1.5 Устройство и работа микропроцессорного модуля

На лицевую панель корпуса модуля «МП-03» выведены следующие элементы (обозначения элементов приводятся в соответствии с маркировкой на лицевой панели корпуса блока, находящегося в составе лабораторного макета):

индикатор «Тест» – для индикации работы модуля. После включения питания происходит свечение индикатора «Тест» красным цветом в течение 1 – 2 с (в течение этого времени происходят установка в исходное состояние и рестарт процессора). Мигание индикатора зеленым цветом с периодом ≈0,5 с характеризует нормальную работу модуля. Постоянная смена свечения индикатора с зеленого цвета на красный и наоборот сигнализирует о возникновении нарушений в работе модуля;

индикаторы «RS485-1», «RS485-2» – для индикации обмена по интерфейсам RS485-1, RS485-2 (красный цвет свечения индикаторов означает передачу данных по интерфейсу RS-485, зеленый – прием данных);

десять индикаторов «ТС» – для индикации состояния каналов ТС/ТИИ;

четыре индикатора «ТУ» –для индикации состояния каналов ТУ;

соединитель «Серв» – для подключения сервисного оборудования, прог-раммирования и отладки модуля по интерфейсу RS-232;

вилка «RS232» – для подключения коммуникационного оборудования по интерфейсу RS-232 (DTE);

соединитель «CAN2/RS485-2/RS485-1» – для подключения внешних микропроцессорных устройств по интерфейсам RS-485 и CAN;

соединитель «CAN1/PWR» – для подключения модуля МП-03 в сетьCAN с другими функциональными модулями и для подачи напряжения питания;

соединитель «ТС» – для подключения к модулю датчиков ТС/ТИИ;

соединитель «ТУ» – для подключения к модулю промежуточных реле и цепей «Общий ТС» каналов ТС/ТИИ.

На плате модуля «МП-03» расположены следующие элементы:

блок переключателей S1 («1» – «8») – для задания адреса модуля в двоичном коде (переключатель «1» задает младший разряд адреса);

переключатель кнопочный S2 «RST» – для ручной перезагрузки модуля (рестарта процессора), используется в служебных целях;

блок переключателей S3 – для подключения нагрузочных и подтягивающих элементов интерфейсов RS-485-1 и CAN2.

Доступ к блоку переключателей S1 для задания адреса модуля осуществляется через отверстие на боковой (верхней) панели корпуса модуля.

Модуль «МП-03» построен на основе шестнадцатиразрядного микроконтроллера фирмы Fujitsu, работающего на тактовой частоте 16 МГц. Микроконтроллеримеет в своем составе Flash-память объемом 128 кбайтов, встроенное ОЗУ объемом 6 кбайтов, интерфейсSPI, два асинхронных последовательных интерфейса, два последовательных интерфейсаCAN, интерфейс внешней памяти данных. Дополнительно на плате установлено энергонезависимое ОЗУ объемом 512 кбайтов, часы реального времени, супервизор сброса со сторожевым таймером, литиевый элемент питания, сдвоенный интерфейс асинхронной передачи данных.

Модуль «МП-03» работает в двух режимах – пуска и установившемся.

После включения напряжения питания модуль переходит в режим пуска и выполняет следующие операции:

производит самодиагностику модуля, определяет и выводит на индикатор состояния модуля признаки обнаруженных неисправностей, которые потом могут быть идентифицированы;

проверяет наличие, сохранность и достоверность программных уставок.

Программные уставки модуля «МП-03» содержат в себе конфигурацию контроллера, и устройств сторонних производителей, подключенных к контроллеру; параметры работы модулей, обеспечивающих выполнение функций ТИТ, ТИИ, ТС, ТУ. Программные уставки сохраняются в энергонезависимой памяти FRAM, что обеспечивает сохранность уставок в случае отключения напряжения питания. Если программные уставки отсутствуют, то модуль запрашивает их из центра управления. После получения уставок модуль переходит в установившийся режим, в котором работает автономно.

Модуль осуществляет следующие функции:

сбор информации с датчиков ТС/ТИИ, ТИТ по каналам ТС/ТИИ и с помощью функциональных модулей ввода-вывода контроллера;

сбор информации с различных микропроцессорных устройств;

вторичную (если она необходима) обработку информации (усреднение значений, контроль пересечения порогов, периодический опрос и др.);

передачу управляющих воздействий функциональным модулям с верхнего уровня управления;

ретрансляцию информации, полученной от функциональных модулей, на верхний уровень управления;

корректировку времени и календарных данных счетчиков электроэнергии, подключенных к модулю по интерфейсам CAN и RS-485.

Обмен данными с функциональными модулями производится по межмодульному интерфейсу CAN. Применение интерфейса CAN обеспечивает возможность стыковки модуля «МП-03» с микропроцессорными контроллерами сторонних производителей, поддерживающих интерфейс CAN. В качестве протокола прикладного уровня интерфейса CAN поддерживается протокол CANОpen, стандартизированный международной организацией стандартов (ISO) и обеспечивающий скорость передачи до 1 Мбит/с.

Для обеспечения совместимости с устройствами, не имеющими возможности подключения к CAN-шине, используется интерфейс RS-485 с поддержкой широко распространенного протокола Modbus.

Постоянный контроль за работой программы модуля «МП-03» обеспечивает включенный сторожевой таймер. В случае возникновения программного сбоя (при подключенном сторожевом таймере) процессор модуля будет перезапущен через 1 – 2 с. Подключение сторожевого таймера осуществляется установкой перемычки Х3 на контакты Х2, находящиеся внутри модуля. Ручную перезагрузку модуля (рестарт процессора) в случае необходимости можно произвести кнопочным переключателем S2.

Адрес модуля «МП-03» определяет адрес контроллера, в состав которого входит данный модуль. Выбор адреса модуля в контроллере производится установкой разрядов «1» – «8» DIP-переключателяS1 в положение «ON». Адрес модуля задается в двоичном коде (от 1 до 247). Переключатель «1» задает младший разряд адреса, переключатель «8» – старший.

Каналы ТУ построены на твердотельных реле без внутреннего источника питания и должны подключаться к внешним цепям управления.  Модуль «МП-03» с помощью встроенного цифрового термометра обеспечивает конт-роль температуры окружающего воздуха внутри корпуса контроллера в диапазоне от –55 до +125 С.

Подключение подтягивающих и нагрузочных элементов интерфейсов RS-485-1 и САN2 производится при установке переключателей «1» – «4» блока переключателейS3 в положение «ON» (переключателями «1» – «3» подключаются подтягивающие и нагрузочные элементы интерфейсаRS-485-1, переключателем «4» – нагрузочные элементы интерфейса САN2). Доступ к переключателям S1 и S2 обеспечивается через отверстие на боковой (верхней) панели корпуса модуля.

Замена версии программного обеспечения модуля выполняется перепрограммированием Flash-памяти микроконтроллера через сервисный порт «Серв» с помощью компьютера.

Ежедневное техническое обслуживание модуля «МП-03»заключается в регулярном просмотре и анализе информации, предоставляемой программным комплексом верхнего уровня системы управления «ОМ2000» и ОРС-сервера, тестировании устойчивости связи с модулем, регистрации сообщений о всех неисправностях модуля и устранении их, контроле корректности отображения всех контролируемых технологических параметров, проверкенадежности подключения соединителей к модулю (при необходимости подтянуть винты крепления соединителей).

Подключение датчиков ТС/ТИИ и промежуточных реле к модулю должно осуществляться согласно схеме, представленной на рис. 1, где А1 – модуль процессорный «МП-03», А2 – А5 – промежуточные реле, В1 – В10 – датчики ТС/ТИИ, G1 – источник питания постоянного тока напряжением от 10 до 25 В.

Рис. 1. Схема подключения датчиков ТС/ТИИ к модулю «МП-03» и каналов ТУ к цепям управления объекта