Устройство и принцип работы прибора контроллёра ГАММА-11

Контроллёр ГАММА-11 имеет модульную структуру. Обмен информацией между модулями, входящими в состав ГИМ, а также между ГИМ и МП осуществляется по последовательному CAN-интерфейсу. Каждый интерфейсный модуль прибора (кроме МСТ) выполнен на основе микроконтроллера (МКР) семейства PICmicro фирмы Microchip Technology Inc. Для реализации CAN-интерфейса МКР имеет встроенный аппаратный CAN-контроллер, согласование уровней сигналов МКР с уровнями на шине CAN-интерфейса осуществляется с помощью микросхем трансиверов.

Центральным узлом МКПК является МП7, построенный на основе МКР фирмы SScon Laboratories, Inc., являющегося расширением МКР семейства MCS 51 фирмы Intel. МП7 осуществляет связь с ЭВМ верхнего уровня по интерфейсу RS 485, хранит в своей ЭП параметры настройки и типы интерфейсных модулей прибора, обеспечивает сбор телеметрической информации от интерфейсных модулей и управление выходными сигналами интерфейсных модулей в соответствии с загруженным в МП7 алгоритмом. МП7 программируется по-:оедством среды SoftLogic.

Центральным узлом СКПК является МП9, построенный на основе МКР LPC2294 фирмы Philips Semiconductors, являющегося расширением МКР семейства ARM7TDI. МП9 осуществляет связь с ЭВМ верхнего уровня по интерфейсу Ethernet 10BASE-T, хранит в своей ЭП параметры настройки и типы интерфейсных модулей прибора, обеспечивает сбор телеметрической информации от интерфейсных модулей и управление выходными сигналами интерфейсных модулей в соответствии с загруженным в МП9 алгоритмом. МП9 программируется посредством среды SoftLogic или ISaGRAF.

В приборе заложена возможность резервирования работы МП (МП7 или МП9). Это достигается вводом в состав прибора второго МП7 (МП9), способного в случае отказа основного МП7 (МП9) принять на себя в режиме реального времени управление прибором в целом без проведения каких-либо коммутаций. Перевод резервного МП7 (МП9) в режим основного можно осуществить и с ЭВМ верхнего уровня путем подачи специальной команды. После выполнения этой команды основной и резервный МП7 (МП9) меняются местами.

Резервный МП7 (МП9) не может принять управление прибором в двух случаях: если на момент подачи питания в составе прибора установлен только резервный МП7 (МП9), или если отказ основного МП7 (МП9) произошел в момент загрузки параметров настроек прибора (включая и исполняемый им алгоритм управления) из основного МП7 (МП9) в резервный.

МСТ также выполнен на основе МКР фирмы Silicon Laboratories, Inc. и обеспечивает связь МКПК с терминалом по интерфейсу RS-485.

Терминал позволяет просмотреть информацию о составе прибора, значения измеренных интерфейсными модулями параметров, регистры данных алгоритма, сформировать управляющие воздействия для модулей вывода, а также просмотреть и оперативно изменить параметры настройки интерфейсных модулей. Структурировать исполняемые функции терминала позволяет среда программирования ScreenBuilder. Терминал-2 позволяет выполнять те же функции, что и терминал, но предназначен для работы как с одним, так и с несколькими КПК одновременно. Структурировать исполняемые функции терминала-2 позволяет среда программирования Screen Builder 12. Терминал-3 выполнен на базе панельной рабочей станции компании IEI Technology Corp. AFL-07A-LX/WT-R/256MB. Терминал-3 предназначен для отображения телеметрической информации, поступающей с МКПК ГАММА-11, и управления выходными сигналами. В качестве интерфейса с МКПК применяется модуль связи с терминалом МСТ.

Напряжения питания МП7 и интерфейсных модулей прибора вырабатываются БПИЗ. Для питания терминала и терминала-2 необходим внешний источник питания с напряжением +24 В ± 10 %. Питание МП9 и терминала-3 осуществляется от сети -220 В частотой 50 Гц.

Конструктивно БПИЗ, МП7 и интерфейсные модули выполнены в пластмассовых корпусах, которые предназначены для установки на DIN рельс, для чего на задней стороне корпусов предусмотрен узел крепления.
Для повышения помехоустойчивости CAN-интерфейса и согласования его сигналов в состав МКПК входят две заглушки (левая и правая).

При большом числе интерфейсных модулей в составе МКПК и ограниченности места в монтажном шкафу, где располагается прибор, возможно размещение составных частей прибора на двух DIN-рельсах. При этом модули на соседних DIN-рельсах соединяются с помощью кабеля расширения, который подключается к разьемам последних модулей на каждом DIN-рельсе, а для согласования CAN-интерфейса используются две левые заглушки. В СКПК в каждой ГИМ, размещенной на двух DIN-рельсах, применяются МИ6, кабель расширения и одна заглушка левая.

МП9 конструктивно выполнен в алюминиевом корпусе, который предназначен для установки на DIN-рельс, для чего на задней стороне корпуса предусмотрен узел крепления.
На крышке модуля расположен декоративный шильдик с окнами, за которыми установлены светодиодные индикаторы модуля. На боковые панели модуля нанесена маркировка разъёмов.

Терминал конструктивно выполнен в пластмассовом корпусе, который предназначен для размещения на рабочем столе оператора КПК, а также имеет узел крепления на стену. На передней стороне корпуса расположена пленочная мембранная клавиатура и окно со светофильтром, за которым расположен индикатор. Задняя сторона корпуса имеет откидывающуюся подставку (для удобства размещения терминала на столе), узел крепления терминала на стену, а также нишу, закрываемую декоративной крышкой. В нише расположен соединитель для подключения терминала к блоку питания и МСТ. Все компоненты терминала расположены на одной печатной плате, закрепленной внутри корпуса. Связь клавиатуры с платой терминала осуществляется с помощью гибкого печатного шлейфа.

Терминал-2 выполнен в металлическом корпусе, который предназначен для встраивания его в щит управления. Для этого имеется четыре невыпадающих винта по углам передней панели терминала-2. На передней панели терминала-2 расположена 16-кнопочная клавиатура и окно с светофильтром, за которым расположены четыре индикатора в два ряда по два индикатора в каждом ряду. Над клавиатурой расположено четыре единичных светодиодных индикатора для отображения сигналов приема и передачи информации по интерфейсам RS-485. На задней панели корпуса имеется три прямоугольных отверстия для подключения разьема питания и двух разъемов интерфейсов RS-485. В левом нижнем углу находится клемма заземления. На левой боковой стенке расположено два предохранителя на 0,5 А.

Все компоненты терминала-2 расположены на одной печатной плате, закрепленной внутри корпуса. Связь клавиатуры с платой терминала осуществляется с помощью разъемного соединения.

Терминал-3 представляет собой программно-аппаратный комплекс на базе панельной рабочей станции. Панельная рабочая станция крепится на лицевой панели шкафа при помощи комплекта для монтажа. Источник питания и конвертор RS-485/RS-232 монтируются в монтажном шкафу.

Сравнительные характеристики двух семейств прибора приведены в таблице III.4.5.

Таблица III.4.5

Наименование	Младшее семейство	Среднее семейство
Операционная система	-	eCos
Ядро контроллера (фирма-производитель)	х51 (Silicon Laboratories)	ARM7 (Philips)
Среда программирования	SoftLogic	SoftLogic, ISaGRAF
Внешние интерфейсы	RS-485	Ethernet, RS 485 (RS-232), USB
Тактовая частота, МГц	50	60
Резервирование	Есть
Объем кода исполняемого алгоритма,Кбайт	24	Более 300
Максимальное число интерфейсных модулей	16	48
Удаленные (до 300 м) группы интерфейсных модулей	Нет	До трех
Скорость передачи данных по внутренней CAN-шине, Кбит/с	1000	От 50 до 10ОО (зависит от удаленности группы модулей)
Максимальное число аналоговых входов искробезопасного/обычного исполнения	64/256	192/768
Максимальное количество аналоговых выходов	64	192
Максимальное число дискретных входов/выходов	352/256	1056/768
Тип местного пульта управления	Терминал, Терминал-2, Терминал-3	Терминал-2
Внешние носители	-	ММС