Николайчук О.И. Системы малой автоматизации

Николайчук О.И. Системы малой автоматизации

Введение

Одной из наиболее динамично развивающихся областей современной вычислительной техники является микроконтроллерная техника. Без микроконтроллеров сегодня немыслим ни один бытовой прибор, не говоря уже о более сложных изделиях. Сегодняшний микроконтроллер – это достаточно мощный и быстродействующий «интеллектуальный» элемент, как правило, имеющий достаточно высокую производительность, значительные объемы встроенной памяти программ и оперативной памяти, достаточно мощное вычислительное ядро с системой команд, ориентированной на решение задач управления и контроля. Многие современные микроконтроллеры имеют развитую встроенную цифровую и аналоговую периферию: подсистемы прерываний, таймеры/счетчики, охранные таймеры, супервизоры питания, широкий набор быстродействующих усовершенствованных последовательных интерфейсов, таких как UART, SPI, SMBus (I2C), CAN, JTAG, аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразователи, компараторы, мультиплексоры, масштабирующие усилители и другие узлы.

Современные микроконтроллеры и базирующиеся на них изделия являются основой так называемых «систем малой автоматизации», широко применяющихся для автоматизации небольших технологических, измерительных, исследовательских и лабораторных систем, а также для автоматизации сложного бытового оборудования и домашнего хозяйства. Используемые в системах малой автоматизации контроллеры должны быть достаточно многофункциональными и универсальными по структуре, а также обеспечивать работу в составе современных специализированных локальных сетей, имеющих упрощенный алгоритм работы и содержащих персональный компьютер в качестве главного управляющего элемента. Фактически современные системы малой автоматизации, построенные на базе специализированных локальных сетей, объединяющих несколько универсальных контроллеров, являются рассредоточенным интеллектуальным интерфейсом персонального компьютера, объединяющим в себе измерительные, контрольные и управляющие функции.

Схемотехника универсальных контроллеров, используемых в системах малой автоматизации, имеет ряд специфических особенностей и требует детального рассмотрения и определенной методики проектирования. Состав функциональных узлов таких контроллеров и принципы их построения определяются рядом требований, направленных на обеспечение высокой производительности, универсальности, гибкости, надежности, высокой ремонтопригодности, низкой себестоимости и т. п.

Специализированные локальные сети, используемые в системах малой автоматизации, также имеют ряд специфических особенностей, связанных с необходимостью обеспечения упрощенного алгоритма функционирования, высокой надежности и производительности, низкой стоимости, простоты установки, наладки и обслуживания.

...