Комплекс аппаратно-программных средств для реализации распределенных систем управления малой и средней сложности

• Автор: Маунг Маунг Латт
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 154 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ОБЩАЯ СТРУКТУРА, ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАСПРЕДЕЛЕ1П1ЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ

1.1 .Общая структура распределенных систем управления

1.2. Микроконтроллеры как базовые элементы современных систем

УПРАВЛЕНИЯ

1.3. Программное обеспечение современных систем управления

1.4. Выводы и постановка задачи.

ГЛАВА 2. КОНТРОЛЛЕРНЫЕ МОДУЛИ ДЛЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ УСТРОЙСТВАМИ И БЛОКАМИ.

2.1. Варианты реализации контроллерных модулей на базе 8разрядных микроконтроллеров.

2.2. Критерии выбора функционального состава универсального модуля для реализации локальных контроллеров.
2.3. Универсальный контроллерный модуль ЯОАМСР.
2.4. Методы и средства разработки и отладки протаммного обеспечения для локальных контроллеров на базе модуля 1ШАМРОР
2.5. Варианты применения модуля ШАМСР в системах управления.
2.6. ВЫВОДЫ.
ГЛАВА 3. ПРОЦЕССОРНОКОММУНИКАЦИОННЫЕ МОДУЛИ ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ УРОВНЯ УПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТОМ.
3.1. Структура и функции высокопроизводительных процессорных модулей
3.2. Методика оценки эффективности применения коммуникационного контроллера при организации потоков данных в распределенных системах управления
3.3. Универсальный процессорнокоммуникационный модуль ЕЫ0ЭК.М
3.4. Методы и средства отладки систем, реализованных на базе модуля ЕГОбООКМ.
3.5. Возможности применения модуля ЕЮОКМ в системах управления
3.6. Выводы.
ГЛАВА 4. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДЛЯ КОНТРОЛЛЕРНЫХ И ПРОЦЕССОРНО КОММУНИКАЦИОННЫХ МОДУЛЕЙ.
4.1. Комплект прикладного программного обеспечения для контроллерного
МОДУЛЯ НА БАЗЕ 8РАЗРЯДНОГО МИКРОКОНТРОЛЛЕРА.
4.1.1. Опрос клавиатуры.
4.1.2. Инициализация и вывод данных наЖКИ.
4.2. Реализация протокола Етнбшет в системах, использующих процессорнокоммуникационный МОДУЛЬ ЕЮ6ШКМ
4.3. Реализация в локальных контроллерах многозадачного режима
РЕАЛЬНОГО ВРЕМЕНИ.
4.4. Выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Особенностями Fieldbus и Profibus являются жесткая детерминированность (предсказуемость) поведения, обеспечение функций реального времени, повышенная надежность физического и канального уровней передачи данных при работе в промышленных условиях (при высоком уровне помех, жестких климатических условиях). Эти достоинства обеспечили шгтерфейсам Fieldbus и Profibus широкие возможности применения в промышленной автоматике (]. Протокол Modbus является де-факто промышленным стандартом, разработанным для систем управления реального времени [,]. На физическом уровне этот стандарт обычно использует интерфейс RS-2. Версия Modbus Plus, использующая витую пару или волоконно-оптический канал связи, является развитием Modbus, использование которой позволяет повысить скорость обмена до 1 Мбод, обеспечить управление в режиме реального времени в условиях высокой загрузки сети. Протокол Modbus/Modbus Plus может применяться для связи в единую сеть различных устройств (УСО - устройств связи с объектами, микроконтроллеров, персональных компьютеров), входящих в состав определенного уровня распределенной системы управления. Соединение нескольких сетей Modbus в составе многоуровневой системы управления обеспечивается с помощью дополнительных компонентов -мостов, шлюзов, ретрансляторов. Интерфейс шины CAN [-], который широко распространён в Европе и на американском континенте, обеспечивает высокое быстродействие при количестве сетевых устройств до 0. Первоначально разработанный для систем автомобильной электроники, CAN-интерфсйс в последние годы получил достаточно широкое применение промышленной автоматике. Он обеспечивает высокую надежность, компактность и хорошие динамические характеристики, необходимые распределённым системам управления. Ведущие компании-изготовители Intel, Motorola, Siemens, Philips и другие выпускают элементную базу для построения систем, использующих интерфейс CAN. Многие современные промышленные компьютеры и контроллеры, робототехнические системы, датчики, исполнительные устройства обеспечиваются необходимыми интерфейсами для работы в CAN сети. CAN-сети [,]. Эти контроллеры входят в состав как высокопроизводительных -разрядных микроконтроллеров, так и состав 8-разрядных микроконтроллеров массового применения. Это обстоятельство значительно упрощает процедуру реализации CAN-сетей и обеспечивает возможность эффективного использования этого интерфейса в распределенных системах управления различного уровня сложности. Обладая свойствами сетевого интерфейса и микропроцессорной шины, CAN позволяет строить сложные адаптивные системы управления реального времени. В то же время простота его использования и низкая стоимость делают его весьма привлекательным для применения в различных электронных устройствах и системах. По данным, приведенным в [], CAN-интерфейс используется в 5-6% промышленных систем. Для связи устройств на более высоком уровне управления - между управляющими модулями и персональными компьютерами, в настоящее время широко используется протокол Ethernet [-,]. Использование сети Ethernet позволяет организовать связь с удаленными объектами с помощью весьма распространенных и недорогих средств, поставляемых большим числом производителей. Для многих применений значительным достоинством сети Ethernet является возможность простыми средствами реализовать удаленный доступ к объектам управления с помощью сети Internet. До недавнего времени применение Ethernet в системах промышленной автоматики было ограниченным из-за отсутствия гарантий передачи информации за определенной заданное время, что затрудняло реализацию режима реального времени. Однако ряд предложенных решений этой проблемы - разделение сети на сегменты с пониженным уровнем трафика для предотвращения коллизий, использование интеллектуальных промышленных коммутаторов и ряд других, обеспечили возможность широкого применения Ethernet в разнообразных системах управления. В связи с эти промышленная версия этой сети Industrial Ethernet заняла в году первое место в ряду сетей для промышленных применений (% реализованных сетей) и по имеющимся прогнозам эта доля будет все более возрастать []. В большинстве сетей Ethernet для организации обмена служат протоколы TCP/IP.