Ten bardzo nowoczesny, samodzielny, kompletny controller pojawil sie w 1988 zastepujac starsza linie. Urzadzenie w odroznieniu od starszych produktow ma tylko jeden procesor a nie dwa jak poprzednio w ktorych jeden dedykowano do zadan komunikacyjnych. Produkowany jest w roznych opcjach i jest baza rozwojowa dla bardziej zlozonych urzadzen , chodzi glownie o program. Sercem urzadzenia jest nowoczesny mikrokontroller jednoukladowy 80535 w technologi NMOS i obudowie PLCC68 produkcji koncernu Siemens. Mikrokontroller zostal opracowany przez amerykanski koncern AMD i Siemens kupil licencje na niego. Z kolei Philips kupil licencje na podobny procesor 80C552 wykonany w technologi CMOS, takze w obudowie PLCC68, opracowany przez Signetics. Europejczycy sa wiec dosc slabi koncepcyjnie w procesorach i mikroelektronice. Z pewnoscia oba procesory beda stanowily baze do projektow i produkcji na dluzszy czas.
Do bardziej zaawansowanych urzadzen Siemens kupil licencje na mikrokontroller 16 bitowy 80166 a Philips na mikrokontroller 68070 bazujacy na procesorze Motoroli 68000 ! Oba wykonane sa w technologi CMOS.
Jadrem mikrokontrollerow 80535 i 80C552 jest mikrokontroller 8051 Intel wzbogacony o liczne uklady peryferyjne a w tym 8 wejsciowy 8 bitowy przetwornik A/D (w 80535) mogacy jednak , wspomozony programem, pracowac z rozdzielczoscia 10 bitow. Taki wysoce zintegrowany mikrokontroller oszczedza wiele hardwaru, miejsca , oraz energii i obniza koszt wytworzenia urzadzenia podwyzszajac przy tym niezawodnosc. Sklada sie to na wysoka konkurencyjnosc tego urzadzania na rynku swiatowym. Prosty mikrokontroller nalezaloby uzupelnic licznymi portami I/O , kosztownym przetwornikiem A/D oraz przetwornikami D/A ( w mikrokontrolerze ta funkcje realizuje sie PWM-em i filtrem ) , ukladem CTC oraz UARTem i Watchdogiem. . Wydaje sie ze urzadzenie bedzie glownie elastycznym regulatorem krokowym. Siemens sam bedac realizatorem wielu urzadzen przemyslowych bardzo dobrze dopasowal controller do wspolczesnych wymagan technologicznych i instalacji przemyslowych maksymalizujac jego funkcjonalnosc.
W kontrolerze jest do obslugi lokalna klawiatura, cyfrowe wyswietlacze LED, linijki LED-ow pokazujace wartosci analogowe, diody LED
sygnalizujace stany pracy , binarne wejscia i wyjscia , wejscia i wyjscia analogowe oraz opcjonalny link komunikacyjny. Do sterowania wyswietlaczy zastosowano proste specjalistyczne , dedykowane uklady. Wydaje sie ze bardziej optymalny dla takiej klasy urzadzen bylby mikrokontroller w obudowie PLCC84 lub nawet 100 bowiem ilosc peryferii ukladu 80535 nadal jest niewystarczajaca.
Elektronike umieszczono na dwoch plytkach drukowanych. Na pierwszej frontowej z przyciskami i wyswietlaczami znajduje sie mikrokontroller 80535 ( taktowany tanim rezonatorem ceramicznym 12 Mhz a nie kwarcem ) oraz latch 74HCT373 demultiplexujacy adres dla pamieci programu Eprom 27256 ( czesc pamieci jest niewykorzystana ). Do sterowania LEDow sluza dwa 13 bitowe rejestry przesuwne sterowane przez procesor szeregowo typu TEA1017. Dane konfiguracyjne zawiera "szeregowa" pamiec EEprom typu 24C02 o pojemnosci 256 bajtow. Pewny sygnal Resetu wytwarza uklad TL7705. Na plytce tej umieszono mikroswitche przyciskow ktore naciskane sa przez operatora przez foliowy front oraz wyswietlacze LED.
Na drugiej plytce znajduje sie zasilacz siecowy (+5V, +24V, Vref ) zasilany z transformatora sieciowego 50/60Hz o napieciach 2x14Vac oraz uklad kondycjonujacy wejsc analogowych wykonany na poczwornym wzmacniaczu operacyjnym LM324 i podwojnym TA2453 oraz dwa przekazniki wykonawcze. Uklad hybrydowy na podlozu ceramicznym to zasilacz impulsowy 5V.
Liczna ukladow jest wprost znikoma na tle contollerow wykonanych na bazie procesorow a nie mikrokontrollerow z rozbudowanymi peryferiami.. Regulator dostarcza odporne na zwarcie zasilanie 24Vdc do petli pradowych sensorow 0-4/20mA a jego wyjscie jest zabezpieczone nadpradowo.
Urzadzenie jest uniwersalne i wielofunkcyjne. W dokumentacji producenta podano przyklady konfiguracyjne dla typowych zastosowan przemyslowych. Kontroller posiada cztery ( w tym dwie dodatkowe wsuwane plytki - adaptery ) a w tym dwa uniwersalne wejscia analogowe konfigurowane instalowanymi modulami wejsciowymi z lub bez izolacji . Moduly te ( I/U/TC/RTD/R ) nalezy zamowic osobno i zainstalowac to znaczy wsunac i wcisnac. Moze pracowac z termoparami, RTD PT100, petlami pradowymi 4/20mA, potencjometrami i zrodlami napiec. Sam regulator ma tylko pokazne na rysunku dwa wejscia 0-20mA czyli oporniki 249 Ohm na wejsciach jako przetworniki I/U. Ma wyjscie analogowe petli pradowej 4/20mA oraz wejscia i wyjscia bionarne. Konstrukcja wejsc analogowych nie ma elementu nowosci w stosunku do starszych urzadzen Siemensa totez watek pominieto aby informacji nie powtarzac. Zaklocajace sygnaly na wejsciach sa slabo tlumione i wymagane jest wysokiej jakosci ekranowane okablowanie.
Obliczenia wykonywane sa w cyklu 97.8 ms. Uzywany jest do obliczen 24 bitowy format zmiennoprzecinkowy z 16 bitowa mantysa.
W okresie 20/16.6 ms (dla czestotliwosci sieci odpowiednio 50/50Hz) pomiary z przetwornika A/D sa usredniane celem eliminacji zaklocen.
Szybkosc transmisji interface szeregowym V28 wynosi 300-9600 bodow. Wysylane sa wartosci zmiennych a przyjmowane parametry i struktury wykonawcze.
Wygode uzytkownika powiekszylyby uniwersalne wejscia analogowe przelaczane programowo i ewentualnie jumperamami ale stopien komplikacji takowych jest bardzo znaczny i jest to melodia przyszlosci. . Pelny wykaz uzytych w kontrolerze ukladow scalonych IC oraz ich funkcje oraz uproszczony schemat podano w innym opracowaniu
Mankamentem regulatora jest to ze jest dostarczany bez dosc drogich adapterow, ktore trzeba zamowic stosownie do swoich potrzeb. Adapter SES sluzy do komunikacji szeregowej z komputerem PC. Od strony regulatora adaptery maja zlacze 6 stykowe.
Instrukcja obslugi jest zrozumiala i nie ma potrzeby powtarzania informacji z niej a sam regulator jest latwy w uzyciu.
Dla Polski taka z tego jest nauka ze mozna podobne urzadzenia produkowac po zniesieniu embarga technologicznego na nowoczesna mikroelektronike. Siemens jak widac w mikroelektronice tez jest slaby co w niczym mu nie przeszkadza robic jedne z najlepszych w swiecie gotowe wyroby.
Wybor odpowiedniego mikrokontrollera ma ogromne znaczenie dla kosztu hardware i dostepnosci narzedzi programistycznych.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz