отвечать следующим критериям :
· обеспечение минимального времени на обслуживание ;
· наглядность и простота пользования средствами отображения, сигнализации и дистанционного управления ;
· высокая автоматизация процессов запуска, останова и сервисного обслуживания ;
· удобство пользования справочными, архивными и сервисными данными.
3. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Выбор технических средств
Исходя из формулировки задачи определим технические средства необходимые для реализации устройства с заданными характеристиками и свойствами.
Для контроля скорости вала двигателя будем использовать тахогенератор сопряженный с валом рабочего двигателя, сигнал от которого заведем на аналогово-цифровой преобразователь находящийся непосредственно в разрабатываемой системе. Для преобразования непрерывного сигнала в цифровую форму представления выберем микросхему 1113ПВ1.
Сигналы от АЦП будем передавать на однокристальный микроконтроллер КР1816ВЕ51 выбранный по причине его аналогичности контроллеру Intel87C51FX, соответствия команд этих контроллеров и соответствия по уровням сигналов с ЭВМ выпускаемыми Intel, а также необходимости оперирования с данными представленными в параллельном формате, а также передачи обработанной информации в последовательном формате. Для ведения статистики работы системы потребуется ЭВМ типа IBM AT286 или более поздние модели.
Для получения информации о процессах, происходящих в системе, потребуются датчики. Для коммутации датчиков с модулем микроконтроллера используем принцип опроса и передачи информации о состоянии дискретных датчиков. Сопряжение будет осуществляться по линии связи посредством кабеля ТРШ.
Для гальванической развязки цепей линии связи и цепей микроконтроллера будем использовать оптроны, которые необходимы для преобразования сигналов представленных в линии связи импульсами тока в импульсы напряжения ТТЛ-уровня.
3.2 Разработка структурной схемы
Разработку структурной схемы автоматического управления асинхронным двигателем начнем с необходимости контроля температуры корпуса двигателя, частоты вращения вала двигателя.
Кроме того для получения информации о скорости вращения вала двигателя расположим тахогенератор, вал которого жестко сопряжен с валом рабочего двигателя. Двухпроводная линия связи соединяет тахогенератор с блоком управления.
Для контроля работы двигателя и ведения статистики этой работы контроллер соединяется с ЭВМ верхнего уровня.
Таким образом структурная схема будет содержать систему датчиков, устройства сбора и промежуточной передачи информации, устройство управления работой установки и машины верхнего уровня.
3.3 Разработка функциональной схемы
Функциональную схему можно условно разбить на блоки:
· блок центрального процессора;
· блок ввода и преобразования аналоговых сигналов;
· блок ввода-вывода дискретных сигналов;
· линейные модули;
· блок гальванических развязок.
3.3.1 Блок центрального процессора
Блок центрального процессора содержит однокристальный микроконтроллер КР1816ВЕ51, далее - контроллер, микросхему ППЗУ и устройства сопряжения. Для обеспечения доступа к памяти на разрешающий вход микросхемы ППЗУ - К537РФ6 заведен стробирующий выход адреса контроллера ALE, который свидетельствует об установке адреса ячейки памяти ППЗУ на шине адреса. При наличии сигнала выбора микросхемы для ППЗУ, оно (ППЗУ) выставляет на шину данных содержимое ячейки по указанному адресу. В остальных случаях выходы микросхемы памяти находятся в высокоимпедансном состоянии.