Описание структурной схемы микропроцессорного модуля управления процессом аэрации

Модуль ММУПА самостоятельно реализует алгоритмы сбора и обработки информации на объекте. Такая относительная независимость от диспетчерской ЭВМ достигнута установлением на эти модули программируемых однокристальных микроконтроллеров (ОМК) с широкими периферийными возможностями и обладающие высоким быстродействием. От диспетчерской ЭВМ этот контроллер получает только инициализирующую информацию в начале работы всей системы, а также переинициализирующую информацию, когда это необходимо для изменения режима контроля отдельным или несколькими объектами. По сравнению со скоростью функционирования этих модулей, такая переинициализация происходит очень редко, поэтому модули подавляющее большинство времени работает автономно. Такое разделение задач между отдельными модулями обеспечивает параллельное выполнение всех операций сбора и обработки данных, что значительно увеличивает скорость функционирования системы в целом, а также высвобождает ресурсы диспетчерской ЭВМ.

Задача оператора диспетчерской ЭВМ сводится к слежению за предоставляемой ему информации.

В состав ММУПА входит ОМК, энергонезависимое запоминающее устройство (ОЗУ), коммутатор напряжений, нормирующий усилитель (НУ), фильтр низкой частоты (ФНЧ), аналого-цифровой преобразователь (АЦП), гальваническая развязка, блок клавиатуры, блок индикации, модуль связи построенный на CAN-контроллере и CAN-приемопередатчике.

На контролируемом объекте, которым является воздухопровод, установлены первичные измерительные преобразователи (ПИП). Все контролируемые объекты имеют по три ПИП давления и одному ПИП температуры. Они вырабатывают ток, пропорционально измеряемой величине. Токи с выхода каждого ПИП поступают на входы ММУПА, где входные нагрузочные сопротивления ММУПА создают соответствующие падения напряжений. Напряжения с нагрузочных сопротивлений поступают на коммутатор напряжения, где осуществляется выбор того ПИП, который определен алгоритмом опроса. На выходе нагрузочных резисторов напряжение недостаточно для нормальной работы АЦП, поэтому перед АЦП установлен НУ, который усиливает напряжение до заданного уровня.

В задачу АЦП входит преобразование поступившего непрерывного аналогового сигнала в эквивалентный цифровой код, который будет обработан ОМК.

ФНЧ подавляет наводимые помехи в линии связи между ПИП и ММУПА, что уменьшает погрешность измерения.

Гальваническая развязка обеспечивает защиту ММУПА от внешних помех, которые не способен подавить ФНЧ, и перенапряжений возникающих в линии связи.

ОМК предназначен для обработки измеряемых сигналов в соответствии с заданным алгоритмом. Кроме того, ОМК управляет работой блоком клавиатуры, блоком индикации, модулем связи и выбором измеряемого сигнала.

После обработки информация об измеряемых входных сигналов записываются в (ОЗУ).

Блок клавиатуры и индикации предназначен для постоянного отображения текущего состояния температуры, давления и расхода воздуха, а также введения необходимых команд.

Модуль связи обеспечивает передачу данных по CAN-шине от ММУПА к концентратору.

В состав концентратора входит высокопроизводительный ОМК, энергонезависимая ОЗУ большого объема, два модуля связи.

ОМК выполняет опрос всех ММУПА, накопление полученных данных в ОЗУ и передачу их диспетчерской ЭВМ.