ЖУРНАЛ «СТА» №1/2007

бит. Например, в одном специализи- рованном модуле дискретного управления в настоящее время име- ются 16 физических дискретных входов; 8 каналов измерения тока нагрузки, протекающего по каждому выходному ключу повышенной мощности; 8 каналов, представляю- щих реальное состояние каждого из 8 выходных ключей; 8 каналов дис- кретного вывода для управления вы- ходными ключами; канал управле- ния реле подключения нагрузок к выходам и несколько вспомогатель- ных каналов. Разумеется, модули с таким количеством каналов имеют отличную от WAGO конструкцию, поскольку у WAGO тогда было не более 8 контактов на модуль, и очень малые габариты для рассеяния довольно приличных мощностей выходных каналов модулей дискрет- ного управления. Представление о конструкции специализированных модулей можно получить, посмотрев на рис. 5. 2. Высокоточное измерение аналого- вых сигналов требует применения соответствующих аналогоцифро- вых преобразователей, управление и обмен данными с которыми обыч- но выполняются микроконтролле- рами по последовательному каналу типа SPI. Такой вариант подключе- ния АЦП позволяет реализовать до- вольно экономичное решение по гальванической развязке каналов вводавывода от межмодульной ши- ны, к которой подключается мо- дуль. 3. При производстве модулей аналогово- го вводавывода с высокими показате- лями точности требуется проводить специальные процедуры калибровки, по окончании которых калибровоч- ные коэффициенты должны сохра- няться в энергонезависимой памяти. 4. Планировалась разработка модулей последовательных интерфейсов типа RS232C и RS485. Без микропро- цессора на плате сделать хорошо та- кие модули весьма непросто. 5. Однозначно не планировалось огра- ничиваться только конструктивом WAGO. Наконец, перед началом разработки мы имели довольно приблизительное представление о том, как должен выгля- деть протокол обмена по межмодульной шине, а значит, не могли в точности оценить требования к вычислительным ресурсам для его реализации. Что мы знали точно, так это скорость обмена по последовательной межмодульной шине, к которой нужно стремиться: 2 Мбит/с. А это означает ворох прерываний, обру- шивающийся на «голову» модуля, в худ- шем случае, примерно один раз в 5 мкс, при том что ещё нужно чтото измерять, вычислять и заниматься другими полез- ными делами. В общем, изложенные факторы приве- ли нас к решению использовать в моду- лях вводавывода микроконтроллеры AVR серии ATmega при тактовой частоте 16 МГц. При таком значении тактовой частоты один из встроенных USART микроконтроллера мог быть настроен как раз на требуемые 2 Мбит/с. ● Автор — сотрудник фирмы Fastwel 119313, Москва, а/я 242 Тел.: +7 (495) 234-0639 Факс: +7 (495) 232-1654 E-mail: info@fastwel.ru Web: www.fastwel.ru 64 СТА 1/2007 АППА РАТ НЫ Е С Р Е Д С Т В А / КОН Т Р ОЛЛ Е Р Ы www.cta.ru Рис. 5. Внешний вид модульного контроллера и специализированных модулей ввода-вывода для системы ЕКС-2 электровоза ЧС7 Узел приёма входных сигналов/ формирования выходных сигналов Микроконтроллер AVR ATmega USART Питание Соединитель межмодульной шины ввода!вывода WAGO Изолирующий преобразователь напряжения FBUS Рис. 4. Обобщённая структурная схема модуля ввода-вывода