RU180915U1 - CPU MODULE - Google Patents
CPU MODULE Download PDFInfo
- Publication number
- RU180915U1 RU180915U1 RU2017143771U RU2017143771U RU180915U1 RU 180915 U1 RU180915 U1 RU 180915U1 RU 2017143771 U RU2017143771 U RU 2017143771U RU 2017143771 U RU2017143771 U RU 2017143771U RU 180915 U1 RU180915 U1 RU 180915U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- microprocessor
- output
- interface
- input
- module
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B15/00—Systems controlled by a computer
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
Abstract
Модуль процессора (МП) содержит микропроцессор, связанный через буферный регистр и шину передачи данных с множеством внешних модулей ввода-вывода данных, оперативное запоминающее устройство, связанное через внутреннюю шину передачи данных с микропроцессором, постоянное запоминающее устройство (флэш-память), связанное через внутреннюю шину передачи данных с микропроцессором, регистр вывода данных, связанный через внутреннюю шину передачи данных с микропроцессором, блок индикации, подключенный к регистру вывода данных, интерфейс CAN, связанный через контроллер интерфейса CAN с микропроцессором и сконфигурированный для связи микропроцессора с внешними контролируемыми и управляемыми устройствами, снабженные интерфейсом CAN, и для программирования модуля с персонального компьютера. The processor module (MP) contains a microprocessor connected through a buffer register and a data bus with many external data input / output modules, random access memory connected via an internal data bus with a microprocessor, read-only memory (flash memory) connected through an internal a data bus with a microprocessor, a data output register connected via an internal data bus with a microprocessor, an indication unit connected to a data output register, a CAN interface, connected via a CAN interface controller with a microprocessor and configured for communication of the microprocessor with external monitored and controlled devices, equipped with a CAN interface, and for programming the module from a personal computer.
Description
Область техникиTechnical field
Полезная модель относится к области автоматизированных систем управления техническими параметрами промышленных процессов, а более точно - к модулю процессора, который может быть использован для построения автоматических и автоматизированных систем контроля и управления технологическими процессами.The utility model relates to the field of automated control systems for the technical parameters of industrial processes, and more precisely to the processor module, which can be used to build automatic and automated control systems and technological processes.
Уровень техникиState of the art
Из уровня техники известен БЛОК АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ (БАР) (патент RU 2457530 С1, МПК G05B15/00, опубликовано 27.07.2012, бюл.21), используемый в автоматизированных системах управления энергоблоков атомных электростанций. Блок, входящий в состав аппаратуры автоматического регулирования, предназначен для регулирования давления, расхода, разряжения, уровня, температуры, мощности, концентрации веществ, скорости перемещения или вращения и других параметров, которые могут быть преобразованы в сигналы постоянного тока.The AUTOMATIC REGULATION BLOCK (BAR) is known from the prior art (patent RU 2457530 C1, IPC G05B15 / 00 , published July 27, 2012, bull.21), used in automated control systems of power units of nuclear power plants. The unit, which is part of the automatic control equipment, is designed to control pressure, flow, vacuum, level, temperature, power, concentration of substances, speed of movement or rotation, and other parameters that can be converted into DC signals.
Указанный блок автоматического регулирования содержит мезонины ввода аналоговые (МВА), мезонины ввода цифровые (МВЦ), мезонины вывода цифровые (МВВЦ), мезонины вывода аналоговые (МВВА), мезонины интерфейсные (МИ), входы-выходы которых для связи с объектом подключены к внешнему вилочному разъему ХР15 (ХР16).The specified automatic control unit contains analog input mezzanines (MVA), digital input mezzanines (MVC), digital output mezzanines (MVVC), analog output mezzanines (MVVA), interface mezzanines (MI), the input-outputs of which are connected to an external input to communicate with the object male connector XP15 (XP16).
Состав, типы и количество мезонинов являются гибкой перестраиваемой структурой. БАР дополнительно содержит первую программируемую логическую интегральную схему ПЛИС (Spartan 3), первые входы-выходы которой соединены с выходами-входами мезонинов МВА, МВЦ, МВВЦ, МВВА, МИ, генератор, выход которого соединен со входом первой ПЛИС (Spartan 3), энергонезависимое запоминающее устройство ЭНЗУ и датчик температуры, входы-выходы которых соединены со вторыми выходами-входами ПЛИС Spartan 3, вторую ПЛИС (CPLD), входы-выходы которой соединены с третьими выходами-входами первой ПЛИС (Spartan 3), элементы индикации и элементы управления (кнопки), входы первых и выходы вторых соединены соответственно с выходами и входами второй ПЛИС (CPLD), одноплатный компьютер, первый вход-выход которого соединен с четвертым входом-выходом первой ПЛИС (Spartan 3), мезонины интерфейсные МИ1, входы которых соединены с выходами второй ПЛИС, а первый и второй входы-выходы соединены соответственно со вторым входом-выходом одноплатного компьютера (RS232) и первым выходом-входом БАР (RS232/485), третий, четвертый, пятый и шестой входы-выходы одноплатного компьютера соединены соответственно со вторым входом-выходом Ethernet 1, третьим входом-выходом VGA, четвертым входом-выходом Keyboard/Mouse (клавиатура/манипулятор типа «мышь»), пятым входом-выходом USBO, первый и второй флеш-модули (USB FLASH MODULE), входы-выходы которых соединены соответственно с шестым и седьмым входами-выходами USB2 и USB3 одноплатного компьютера, мезонин интерфейсный USB-Ethernet, входы-выходы которого соединены соответственно с восьмым входом-выходом одноплатного компьютера и шестым входом-выходом Ethernet 2 БАР.К недостаткам данного аналога следует отнести отсутствие поддержки интерфейса CAN и интерфейса ModBus RTU.The composition, types, and number of mezzanines are a flexible, tunable structure. The BAR additionally contains the first programmable logic integrated circuit FPGA (Spartan 3), the first inputs and outputs of which are connected to the outputs and inputs of the mezzanines MVA, MVTS, MVVTS, MVVA, MI, a generator whose output is connected to the input of the first FPGA (Spartan 3), non-volatile ENZU memory device and temperature sensor, the inputs and outputs of which are connected to the second outputs-inputs of the FPGA Spartan 3, the second FPGA (CPLD), the inputs and outputs of which are connected to the third outputs-inputs of the first FPGA (Spartan 3), display elements and control elements ( buttons), inputs the first and second outputs are connected respectively to the outputs and inputs of the second FPGA (CPLD), a single-board computer, the first input-output of which is connected to the fourth input-output of the first FPGA (Spartan 3), interface mezzanines MI1, the inputs of which are connected to the outputs of the second FPGA, and the first and second inputs / outputs are connected respectively to the second input-output of a single-board computer (RS232) and the first output-input of a BAR (RS232 / 485), the third, fourth, fifth and sixth inputs and outputs of a single-board computer are connected respectively to the second input-output of Ethernet 1, tre VGA input-output, fourth Keyboard / Mouse input-output (keyboard / mouse type mouse), USBO fifth input-output, first and second flash modules (USB FLASH MODULE), whose input-outputs are connected to the sixth and the seventh USB2 and USB3 inputs and outputs of the single-board computer, the USB-Ethernet mezzanine interface, the inputs / outputs of which are connected respectively to the eighth input-output of the single-board computer and the sixth Ethernet input-
Наиболее близким аналогом к заявленной полезной модели является СПОСОБ ДВУХУРОВНЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИМИ СРЕДСТВАМИ И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (патент RU 2503985, МПК G05B15/00, опубликовано 27.08.2013, Бюл. №1). В способе осуществляют формирование базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, анализ и доопределение данных об объектах воздействия, идентификацию и классификацию объектов воздействия, определение приоритетов и формирование списка объектов воздействия в соответствии с их приоритетами, оценку эффективности осуществления воздействия на пункте управления (ПУ) первого уровня, оценку возможностей своей группы ТС на ПУ второго уровня, формирование списка ТС по эффективности, распределение объектов воздействия между ТС, формирование целеуказаний и команд управления, передачу их техническим средствам.The closest analogue to the claimed utility model is a METHOD FOR TWO-LEVEL MANAGEMENT OF TECHNICAL MEANS AND A SYSTEM FOR ITS IMPLEMENTATION (patent RU 2503985, IPC G05B15 / 00, published August 27, 2013, Bull. No. 1). In the method, they create a database of their TS, impact objects and environmental conditions, analyze and add data on the impact objects, identify and classify the impact objects, determine priorities and create a list of impact objects in accordance with their priorities, assess the effectiveness of the impact at the control point ( PU) of the first level, an assessment of the capabilities of your vehicle group at the second-level PU, the formation of a list of TS for efficiency, the distribution of objects of influence between TS, the formation of target designations and control commands, the transfer of their technical means.
Способ двухуровневого управления техническими средствами заключается в формировании на компьютеризированном пульте управления команд и передачи их по линиям связи устройству приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов, при этом предварительно последовательно на пункте управления (ПУ) второго уровня формируют базу данных своих технических средств (ТС), объектов воздействия и условий обстановки, анализируют данные о своих ТС, объектах воздействия и условиях обстановки на полноту, при необходимости доопределяют данные об объектах воздействия, идентифицируют объекты воздействия, классифицируют объекты воздействия, определяют приоритеты объектов воздействия, формируют список объектов воздействия в соответствии с полученными значениями их приоритетов, формируют команду в виде управляющих сигналов на оценку эффективности осуществления воздействия своих ТС на все объекты воздействия, внесенные в список приоритетных, и передают ее по линиям связи на ПУ первого уровня, на пунктах управления первого уровня после получения этой команды формируют базу данных своего ТС, объектов воздействия и условий обстановки, оценивают эффективность осуществления воздействия своего ТС на все объекты воздействия, внесенные в список приоритетных, передают на ПУ второго уровня результаты оценки эффективности осуществления воздействия своего ТС на все объекты воздействия, внесенные в список приоритетных, на ПУ второго уровня собирают результаты оценки эффективности осуществления воздействия своих ТС на все объекты воздействия, внесенные в список приоритетных, оценивают возможности своей группы ТС, формируют случайным образом список ТС, значения эффективности которых оказались достаточными для осуществления воздействия на объекты из сформированного списка, распределяют объекты для осуществления воздействия между ТС путем последовательного попарного соотнесения объектов воздействия и ТС из соответствующих сформированных списков, формируют целеуказания штатным ТС для осуществления воздействия на выбранные объекты.A method of two-level control of technical means consists in generating commands on a computerized control panel and transmitting them via communication lines to a command receiving device and addressing the issuing of control signals, at the same time, a database of their technical means (TS) is formed sequentially at a second-level control point (PU), impact objects and environmental conditions, analyze data on their vehicles, impact objects and environmental conditions for completeness, if necessary, add data on volume actions, identify the objects of influence, classify the objects of influence, determine the priorities of the objects of influence, form a list of objects of influence in accordance with the obtained values of their priorities, form a command in the form of control signals to assess the effectiveness of the impact of their TS on all objects of influence included in the list of priority , and transmit it via communication lines to the first-level controllers, at the first-level control points, after receiving this command, they form their database of the TS, objects of influence and environmental conditions, evaluate the effectiveness of the impact of its TS on all the objects of influence included in the priority list, transmit to the second-level control center the results of the assessment of the effectiveness of the impact of its TS on all the objects of influence listed in the priority list, on the second level collect the results of evaluating the effectiveness of the impact of their TS on all objects of influence included in the list of priority, assess the capabilities of their group of TS, form luchaynym manner list TC efficiency values which were sufficient for impacts on the objects from the generated list, distributed objects to carry out the impact between the vehicle by sequential pairwise correlation objects impact and TC of the respective generated lists, formed targeting regular vehicle for exposure to the selected objects.
Система двухуровневого управления техническими средствами содержит второй пульт управления, по линиям компьютерной сети связанный с устройством приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов, при этом линии связи компьютерной сети выполнены в виде последовательно соединенных аппаратуры передачи данных второго уровня, каналообразующей аппаратуры второго уровня, линий связи с пунктами управления первого уровня, каналообразующей аппаратуры первого уровня и аппаратуры передачи данных первого уровня, а также тем, что в нее дополнительно введены блок доопределения данных об объектах воздействия, первый вход которого соединен с четвертым выходом второго пульта управления, первый вход которого соединен со вторым выходом аппаратуры передачи данных второго уровня, второй вход которой соединен со вторым выходом каналообразующей аппаратуры второго уровня, блок селекции объектов по характеристикам, первый вход которого соединен с выходом блока доопределения данных об объектах воздействия, второе устройство хранения базы данных своих технических средств (ТС), объектов воздействия и условий обстановки, первый вход которого соединен со вторым выходом второго пульта управления, второй выход соединен со вторым входом блока доопределения данных об объектах воздействия, второй вход - с выходом, а третий выход - со вторым входом блока селекции объектов по характеристикам, блок сбора и анализа данных об объектах воздействия, первый вход которого соединен с третьим выходом, а выход - со вторым входом второго пульта управления, второй вход соединен с первым выходом второго устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, блок идентификации объектов воздействия, первый вход которого соединен с шестым выходом, выход - с четвертым входом второго устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, а второй вход - с пятым выходом второго пульта управления, блок классификации объектов воздействия, первый вход которого соединен с седьмым выходом второго пульта управления, второй вход - с восьмым выходом, а первый выход - с пятым входом второго устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, блок определения приоритетов объектов воздействия, первый вход которого соединен со вторым выходом блока классификации объектов воздействия, второй вход - с четвертым выходом, а первый выход - с шестым входом второго устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, блок распределения объектов воздействия между ТС, первый вход которого соединен со вторым выходом блока определения приоритетов объектов воздействия, а первый выход - с третьим входом второго устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, блок оценки возможностей своей группы ТС, первый вход которого соединен с третьим выходом блока определения приоритетов объектов воздействия, а второй вход - с пятым выходом второго устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, блок формирования списка ТС по эффективности, вход которого соединен с выходом блока оценки возможностей своей группы ТС, а выход - со вторым входом блока распределения объектов воздействия между ТС, блок формирования целеуказаний ТС, первый вход которого соединен со вторым выходом блока распределения объектов воздействия между ТС, второй вход - с восьмым выходом, а выход - с третьим входом второго пульта управления, второе устройство отображения информации, первый вход которого соединен с шестым выходом второго пульта управления, второй вход - с седьмым выходом второго устройства хранения базы данных своих ТС, объектов воздействия и условий обстановки, а третий вход - с третьим выходом блока распределения объектов воздействия между ТС, которые совместно со вторым пультом управления, аппаратурой передачи данных второго уровня и каналообразующей аппаратурой второго уровня образуют пункт управления второго уровня, также введены устройство управления техническим средством, вход которого соединен с выходом устройства приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов, первый пульт управления, первый вход которого соединен со вторым выходом аппаратуры передачи данных первого уровня, а первый выход - со вторым входом устройства приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов, первое устройство отображения информации, первый вход которого соединен со вторым выходом первого пульта управления, а второй вход - со вторым выходом устройства приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов, первое устройство хранения базы данных своего ТС, объектов воздействия и условий обстановки, первый вход которого соединен с третьим выходом аппаратуры передачи данных первого уровня, второй вход - с третьим выходом первого пульта управления, а первый выход - с третьим входом первого устройства отображения информации, блок оценки эффективности воздействия, выход которого соединен с третьим входом, а второй вход - с третьим выходом первого устройства хранения базы данных своего ТС, объектов воздействия и условий обстановки, первый вход блока оценки эффективности соединен с четвертым выходом первого пульта управления, пятый выход которого соединен со вторым входом аппаратуры передачи данных первого уровня, четвертый выход которой соединен со вторым входом каналообразующей аппаратуры первого уровня, которые совместно с каналообразующей аппаратурой первого уровня, аппаратурой передачи данных первого уровня и устройством приема команд и адресной выдачи управляющих сигналов составляют пункт управления первого уровня, количество которых определяется количеством технических средств.The system of two-level control of technical means contains a second control panel, connected through the computer network lines to a command receiving device and addressing the output of control signals, while the computer network communication lines are made in the form of series-connected second-level data transmission equipment, channel-forming second-level equipment, and communication lines with control points of the first level, channel-forming equipment of the first level and equipment for transmitting data of the first level, as well as the fact that A unit for additionally determining data on objects of influence was introduced, the first input of which is connected to the fourth output of the second control panel, the first input of which is connected to the second output of second-level data transmission equipment, the second input of which is connected to the second output of channel-forming equipment of the second level, and the object selection block according to characteristics the first input of which is connected to the output of the unit for additionally determining data on the objects of influence, the second device for storing the database of its technical means (TS), the object under the influence and environmental conditions, the first input of which is connected to the second output of the second control panel, the second output is connected to the second input of the unit for determining the data on the objects of influence, the second input to the output, and the third output to the second input of the object selection block according to characteristics, block collecting and analyzing data on objects of influence, the first input of which is connected to the third output, and the output to the second input of the second control panel, the second input is connected to the first output of the second database storage device TS, objects of influence and environmental conditions, block of identification of objects of influence, the first input of which is connected to the sixth output, output - with the fourth input of the second storage device database of their vehicles, objects of influence and environmental conditions, and the second input - with the fifth output of the second control panel , a block for classifying objects of influence, the first input of which is connected to the seventh output of the second control panel, the second input - with the eighth output, and the first output - with the fifth input of the second storage device database of their vehicles, impact objects and environmental conditions, a block for determining the priorities of impact objects, the first input of which is connected to the second output of the classification block of impact objects, the second input - with the fourth output, and the first output - with the sixth input of the second storage device database of your vehicle, objects of influence and conditions situation, the distribution block of the objects of influence between the TS, the first input of which is connected to the second output of the block for determining the priorities of the objects of influence, and the first output - with the third input of the second device storing the database of their vehicles, objects of influence and environmental conditions, a unit for assessing the capabilities of their group of vehicles, the first input of which is connected to the third output of the unit for determining the priorities of the objects of impact, and the second input - with the fifth output of the second storage device of the database of their vehicles, objects of influence and environmental conditions, a unit for generating a list of TS according to efficiency, the input of which is connected to the output of the unit for assessing the capabilities of its group of TS, and the output to the second input of the block of distribution of objects of influence between TS, target designation unit of the TS, the first input of which is connected to the second output of the block of distribution of objects of influence between the TS, the second input - with the eighth output, and the output - with the third input of the second control panel, the second information display device, the first input of which is connected to the sixth output the second control panel, the second input with the seventh output of the second device for storing the database of their vehicles, objects of influence and environmental conditions, and the third input with the third output of the distribution block of the objects of influence between for vehicles that, together with the second control panel, second-level data transmission equipment, and second-level channel-forming equipment, form a second-level control point, a control device for technical equipment is also introduced, the input of which is connected to the output of the command receiving device and address output of control signals, the first control panel the first input of which is connected to the second output of the data transmission equipment of the first level, and the first output to the second input of the device for receiving commands and addressing the output of control important signals, the first information display device, the first input of which is connected to the second output of the first control panel, and the second input - to the second output of the device for receiving commands and addressing the output of control signals, the first device for storing the database of your vehicle, objects of influence and environmental conditions, the first the input of which is connected to the third output of the data transmission equipment of the first level, the second input to the third output of the first control panel, and the first output to the third input of the first display device information, the impact effectiveness assessment unit, the output of which is connected to the third input, and the second input - with the third output of the first database storage device of its vehicle, objects of influence and environmental conditions, the first input of the effectiveness evaluation unit is connected to the fourth output of the first control panel, fifth output which is connected to the second input of the data transmission equipment of the first level, the fourth output of which is connected to the second input of the channel-forming equipment of the first level, which together with the channel-forming ap The first level equipment, the first level data transmission equipment and the command receiving device and the address output of control signals comprise the first level control point, the number of which is determined by the number of technical means.
К недостаткам указанного устройства можно отнести отсутствие поддержки интерфейса CAN и интерфейса ModBus RTU и отсутствие самодиагностики.The disadvantages of this device include the lack of support for the CAN interface and the ModBus RTU interface and the lack of self-diagnosis.
Краткое изложение существа полезной моделиUtility Model Summary
Влияние этих недостатков на работу модуля предлагается исключить в настоящей полезной модели.The influence of these shortcomings on the operation of the module is proposed to be excluded in this utility model.
Предлагаемый модуль процессора позволит решить задачу расширения функциональных возможностей модуля путем обеспечения получения информации о состоянии внешних контролируемых и управляемых устройств и самодиагностики модуля посредством автоматической проверки работы основных блоков модуля и получения команд по изменению режима работы.The proposed processor module will allow to solve the problem of expanding the functionality of the module by providing information about the state of external controlled and controlled devices and self-diagnosis of the module by automatically checking the operation of the main units of the module and receiving commands to change the operating mode.
Технический результат, который обеспечивается предлагаемой полезной моделью, заключается в том, что благодаря наличию в составе модуля процессора контроллера интерфейса CAN и контроллера интерфейса ModBus RTU обеспечивается получение информации о состоянии внешних контролируемых и управляемых устройств, включающих в себя датчики параметров технологического процесса и исполнительные механизмы, а также одновременно обеспечивается расширение функциональных возможностей по самодиагностике модуля и повышению его надежности, посредством автоматической проверки работы основных блоков модуля процессора и передача результатов самодиагностики модуля процессора на диагностический пульт для визуализации результатов самодиагностики, и получение команд по изменению режима работы модуля процессора в соответствии с записанной в модуль процессора программой.The technical result, which is provided by the proposed utility model, is that due to the presence of a CAN interface controller and a ModBus RTU interface controller in the processor module, information is provided on the status of external monitored and controlled devices, including process parameters sensors and actuators, and at the same time, the expansion of functionality for self-diagnosis of the module and increase its reliability is ensured by means of a systematic check of the operation of the main blocks of the processor module and the transfer of the results of the self-diagnosis of the processor module to the diagnostic console to visualize the results of the self-diagnosis, and receiving commands to change the operating mode of the processor module in accordance with the program recorded in the processor module.
Технический результат достигается благодаря тому, что предлагаемая полезная модель - модуль процессора содержит:The technical result is achieved due to the fact that the proposed utility model - processor module contains:
микропроцессор, связанный через буферный регистр и шину передачи данных с множеством внешних модулей ввода-вывода данных,a microprocessor connected through a buffer register and a data transfer bus with many external data input / output modules,
оперативное запоминающее устройство, связанное через внутреннюю шину передачи данных с микропроцессором,random access memory connected via an internal data bus with a microprocessor,
постоянное запоминающее устройство (флэш-память), связанное через внутреннюю шину передачи данных с микропроцессором,read-only memory device (flash memory) connected via an internal data bus with a microprocessor,
регистр вывода данных, связанный через внутреннюю шину передачи данных с микропроцессором,a data output register connected via an internal data bus to a microprocessor,
блок индикации, подключенный к регистру вывода данных,an indication unit connected to a data output register,
отличающийся тем, что содержитcharacterized in that it contains
контроллер интерфейса CAN иCAN interface controller and
интерфейс CAN, связанный через контроллер интерфейса CAN с микропроцессором и сконфигурированный для связи микропроцессора с внешними контролируемыми и управляемыми устройствами, включающими в себя датчики параметров технологического процесса и исполнительные механизмы, снабженные интерфейсом CAN, и для программирования модуля с персонального компьютера, подключенного к модулю через интерфейс CAN.CAN interface connected via a CAN interface controller with a microprocessor and configured to communicate with the microprocessor with external monitored and controlled devices, including process parameters sensors and actuators equipped with a CAN interface, and for programming the module from a personal computer connected to the module via the interface CAN.
Предпочтительно модуль дополнительно содержит контроллер интерфейса ModBus RTU и интерфейс ModBus RTU, связанный через контроллер интерфейса ModBus RTU с микропроцессором и сконфигурированный для получения информации о состоянии внешних контролируемых и управляемых устройств, а также выдачи результатов самодиагностики модуля и получения команд по изменению режима работы и программированию модуля с персонального компьютера, подключенного к модулю через интерфейс ModBus RTU.Preferably, the module further comprises a ModBus RTU interface controller and a ModBus RTU interface connected through a ModBus RTU interface controller to a microprocessor and configured to receive information about the status of external monitored and controlled devices, as well as to issue the results of the module’s self-diagnosis and to receive commands for changing the operating mode and programming the module from a personal computer connected to the module via the ModBus RTU interface.
Краткое описание чертежаBrief Description of the Drawing
Полезная модель поясняется описанием предпочтительного варианта воплощения со ссылками на сопровождающий чертеж, на котором показана блок-схема модуля процессора.The utility model is illustrated by a description of a preferred embodiment with reference to the accompanying drawing, which shows a block diagram of a processor module.
Описание предпочтительного варианта воплощенияDescription of the preferred embodiment
Элементы полезной модели и связи между ними показаны на фиг.1.Elements of a utility model and the relationships between them are shown in FIG.
Модуль 1 процессора (МП) содержит микропроцессор 2, связанный через буферный регистр 3 и шину 4 передачи данных с множеством внешних модулей 5 ввода-вывода данных.The processor module 1 (MP) contains a
Модуль содержит оперативное запоминающее устройство 6, и постоянное запоминающее устройство 7 (флэш-память), связанные через внутреннюю шину 8 передачи данных с микропроцессором 2.The module contains a
С микропроцессором 2 также связан регистр 9 вывода данных через внутреннюю шину 8 передачи данных. К регистру 9 вывода данных подключен блок 10 индикации.A
Модуль 1 процессора содержит также контроллер 11 интерфейса CAN и интерфейс CAN 12, связанный через контроллер 11 интерфейса CAN с микропроцессором 2 и сконфигурированный для связи микропроцессора 2 с внешними контролируемыми и управляемыми устройствами 13, в качестве которых рассматриваются датчики параметров технологического процесса и исполнительные механизмы, снабженные интерфейсом CAN, и для программирования модуля 1 процессора. Программирование модуля 1 выполняется с персонального компьютера (не показан), подключенного к модулю через интерфейс CAN или интерфейс ModBus RTU.The
Интерфейс CAN 12 обеспечивает организацию последовательных, высоконадежных и недорогих каналов связи в распределенных системах управления. Он позволяет организовывать как мультиплексные каналы, так и высокоскоростные сети. Данный интерфейс имеет протокол, поддерживающий возможность нахождения на магистрали нескольких ведущих устройств и обеспечивает передачу данных в реальном масштабе времени.The CAN 12 interface provides the organization of serial, highly reliable and inexpensive communication channels in distributed control systems. It allows you to organize both multiplex channels and high-speed networks. This interface has a protocol that supports the ability to locate several leading devices on the trunk and provides real-time data transfer.
Интерфейс CAN 12 обладает высокой помехоустойчивостью благодаря коррекции ошибок. Передача данных осуществляется кадрами, которые принимаются всеми устройствами сети. Идентификатор интерфейса CAN описывает содержимое пакета данных и служит для определения приоритета при попытке одновременной передачи данных несколькими устройствами. Скорость передачи данных выбирается исходя из расстояния, числа абонентов в сети и емкости линии связи. Она задается согласно программе и может составлять от десятка Кбод до одного Мбод.The CAN 12 interface has high noise immunity due to error correction. Data transmission is carried out by frames, which are accepted by all network devices. The CAN interface identifier describes the contents of the data packet and is used to determine the priority when trying to transmit data simultaneously between multiple devices. The data transfer rate is selected based on the distance, the number of subscribers in the network and the capacity of the communication line. It is set according to the program and can range from a dozen Kbaud to one Mbaud.
Стандарт интерфейса CAN определяет передачу данных независимо от физического уровня, т.е. канал связи может быть каким угодно, например, радиоканалом или оптоволокном. Однако на практике под CAN-интерфейсом обычно подразумевается сеть с физическим каналом связи в виде дифференциальной пары проводов.The CAN interface standard defines data transfer regardless of the physical layer, i.e. The communication channel can be anything, for example, a radio channel or optical fiber. However, in practice, the CAN interface usually means a network with a physical communication channel in the form of a differential pair of wires.
После установления факта потери связи или факта неисправности блоков модуля 1 формируется диагностическое сообщение через интерфейс CAN 12 о данном факте, сообщение передается, например, к внешнему диагностическому пульту 14 и отражается на дисплее оператору.After establishing the fact of communication loss or the fact of malfunction of the units of
Микропроцессор 2 через интерфейс CAN 12 и контроллер 11 интерфейса CAN может получать информацию о состоянии внешних контролируемых и управляемых устройств 13, имеющих интерфейс CAN, выдавать результаты самодиагностики модуля на внешние устройства, имеющие интерфейс CAN, например, на внешний диагностический пульт 14, и получать команды по изменению режима работы.The
Применение промышленного интерфейса CAN 12 позволяет обеспечить надежную передачу данных в реальном масштабе времени для широкого класса устройств - диагностические пульты, промышленные компьютеры, устройства ввода-вывода.The use of the industrial interface CAN 12 allows for reliable real-time data transmission for a wide class of devices - diagnostic consoles, industrial computers, input-output devices.
Модуль 1 процессора содержит также контроллер 15 интерфейса ModBus RTU и интерфейс 16 ModBus RTU, связанный через контроллер 15 интерфейса ModBus RTU с микропроцессором 2 и сконфигурированный для получения информации о состоянии внешних контролируемых и управляемых устройств 13, а также выдачи результатов самодиагностики модуля 1 процессора и получения команд по изменению режима работы модуля 1 процессора.The
Протокол ModBus RTU применяется для передачи данных по последовательным интерфейсам, таким как RS-232 или RS-485. Большинство современных устройств используют RS-485, так как он, как правило, двух проводной и позволяет подключить несколько устройств в один шлейф.The ModBus RTU protocol is used to transfer data over serial interfaces, such as RS-232 or RS-485. Most modern devices use RS-485, as it is usually two-wire and allows you to connect multiple devices in one cable.
ModBus сеть построена по принципу «ведущий-ведомый», где ведущее устройство может быть только одно. Поэтому обмен данными происходит только по инициативе ведущего устройства (оно по очереди опрашивает все ведомые). Если ведомому устройству нужно срочно передать данные, оно не может этого сделать, пока его не опросит «ведущий».ModBus network is built on the principle of "master-slave", where the master can be only one. Therefore, the exchange of data occurs only at the initiative of the master (it takes turns interviewing all the slaves). If the slave device needs to urgently transmit data, it cannot do this until it is interrogated by the “master”.
ModBus RTU - разновидность протокола, в которой сообщения кодируются «как есть» (числами). Между собой сообщения разделяются временной паузой в 3,5 символа при заданной скорости передачи.ModBus RTU is a type of protocol in which messages are encoded "as is" (by numbers). Between themselves, messages are separated by a pause of 3.5 characters at a given transmission rate.
На каждом шлейфе организуется четкая иерархия Master - Slave («Ведущий» -«Ведомый»). Ведомых может быть несколько, а ведущий только один.On each loop, a clear hierarchy of Master - Slave ("Lead" - "Slave") is organized. There can be several slaves, but only one.
Адресная модель ModBus позволяет использовать адреса устройств с 1 по 247.The address model ModBus allows you to use the addresses of devices from 1 to 247.
Для чтения ведущий посылает запрос на адрес ведомого устройства с кодом функции, указанием адреса интересующего регистра и количеством регистров для чтения. Ведомый отвечает пакетом, в котором повторяет собственный адрес, номер обрабатываемой функции и, в поле данных размещает значение запрашиваемого регистра.For reading, the master sends a request to the address of the slave device with the function code, indicating the address of the register of interest and the number of registers to read. The slave responds with a packet in which it repeats its own address, the number of the function being processed and, in the data field, places the value of the requested register.
Самодиагностика модуля 1 процессора МП осуществляется следующим образом.Self-diagnosis of
Производится диагностика оперативного запоминающего устройства 6, постоянного запоминающего устройства 7 и регистра 9 вывода данных путем поочередной записи тестовых слов в каждую ячейку памяти с последующим считыванием и сравнением записанной и считанной информации. В случае, если считанное слово не совпадает с записанным, данная ячейка памяти считается неисправной, сообщение о неисправности передается на персональный компьютер (не показан) или диагностической пульт 14 с использование интерфейсов CAN 12 или ModBus RTU 16. Diagnostics of
Работа модуля 1 процессора выполняется в соответствии с программой, предварительно записанной в постоянное запоминающее устройство 7. В общем случае, выполнение программы состоит в считывании данных с модулей 5 ввода-вывода данных и с внешних контролируемых и управляемых устройств 13, последующей обработки данных по алгоритму, заданному программой и выдачи результирующих управляющих данных в модули 5 ввода-вывода данных и на внешние контролируемые и управляемые устройства 13. Считывание данных с модулей 5 ввода-вывода данных производится циклически, с заданным периодом времени. Информация передается через шину 4 передачи данных с промежуточным хранением в буферном регистре 3.The operation of the
В зависимости от того, с какого модуля 5 ввода-вывода считывается информация, принятые данные интерпретируются как состояние дискретных входов, как оцифрованный аналоговый сигнал, как значение частоты электрических импульсов и т.д. В зависимости от алгоритма обработки данных, заложенного в постоянное запоминающее устройство 7, данные могут передаваться по интерфейсам CAN 12 или ModBus RTU 13 на внешнее устройство, например, в персональный компьютер, или могут обрабатываться микропроцессором 2. Обработка оцифрованной аналоговой информации микропроцессором 2 производится с целью регулирования отдельных технологических параметров (температуры, давления, расхода, и т.д.) и выработки управляющего воздействия, которое передается в виде цифровых данных от микропроцессора 2 через буферный регистр 3 и шину 4 передачи данных в соответствующий модуль 5 ввода-вывода.Depending on which I / O module 5 is reading information, the received data is interpreted as the state of discrete inputs, as a digitized analog signal, as a value of the frequency of electrical pulses, etc. Depending on the data processing algorithm embedded in the read-
Обработка информации, поступившей с дискретных входов модулей 5 ввода-вывода, выполняется по логическому алгоритму или алгоритму двухпозиционного регулирования с последующей передачей данных в соответствующий модуль 5 ввода-вывода.The processing of information received from the digital inputs of the input / output modules 5 is carried out according to a logical algorithm or an on-off control algorithm, followed by data transfer to the corresponding input / output module 5.
Кроме того, в микропроцессор 2 поступают данные от внешних устройств через интерфейсы CAN 12 и ModBus RTU 16. К ним относятся данные от датчиков и измерительных устройств, имеющих один из указанных интерфейсов, а также данные от персонального компьютера или с диагностического пульта 14. Данные от датчиков и измерительных устройств обрабатываются аналогично данным, полученным от модулей 5 ввода-вывода. Данные, полученные микропроцессором 2 от компьютера, могут передаваться непосредственно в соответствующие модули 5 ввода-вывода, а также восприниматься как задание или команды для исполнения микропроцессором 2, в соответствии с программой, заложенной в постоянное запоминающее устройство 7. Данные, полученные от внешнего диагностического пульта 14, воспринимаются как команды на передачу в пульт результатов самодиагностики модуля процессора, в ответ на которые микропроцессор 2 передает на пульт 14 результаты предварительно выполненной самодиагностики. In addition, the
Промышленная применимостьIndustrial applicability
Данное техническое решение может широко использоваться в промышленности, обладает расширенными функциональными возможностями, обладает повышенной надежностью и защищенностью, обеспечивает получение качественно улучшенных характеристик, реализуется на современной элементной базе, с малыми массогабаритными параметрами, приспособлено к эксплуатации в жестких условиях, обладает повышенной надежностью.This technical solution can be widely used in industry, has enhanced functionality, has increased reliability and security, provides qualitatively improved characteristics, is implemented on a modern elemental base, with small weight and size parameters, is adapted for operation in harsh conditions, and has increased reliability.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017143771U RU180915U1 (en) | 2017-12-14 | 2017-12-14 | CPU MODULE |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017143771U RU180915U1 (en) | 2017-12-14 | 2017-12-14 | CPU MODULE |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU180915U1 true RU180915U1 (en) | 2018-06-29 |
Family
ID=62813696
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017143771U RU180915U1 (en) | 2017-12-14 | 2017-12-14 | CPU MODULE |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU180915U1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2703681C1 (en) * | 2019-04-19 | 2019-10-21 | Акционерное общество "ТеконГруп" | Industrial controller cpu |
RU208803U1 (en) * | 2021-08-12 | 2022-01-13 | Акционерное общество «НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ «АТРОНИК» (АО «НПК «АТРОНИК») | CPU MODULE |
RU209220U1 (en) * | 2021-10-06 | 2022-02-07 | Акционерное общество «НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ «АТРОНИК» (АО «НПК «АТРОНИК») | CPU MODULE |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2106679C1 (en) * | 1996-06-21 | 1998-03-10 | Государственный научно-исследовательский и конструкторский институт систем контроля и управления "Система" | Device which tests characteristics |
WO1998036335A2 (en) * | 1997-02-14 | 1998-08-20 | Fisher-Rosemount Systems, Inc. | Process control system using a layered-hierarchy control strategy distributed into multiple control devices |
RU2189623C2 (en) * | 2000-06-27 | 2002-09-20 | Тюрин Сергей Феофентович | System for program control of manufacturing equipment |
US20070198100A1 (en) * | 2005-10-06 | 2007-08-23 | Purifics Environmental Technologies, Inc. | Hybrid field device cabling with industrial network and operating power |
RU2331098C1 (en) * | 2007-05-28 | 2008-08-10 | ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "СКУ Система" (ООО "СКУ Система") | Parameter control device |
RU102402U1 (en) * | 2010-01-27 | 2011-02-27 | Вартан Алексеевич Вартанов | COMMUNICATION GSM / GPRS CONTROLLER |
-
2017
- 2017-12-14 RU RU2017143771U patent/RU180915U1/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2106679C1 (en) * | 1996-06-21 | 1998-03-10 | Государственный научно-исследовательский и конструкторский институт систем контроля и управления "Система" | Device which tests characteristics |
WO1998036335A2 (en) * | 1997-02-14 | 1998-08-20 | Fisher-Rosemount Systems, Inc. | Process control system using a layered-hierarchy control strategy distributed into multiple control devices |
RU2189623C2 (en) * | 2000-06-27 | 2002-09-20 | Тюрин Сергей Феофентович | System for program control of manufacturing equipment |
US20070198100A1 (en) * | 2005-10-06 | 2007-08-23 | Purifics Environmental Technologies, Inc. | Hybrid field device cabling with industrial network and operating power |
RU2331098C1 (en) * | 2007-05-28 | 2008-08-10 | ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "СКУ Система" (ООО "СКУ Система") | Parameter control device |
RU102402U1 (en) * | 2010-01-27 | 2011-02-27 | Вартан Алексеевич Вартанов | COMMUNICATION GSM / GPRS CONTROLLER |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2703681C1 (en) * | 2019-04-19 | 2019-10-21 | Акционерное общество "ТеконГруп" | Industrial controller cpu |
RU208803U1 (en) * | 2021-08-12 | 2022-01-13 | Акционерное общество «НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ «АТРОНИК» (АО «НПК «АТРОНИК») | CPU MODULE |
RU209220U1 (en) * | 2021-10-06 | 2022-02-07 | Акционерное общество «НАУЧНО-ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ КОМПАНИЯ «АТРОНИК» (АО «НПК «АТРОНИК») | CPU MODULE |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU180915U1 (en) | CPU MODULE | |
CN107369303B (en) | Factory's intelligent diagnosing method, apparatus and system | |
KR20180018704A (en) | How to detect home appliance bus control system | |
CN104111858B (en) | Event analyser and computer-readable recording medium | |
CN108885664A (en) | Information processing method, information processing system and program | |
US20230013544A1 (en) | Method, Apparatus and System for Detecting Abnormal Operating States of a Device | |
US20200026268A1 (en) | Control device and diagnosis system | |
CN107918382A (en) | A kind of Diagnosis method of automobile faults, automotive diagnostic unit and electronic equipment | |
EP3502814B1 (en) | Processing loads balancing of control and monitoring functions | |
US10579496B2 (en) | Information processing device, information processing program, and information processing method | |
EP3866177A1 (en) | Abnormal driving state determination device and method using neural network model | |
CN111971545A (en) | Diagnostic system and method for processing data of a motor vehicle | |
CN109753391A (en) | The systems, devices and methods of the functional test of one or more structures of processor | |
CN103365809A (en) | Safety signal processing system | |
CN117499439A (en) | Inspection data processing system and method based on industrial Internet of things | |
JP2018010430A (en) | Device and system for remotely monitoring control system | |
CN108621985A (en) | The signal processing system and its processing method of sensor for vehicle | |
CN105573235B (en) | PLC system and its operating method | |
CN108696375A (en) | Industrial network information acquisition device, method, monitoring system and storage medium | |
CN115277220B (en) | Industrial control network traffic safety classification method, system and readable storage device | |
CN112612663B (en) | Method for reversely solving 1553B bus ICD | |
US20170059390A1 (en) | Method for Testing a Measuring Device | |
US10848400B2 (en) | Network entity for monitoring a plurality of processes of a communication system | |
CN109814499A (en) | Noise producing cause estimating device | |
CA3086272A1 (en) | Work machine and method for monitoring a control system at a work machine |