IT8922382A1

IT8922382A1 - MODULAR SYSTEM FOR CONTROL AND MANAGEMENT OF EQUIPMENT THROUGH CALCULATOR.

Info

Publication number: IT8922382A1
Application number: IT1989A22382A
Authority: IT
Inventors: Stelio Montebugnoli; Alessandro Cattani
Original assignee: Consiglio Nazionale Ricerche
Priority date: 1989-11-14
Filing date: 1989-11-14
Publication date: 1991-05-14
Also published as: IT8922382A0; IT1236708B

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

dell'invenzione industriale dal titolo: of the industrial invention entitled:

"Sistema modulare di controllo e gestion di apparecchiature tramite calcolatore". "Modular system for the control and management of equipment using a computer".

RIASSUNTO SUMMARY

Il sistema di controllo e gestione di apparecchiature ? composto da vari moduli a canali digitali di ingresso/uscita (1), a canali di uscita con rel? (2), a canali di ingresso analogico (3) i quali vengono gestiti tramite interfaccia parallela (4) da un calcolatore (5) a sua volta collegato tramite una seconda interfaccia (6) ad un'unit? nastro (7). (Fig.1) The control and management system of equipment? composed of various modules with digital input / output channels (1), with output channels with rel? (2), to analog input channels (3) which are managed through parallel interface (4) by a computer (5) in turn connected through a second interface (6) to a unit? tape (7). (Fig.1)

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione riguarda un sistema di controllo e gestione di apparecchiature tramite calcolatore. The present invention relates to a computer control and management system for equipment.

E' nota l'importanza di disporre di un sistema per il controllo dei parametri caratteristici di medi e grossi impianti sia per la Loro conduzione che per la sicurezza del loro funzionamento. It is well known the importance of having a system for controlling the characteristic parameters of medium and large plants both for their management and for the safety of their operation.

Lo sviluppo della tecnologia dei sensori unitamente a quello della tecnologia dei microprocessori ha semplificato l'approcci? alla soluzione del problema del controllo in quanto si ? resa disponibile sul mercato una certa gamma di acquisitori/controLlori, i cosidetti "data Logger". Did the development of sensor technology together with that of microprocessor technology simplify the approach? to the solution of the control problem as yes? made available on the market a certain range of acquirers / counterLores, the so-called "data Loggers".

Queste apparecchiature sono per? costose, specialmente se si parla di sistemi con un elevato numero di canali, e soprattutto non hanno grosse memorie di massa. Are these equipments for? expensive, especially if we are talking about systems with a high number of channels, and above all they do not have large mass memories.

Un altro problema pu? essere dettato dal fatto che qualsiasi impianto ha una sua fisionomia di funzionamento, per cui trovare sul mercato un sistema di controllo e gestione che soddisfi completamente le specifiche richieste potrebbe risultare difficoltoso. Another problem can? be dictated by the fact that any plant has its own operating physiognomy, so finding a control and management system on the market that fully satisfies the required specifications could be difficult.

La soluzione ideale sarebbe rappresentata da un sistema facilmente adattabile via software a qualsiasi esigenza dettata da particolari configurazioni dell'impianto di cui si vogliono controllare e gestire i parametri caratteristici. La facile adattabilit? via software deve essere supportata da una configurazione hardware che possa in qualunque situazione adattarsi alle esigenze proprie dell'impianto. The ideal solution would be represented by a system easily adaptable via software to any need dictated by particular system configurations whose characteristic parameters are to be controlled and managed. The easy adaptability? via software, it must be supported by a hardware configuration that can adapt to the specific needs of the system in any situation.

Scopo della presente invenzione ? realizzare un sistema in grado di gestire una apparecchiatura attraverso l'acquisizione di un elevato numero di dati mediante i sensori, La memorizzazione, l'elaborazione e il controllo dei dati acquisiti, la gestione della apparecchiatura mediante attuatori, quest'ultima effettuata sulla base del risultato delle elaborazioni effettuate o di esigenze temporali, oppure chiamando l'intervento dell'uomo o, nel caso sia ritenuto necessario, spegnendo l'apparecchiatura stessa. Purpose of the present invention? create a system capable of managing an equipment through the acquisition of a large number of data through the sensors, the storage, processing and control of the acquired data, the management of the equipment through actuators, the latter carried out on the basis of result of the elaborations carried out or of temporal needs, or calling the intervention of the man or, in case it is considered necessary, turning off the equipment itself.

In accordo con l'invenzione tale scopo ? raggiunto da un sistema modulare di controllo e gestione di apparecchiature tramite calcolatore, caratterizzato dal fatto di comprendere moduli a canali digitali di ingresso/uscita, moduli a canali di ingresso analogici, moduli a canali di uscita a rel? ed una elevata memoria di massa. In accordance with the invention this purpose? achieved by a modular system for the control and management of equipment using a computer, characterized by the fact that it includes modules with digital input / output channels, modules with analog input channels, modules with output channels and rel? and a high mass memory.

In questo modo, combinando opportunamente un certo numero di moduli, ? possibile adattarsi alle diverse necessit? e raggiungere se necessario un elevato numero di canali di diverso genere, il tutto a costi moderati. In this way, by suitably combining a certain number of modules,? possible to adapt to different needs? and, if necessary, reach a large number of channels of various kinds, all at moderate costs.

Inoltre l'elevata memoria di massa, preferibiLmente realizzata attraverso una unit? a nastro magnetico, consente di memorizzare i risultati delle misure, cosa estremamente utile se dovesse risultare necessaria la conoscenza, per motivi di sicurezza o manutenzione, della "storia" dei vari parametri caratteristici dell'impianto o del sistema sotto controllo. Furthermore, the high mass memory, preferably realized through a unit? magnetic tape, allows you to store the results of the measurements, which is extremely useful if it is necessary to know, for safety or maintenance reasons, the "history" of the various characteristic parameters of the plant or system under control.

Le caratteristiche della presente invenzione saranno rese maggiormente evidenti da una sua forma di realizzazione pratica illustrata a titolo di esempio, non limitativo, negli uniti disegni, in cui: The characteristics of the present invention will be made more evident by a practical embodiment thereof illustrated by way of non-limiting example in the accompanying drawings, in which:

la figura 1 rappresenta uno schema a blocchi dell'intero sistema; Figure 1 is a block diagram of the entire system;

Le figure 2-5 rappresentano schematicamente l'interno dei bLocchi di figura 1. Figures 2-5 schematically represent the interior of the blocks of figure 1.

Con riferimento alla figura 1 un calcolatore 5, per esempio un personal computer, gestisce tramite un?apposita interfaccia 4 un modulo a canali digitali di ingresso/uscita 1, in particolare 128 canali di ingresso e 128 canali di uscita, un modulo a canali di ingresso analogico 3, in particolare 256 canali con conversione analogico/digitale ad alta risoluzione, e un modulo a canali di uscita a rel? 2, in particolare 32 canali. I dati acquisiti e/o elaborati possono venire memorizzati su una memoria di massa 7, in particolare un'unit? a nastro magnetico, attraverso un blocco interfaccia 6, in particolare uno standard IEEE488. With reference to Figure 1, a computer 5, for example a personal computer, manages through a special interface 4 a module with digital input / output channels 1, in particular 128 input channels and 128 output channels, a module with analog input 3, in particular 256 channels with high resolution analog / digital conversion, and a module with output channels to rel? 2, specifically 32 channels. The acquired and / or processed data can be stored on a mass memory 7, in particular a unit? magnetic tape, through an interface block 6, specifically an IEEE488 standard.

Di ognuno dei suddetti moduli 1, 2 e 3 possono essere previste varie unit?, fino ad un numero massimo di 16, opportunamente combinate tra loro. Each of the aforesaid modules 1, 2 and 3 can be provided with various units, up to a maximum number of 16, suitably combined with each other.

Con riferimento alla figura 2 il blocco interfaccia 6 ? costituito da un buffer dati 40, da un buffer indirizzi 41 e da un sistema di sincronizzazione 42 dei segnali di clock e di lettura/scrittura forniti dal calcolatore 5. With reference to Figure 2, the interface block 6? consisting of a data buffer 40, an address buffer 41 and a synchronization system 42 for the clock and read / write signals supplied by the computer 5.

In figura 3 ? schematizzato il modulo a canali digitali di ingresso/uscita 1. Tramite commutatori 10 si impostano gli indirizzi ai quali sedici porte di ingresso o lettura 14 e di uscita o scrittura 15 debbono rispondere. Quando un comparatore 11 che compara i bit pi? significativi del byte (8 bit) di indirizzo fornito dal calcolatore con i bit impostati sui commulatori 10 Li trova uguali d? un'abilitazione che in base allo stato del segnale di lettura/scrittura abilita o un blocco decodificatore 12 o un blocco decodificatore 13, che a sua volta decodifica i bit meno significativi del byte di indirizzo e abilita rispettivamente una delle sedici porte di lettura 14 oppure una delle sedici porte di scrittura 15 secondo se il calcolatore stava eseguendo un'operazione di lettura o scrittura. In figure 3? schematized the module with digital channels of input / output 1. The addresses to which sixteen input or reading ports 14 and output or writing 15 must respond are set by means of switches 10. When a comparator 11 which compares the pi bits? significant of the byte (8 bits) of address supplied by the computer with the bits set on the commulators 10 Finds them equal d? an enable which, based on the state of the read / write signal, enables either a decoder block 12 or a decoder block 13, which in turn decodes the least significant bits of the address byte and enables one of the sixteen reading gates 14 respectively; or one of the sixteen write gates 15 seconds if the computer was performing a read or write operation.

In figura 4 ? schematizzato il modulo a canali di uscita a rel? 2. Tale modulo ? formato da commutatori 20, da un comparatore 21, da un'unica decodifica 22, da sedici porte di uscita 23, da 256 circuiti di comando per rel? 24 e da 256 rel? 25. Questo modulo effettua solamente operazioni di scrittura ed il funzionamento ? Lo stesso del modulo a canali digitali di ingresso/uscita 1. I byte che il calcolatore scrive sulle porte di uscita 23 vanno a comandare tramite i buffer 24 i relativi rel? 25. In figure 4? schematized the module with output channels to rel? 2. This form? formed by switches 20, by a comparator 21, by a single decoder 22, by sixteen output gates 23, by 256 control circuits for rel? 24 and from 256 rel? 25. Does this module only perform write operations and operation? The same as for the input / output digital channel module 1. The bytes that the computer writes to the output ports 23 control the relative relays via the buffers 24? 25.

In figura 5 ? schematizzato il modulo a canali analogici di ingresso 3. La parte digitale formata da commutatori 30, da un comparatore 31, da decodificatori 32, 33, da porte di Lettura 34 e da porte di scrittura 35 funziona esattamente come quella dei moduli precedenti. Un multiplexer analogico 36 per L'ingresso di segnali analogici comprende 256 commutatori analogici di tipo mosfet ed un sistema di decodifica, e funziona come segue: il calcolatore 5 fornisce tramite una porta di uscita un byte (parola di 8 bit), che viene decodificato ed abilita un commutatore 30 e quindi seleziona il canale corrispondente- A questo punto la tensione da acquisire si trova all'ingresso di un circuito di campionamento e trattenuta 37. Una successiva operazione di scrittura del calcolatore 5 ordina al circuito di campionamento e trattenuta 37 di congelare la tensione e quindi abilita un convertitore analogico/digitale 39 a convertire. Il risultato della conversione ? rappresentato da due byte che vengono poi letti dal calcolatore 5 tramite le porte di lettura 34. Un amplificatore di scala 38 a guadagno variabile amplifica La tensione da convertire fornita dal circuito di campionamento e trattenuta 37 nel caso che il campo di variazione della tensione sia minore del fondo scala del convertitore 39. In figure 5? schematized the module with analog input channels 3. The digital part formed by switches 30, by a comparator 31, by decoders 32, 33, by reading gates 34 and by writing gates 35 works exactly like that of the previous modules. An analog multiplexer 36 for the input of analog signals comprises 256 analog switches of the mosfet type and a decoding system, and works as follows: the computer 5 supplies through an output port a byte (8-bit word), which is decoded and enables a switch 30 and then selects the corresponding channel. At this point the voltage to be acquired is at the input of a sampling and holding circuit 37. A subsequent writing operation of the computer 5 orders the sampling and holding circuit 37 to freeze the voltage and then enable an analog / digital converter 39 to convert. The result of the conversion? represented by two bytes which are then read by the computer 5 through the reading gates 34. A variable gain scale amplifier 38 amplifies the voltage to be converted supplied by the sampling circuit and retained 37 in the event that the voltage variation range is smaller of the converter full scale 39.

Claims

CLAIMS 1. Modular system for the control and management of equipment by means of a computer, characterized by the fact that it includes modules with digital input / output channels (1), modules with analog input channels (3), modules with relay output channels? (2) and a large mass memory (7).

2. System according to claim 1, characterized in that said mass memory (7)? represented by a unit? magnetic tape.

3. System according to claim 1, characterized in that it comprises respective pluralities. of each of said modules all associated with said computer.

4. System according to claim 1, characterized in that said module with digital input / output channels (1) comprises input ports (14) and output ports (15) which can be selected through respective decoders (12, 13) which can be enabled by a comparator (11) as a function of the comparison between the signals supplied by the computer (5) and preset addresses through switches (10).

5. System according to claim 1, characterized in that said relay output channel module? (2) includes a single decoder (22) for output ports (23) connected to rel? (25) through respective control circuits (24) and selectable by a comparator (21) as a function of the comparison between the signals supplied by the computer (5) and preset addresses through switches (20).

6. System according to claim 1, characterized in that said analog input channel module (3) comprises reading gates (34) and writing gates (35) which can be selected through and respective decoders (32, 33) which can be enabled by a comparator (31) as a function of the comparison between the signals supplied by the computer (5) and preset addresses through switches (30).

7. System according to claim 6, characterized in that said module with digital input channels (3) further comprises an analog multiplexer (36) for the input of analog signals, a sampling and holding circuit (37) placed at the output of the multiplexer (36) and an analog-to-digital converter (39) which converts the signal retained in said sampling and retained circuit (37) into a digital signal read by the computer (5) through said reading gates (34).