Микроконтроллер как основной элемент автоматизации производства на нижнем уровне иерархии управления

Развитие современного производства влечет за собой освобождение человека от ручного труда. С автоматизацией производства происходит передача машинам функций управления.

Технический базис современного производства поднимается на качественно новую ступень и освобождается от всех ограничений, которые связаны с естественными возможностями рабочей силы. В результате обеспечивается поистине безграничный рост производительности труда. Автоматизация коренным образом меняет место человека в производственном процессе. Труд из непосредственного в процессе производства превращается в функцию контроля и регулирования.

Сложность, многообразие, взаимосвязанность параметров современных технологических процессов технически и экономически оправдывают передачу части функций управления и общего контроля человеку-оператору, т.е. создание человеко-машинных систем управления, получивших название автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУТП).

Основными целями автоматизации технологических процессов в промышленности являются:

– увеличение производительности технологического оборудования с одновременным уменьшением числа рабочих при заданных объеме, качестве и номенклатуре продукции;

– экономия производственных ресурсов;

–максимальное снижение затрат живого труда при заданных других экономических показателях производства;

–увеличение объема производства продукции за счет роста производительности технологического оборудования без увеличения затрат живого труда;

–улучшение качества продукции при заданных затратах живого труда, объеме и номенклатуре;

–достижение оптимальной загрузки технологического оборудования и оптимальное ведение технологического процесса.

Автоматизация технологических процессов является одним из решающих факторов повышения производительности и улучшений условий труда. Все существующие и строящиеся промышленные объекты в той или иной степени оснащаются средствами автоматизации.

АСУТП – это система, реализованная на базе высокоэффективной вычислительной и управляющей технике, которая обеспечивает автоматизированное (автоматическое) управление технологическим объектом управления с использованием централизованно обработанной информации по заданным технологическим и технико-экономическим критериям, определяющим качественные и количественные результаты производства продукта обеспечивает подготовку информации для решения задач организационно-экономического характера /1/.

С появлением управляющих ЭВМ (УВМ) измерительная, регулирующая и управляющая техника получила очень мощное средство автоматизации. В настоящее время в системах автоматики с внедрением ОМЭВМ происходит переход от централизованной к распределенной обработке информации. Как правило, АСУТП имеет иерархический принцип построения. На верхнем уровне находится организационно - экономическая система управления производством АСУП, имеющая в контуре управления среднюю или мини-ЭВМ, выбор которой зависит от объема переработки информации. На среднем уровне АСУТП находится УВМ (средняя, мини или микроЭВМ), которая ведет управление полным технологическим процессом, рядом агрегатов, объектов, группой станков и т.п. через локальные системы автоматики.

На этом уровне вырабатываются управляющие программы на основе оптимизации техпроцесса, адаптации к внешним факторам и другим параметрам для микропроцессорных средств (МПС) нижнего (локального) уровня. Локальные МПС встраиваются в сам объект автоматизации, имеют минимальные связи с датчиками и управляющими органами объекта, но могут находиться на достаточном удалении от УВМ среднего уровня. С нижнего уровня на средний уровень ведется передача текущей уже обработанной информации или по запросу - текущая не обработанная информация о состоянии объекта управления.

Такая иерархическая структура, иногда ее называют треугольником или пирамидой иерархии, позволяет разгрузить верхний и средний уровни АСУТП от сбора, обработки и выдачи информации для управления объектом и возложить эту работу на локальные уровни. При выходе из строя УВМ среднего уровня локальная может работать по ранее заложенной программе или программе, задаваемой с пульта управления вручную.

Микроконтроллеры, используемые на нижнем уровне АСУТП, выполняют функции интерпретации данных, поступающих от датчиков, определяющих параметры объекта управления, обеспечива­ют связь между различными устройствами системы и передают данные другим устройствам.

Микроконтроллеры отличаются не только архитектурой и характеристика­ми, но и особенностями функционирования и реализации. Большинство мик­роконтроллеров представляют собой процессор, интегрированный с памятью и устройствами ввода-вывода данных. Практически все микроконтролле­ры входят в состав определенных семейств, члены которых отличаются составом и характеристиками периферийных устройств, реализованных на кристалле.

Огромная номенклатура выпускаемых промышленностью микроконтрол­леров, отличающихся различным сочетанием основных параметров, значи­тельно усложняет процесс выбора прибора, наиболее подходящего для дан­ного применения.

Поиск по сайту: