книги / Технические средства автоматизации химических производств

Выпускают 9 типовых комплексов СМ 1420, состав которых приве­ ден в табл. 5.6. Комплексы имеют шифры от СМ 1420.01 до СМ 1420.09.

Наряду с типовыми комплексами выпускают также специфициро­ ванные. Так, УВК СМ 1420.22 обеспечивает повышенную надежность за счет иерархической структуры: в составе одного УВК используют на верхнем уровне иерархии два процессора СМ 1420, а на нижнем уров­ ненесколько (до восьми) процессоров СМ 1810, к каждому из кото­ рых подключают УСО.

Основные характеристики устройств, приведенных в табл. 5.6, следующие:

устройство внешней памяти на магнитном диске УВПМДСМ 1420.5410 имеет емкость 10 Мбайт при максимальной скорости передачи данных 150 Кслов/с;

устройство внешней памяти на сменных магнитных дисках УВПСМД СМ 5407 имеет емкость 20 Мбайт при той же скорости передачи данных; устройство внешней памяти на гибких магнитных дисках УВПГМД СМ 5631 имеет емкость 0,5 Мбайт при скорости передачи данных

60 Кбайт/с; устройство внешней памяти на магнитых лентах УВПМЛ СМ 5301.09

имеет емкость 11 Мбайт при скорости передачи 10 Кбайт/с; устройство ввода-вывода перфоленточное СМ 1420.6204 вводит информацию со скоростью 300 строк/с и выводит ее со скоростью 50 строк/с; устройст­ во печати СМ 1420.6305 состоит из контроллера ИРПР и алфавитноцифрового параллельного механизма, печатающего со скоростью 500строк/мин при максимальном количестве знаков в строке, рав­ ном 132; видеотерминал состоит из контроллера ИРПР/ИРПС и дис­ плея ВТА-2000, позволяющего отобразить на экране до 1920 монохром­ ных символов (24 строки по 80 знаков в строке); мультиплексор передачи данных СМ 8514 обслуживает до 16 терминалов на расстоя­ ние до 500 м со скоростью передачи через интерфейс ИРПС 9600 бод/с и через интерфейс С2 - до 19200 бод/с.:

Блок расширения системы БРС СМ 1420.0111 позволяет подключать к интерфейсу* ОЫдо 6контроллеров внешних устройств, конструктив­ но выполненных на плате типа Е2. Устройство сопряжения вычисли­ тельных машин А711/18 позволяет подключить СМ 1420 в качестве внешнего устройства к ЕС ЭВМ при передаче информации со скоростью до 400 Кслов/с.

Устройство комбинированное быстродействующее УБК-200 осущест­ вляет ввод в УВК информации от датчиков (двухпозиционных сигна­ лов-48, аналоговых-32, частотно-временных-8) и вывод информа-

121

ции на ТОУ (двухпозиционных сигналов-48, аналоговых-2). Струк­ турная схема УКБ-200 приведена на рис. 5.6.

Устройство связи с объектом УСО-3, 4, 5 осуществляет ввод-вывод сигналов с объекта управления. Максимальное число каналов: ана­ логового вво д а -448, аналогового вы вода-14, дискретного ввода640, дискретного вывода416. Устройство состоит из трех стоек.

Основу программного обеспечения СМ 1420 составляют две опера­ ционные системы:

операционная система реального времени (ОС РВ) обеспечивает мультипрограммный режим, управляя 256 задачами реального време­ ни во всех модификациях УВК (кроме 4-й и 7-й). При этом отсутствует фоновый режим, и реакция на внешние сигналы относительно медлен­ н аяпорядка миллисекунд;

расширенная фоновая операционная система (РАФОС) управляет единственной задачей реального времени, но с малой длительностью реакции-порядка микросекунд. При этом допускает до 124 фоновых

122

Общая шина

Коммутатор

Таймер

П ульт

Дискретные -и. оператора

сигналы

48

1

Дискретные

сигналы

Гальданическая

развязна

32

Рис. 5.6. Структурная схема УКБ-200

задач при многопультовой компоновке четвертой и седьмой модифи­ кации УВК.

Операционные системы используют языки Макроассемблер, Форт­ ран, Кобол и некоторые другие. Тестирование УВК осуществляют под управлением специальной операционной системы ТМОС.

5.5. Управляющая микроЭВМ СМ 1810

Управляющий вычислительный комплекс СМ 1810 принадлежит к классу ЭВМ с магистральной структурой и унифицированным систем­ ным интерфейсом И-41. УВК СМ 1810 является дальнейшим развитием архитектурной линии СМ ЭВМ типа СМ 1800, 1803. В отличие от этих машин, в состав УВК СМ 1810 входят два типа процессоров-8- и 16-разрядные. Архитектурой предусмотрена возможность иметь в составе одного УВК до восьми процессоров указанных двух типов. Интерфейс И-41 охватывает оба типа процессоров, но по сравнению с СМ 1800 в интерфейсе для СМ 1810 увеличено число адресных шин.

По производительности СМ 1810 примерно на порядок выше произ­ водительности СМ 1800, а программы короче на 10-25%; при этом обеспечена преемственность программ пользователя [23].

123

к ТОУ

Рис. 5.7. Структурная схема ком плекса СМ-1810

Структурная схема СМ 1810 приведена на рис. 5.7. Шестнадцати разрядный процессор МЦ 16 имеет внутреннюю память (ОЗУ емкостью 256 Кбайт, ПЗУ емкостью 64 Кбайт), а также выходы на стандартные интерфейсы ИРПР и С2. Восьми разрядный процессор МЦ 1 имеет внут­ реннюю память ОЗУ и ПЗУ емкостью по 8 Кбайт. Кроме того, в УВК есть оперативная память, доступная обоим процессорам: емкостью 256 Кбайт, непосредственно выходящая на интерфейс И-41, и емкостью от 1 до 4 Мбайт, подключаемая к И-41 через специальный блок управления КОЗУ.

Технические характеристики центральных процессоров МЦ 1 и МЦ 16 СМ 1810 приведены ниже:

Оперативную память ОЗУ выпускают в виде модулей двух типов (СМ/1810.3515' и СМ/1810.3518), технические характеристики которых приведены ниже:

124

Оперативная память в СМ 1810 дополняют ППЗУс ультрафиолетовым стиранием. Модуль программируемый постоянный запоминающий (МППЗ) имеет шифр СМ 1800.3704. Его информационная емкость составляет 32 Кбайт. Информация в модуле сохраняется при включен­ ном питании в течение 25 тыс. ч, а при отключенном-в течение 10 тыс. ч. Запись программ в МППЗ осуществляет программатор СМ 1800.3705, который служит также и для стирания информации с помощью ультрафиолетовой лампы типа ДРБ-8. Длительность облуче­ ния для стирания составляет 35 мин. Считывание информации осу­ ществляют с циклом 0,6 мкс. МППЗ допускает стократное перепро­ граммирование информации.

Модуль системного контроля (МСК) на рис. 5.7) имеет шифр СМ 1810.2005. Он предназначен для арбитража запросов на доступ к памяти и портам ввода-вывода, а также для сопряжения с органами индикации и управления, размещенными на пульте управления ПУ. Схема приоритетного арбитража обслуживает 16 задатчиков; имеет три схемы приема сигналов прерывания от клавиш.

Всостав комплекса входит блок расширения СМ 1810.0105, обеспе­ чивающий подключение 18 установочных мест интерфейсов И-41.

ВСМ 1810 предусмотрена внешняя память на магнитных дисках нескольких типов, подключаемых контроллерами накопителей на магнитных дисках (КНМД) к интерфейсу И-41. Характеристики КНМД приведены в табл. 5.7.

Контроллеры КОЗУ обмениваются информацией с ОЗУ в режиме прямого доступа в память.

Многоканальный модуль сопряжения с радиальным последователь­ ным интерфейсом (МИРПС-М на рис. 5.8) имеет шифр СМ 1800.4106. Он предназначен для передачи информации в дуплексном режиме после­ довательным кодом по 4 независимым каналам со скоростью обмена в диапазоне от 50 до 9600 бод/с. Передаваемые символы могут содер­ жать от 5 до 8 бит и один контрольный бит по четности.

Устройство связи с общей шиной СМ 1800.4502 (на рис. 5.8 не обоз­ начено) связывает УВК с интерфейсами И-41 и ОШ. Связь осуществ­ ляется 16-разрядными словами на расстояние до 10 м со скоростью около 25 Кслов/с.

Устройство связи СМ 1800.4501 объединяет два комплекса, имею­

16-разрядных слов в режиме прямого доступа из памяти одной ЭВМ в память другой машины.

Модуль вывода символьной информации на телеэкран МВСТ СМ 1800.7003 (на рис. 5.8 опущен) предназначен для связи со стандарт­ ными телевизионными видеоконтрольными устройствами, как черно­ белыми, так и цветными. Символы строят на базе точечных матриц четырех форматов. В строке размещают до 64 символов, на экранедо 32 строк; таким образом объем одновременно представляемой инфор­ мации составляет 2048 символов. МВСТ обеспечивает сопряжение с черно-белым индикатором А543-13 и с цветным индикатором А543-14

125

Таблица 5.7. Технические характеристики контроллеров НМД СМ 1810

Значения характеристик для контроллера

при восьми цветах (градациях яркости) с возможностью подчеркива­ ния отдельных символов. Черно-белый индикатор подключают к модулю с помощью одного коаксиального кабеля, а цветной-с по­ мощью четырех таких кабелей. Допускается удаление индикатора от МВСТ на расстояние до 200 м.

Видеотерминал алфавитно-цифровой СМ 7209 имеет размер изоб­ ражения 260x180 мм. Число строк-24, число знаков в строке-80. Матрица знака5x7 точек.

Модули УСО обеспечивают ввод в УВК и вывод из него аналоговых, число-импульсных и дискретных сигналов. Модули выходят непо­ средственно на интерфейс И-41. Обычно для управления модулями УСО используют 8-разрядный процессор МЦ 1.

Для восприятия аналоговой информации применяют 6 модулей ввода, коммутации и нормализации, входящие в состав УСО.

Модуль ввода аналоговых сигналов МВ А СМ 1800.9201 обслуживает 16 каналов при однопроводной и 8- при двухпроводной коммутации с основной погрешностью 0,2% (разрядность цифрового кода13 плюс 1 знаковый разряд), дополнительная температурная погрешность- 1/2 основной; дополнительная влажностная погрешность не превышает основной. Длительность преобразования сигнала-100 Мс.

Модуль ввода аналоговых сигналов МВВА-1 СМ 1800.9204 отлича­ ется от предыдущего большей погрешностью (0,25%, 12 разрядов) и меньшей длительностью преобразования (80 Мс).Обеспечивает опрос 32 однопроводных каналов.

Модуль коммутации аналоговых сигналов МКАС-1 СМ 1800.8517, входящий в состав УСО, обеспечивает коммутацию 64 однополюсных к ^алов напряжением от - 5 до +5 В; длительность переключения

126

канала 1 Мкс, основная погрешность 0,05%, дополнительная темпера­ турная погрешность 0,025%, влажная- 0,05%.

Модуль коммутации аналоговых сигналов МКАС-2 СМ 1800.8518 предназначен для обслуживания 16 двухполюсных каналов при времени коммутации 100 мкс и том же значении погрешности, что и в случае МКАС-1. Оба модуля имеют по одному выходному каналу, подключаемому к входу аналого-цифрового преобразователя МВВА-1.

Модули нормализации МКАС СМ 1800.9211 преобразуют с основной погрешностью 0,1% сигналы, поступающие по 8 каналам с одновремен­ ным подавлением помехи на 45 Дб.

Используемый в УСО модуль вывода аналоговых сигналов МВА СМ 1800.9202 преобразует 10-раэрядный двоичный код по 4-м каналам при цене младшего разряда 5 мА или 10 мВ с основной погрешностью 0,3%и подавлением помехи на 60 Дб.

В состав УСО входит 5 модулей для обработки дискретной инфор­ мации.

Модули ввода дискретных сигналов МВВД СМ 1800.9301 и СМ 1800.9302 опрашивают соответственно 8 и 16 каналов любой поляр­ ности с временем задержки 10 мкс. Модуль ввода число-импульсных

127

Таблица 5.9. Габаритные размеры и потребляемая мощность д л я ряда модификаций

СМ 1810

сигналов МВВЧис СМ 1800.9304 обеспечивает ввод 2 каналов с макси­ мальной частотой счета 2 кГц и 16-разрядным счетчиком.

Модуль вывода дискретных сигналов МВД СМ 1800.9003 выдает сигналы на 8 двухпозиционных каналов с максимальным коммутиру­ емым током 0,2 А. Модуль вывода дискретных сигналов повышенной мощности МВДМ СМ 1800.9701 выдает сигналы на 4 канала с макси­ мальным коммутируемым током ЗА.

Модуль управления цепями переменного тока повышенной мощ­ ности МУПТ СМ 1800.9702 выдает сигналы на 4 канала, коммутируя напряжение частотой 50 Гц от 24 до 242 В с максимальным током 3 А.

Программное обеспечение УВК СМ 1810 содержит следующие опера­ ционные системы:

дисковую реального времени ДОС 1810; мультипроцессорную реального времени со специализацией функ­

ций процессоров ОС СФП 1810; малую МИКРОС-86 (занимает в ОЗУ 15 Кслов, обеспечивает работу с

ОЗУ емкостью до 1 Мбайт); многопрограммную многопользовательскую реального времени -

БОС 1810.

СМ 1810 серийно изготовляют в виде восьми модификаций типовых комплексов, имеющих шифры СМ 1810.10,..., СМ 1810.41. При этом комплексы №№ 10, 20, 30 и 40 являются однопроцессорными на базе 16-разрядного процессора МЦ16. Они не имеют, как правило, самостоя­ тельного применения и используются для компоновки специфици­ рованных УВК.

Состав типовых комплексов СМ 1810 приведен в табл. 5.8. Габаритные размеры и потребляемая мощность для ряда модифи­

каций УВК СМ 1810 даны в табл. 5.9.

128

5.6. МшсроЭВМ семейства „Электроника”

В состав семейства „Электроника” входит группа мини- и микроЭВМ широкого назначения [3]. Наиболее популярным представителем этого семейства является микроЭВМ „Электроника-60”, нашедшая в 80-е годы широкое применение в АСУТП химических производств. Заменившие ее микромашины „Электроника МС 1201” и „Электрони­ ка МС 1211” по своим техническим характеристикам также пригодны для использования в информационных системах и в АСУТП.

МикроЭВМ „Электроника СМ 1201” относят к классу 16-разрядных вычислительных машин с единой магистралью. Структурная схема ЭВМ приведена на рис. 5.8.

Шестнадцатиразрядный универсальный процессор ПРЦ связан с оперативным запоминающим устройством ОЗУ через корректор сигналов управления каналом КСК. К каналу К помимо ОЗУ подсое­ динены также приемо-передатчики сигналов ПП1 и ПП2 и блок управ­ ления приемо-передатчиками сигналов канала БУПП. Приемо-передат- чик ПП2 связывает процессор и ОЗУ с основным системным каналом СК. К этому каналу предусмотрена возможность подключать до 10 дополнительных функциональных устройств, удаленных от ПРЦ не далее чем на 2,5 м. Связь между функциональными устройствами, подключеными к СК, осуществляется в асинхронном режиме и не зависит от их быстродействия в пределах отведенного времени порядка 10 мкс на сигнал. Источниками информации могут быть про­ цессор и устройства, способные работать в режиме прямого доступа в память.

Устройство байтового параллельного интерфейса УБПИ осуществля­ ет асинхронную связь с внешними устройствами в соответствии с интерфейсом ИРПР. Указанный интерфейс стандартизирует радиальное подключение устройств с параллельной передачей информации. УБПИ содержит регистры: входной, состояние источника и состояние прием­ ника. Внешние устройства подключают через приемо-передатчик ППЗ кабелем длиной до 2 м.

Устройство последовательного вводавывода (УПВВ) осуществляет асинхронную связь с внешними устройствами в соответствии с интер­ фейсом ИРПС. Указанный интерфейс стандартизирует радиальное подключение устройств с последовательной передачей информации. УПВВ содержит регистры аналогично УБПИ. Внешние устройства подключают к УПВВ через узел оптоэлектронной развязки сигналов УОР с помощью кабеля длиной до 5 м.

К системному каналу СК подключены: регистр начального пуска РНП, системное постоянное запоминающее устройство СПЗУ, контак­ тирующее устройство для ПЗУ пользователя КУПЗУ. Последнее пред­ ставляет собой розетку для установки специальной микросхемы, обладающей памятью объемом 4 Кслов.

Генератор тактовых импульсов ГТИ-1 вырабатывает тактирующие импульсы частотой 4 Мгц для процессора и частотой 8 Мгцдля ОЗУ.

129

Рис. 5.8. Структурная схема ЭВМ „Электроника МС 1201я

Генератор ГТИ-2 выполнен на основе кварцевого резонатора и выра­ батывает импульсы частотой 4,608 Мгц.

Накопители на гибких магнитных дисках подключают к системному каналу через приемо-передатчик ПП4 и устройство интерфейса нако­ пителя на гибких магнитных дисках УИГМД.

На структурной схеме, изображенной на рис. 5.8, отсутствуют устройства связи с объектом, характерные для АСУТП. В то же время имеется возможность подключения дополнительных устройств, имеющих выход на один из интерфейсов, предусмотренных в структу­ ре данной микроЭВМ. Такой подход использован, например, при соз­ дании комплекса „Реастр-2”, ориентированного на управление хими­ ко-технологическими процессами и содержащего в своем составе микроЭВМ „Электроника-60”.

Основные технические характеристики микроЭВМ „Электроника МС1201” приведены ниже:

130