Блок управления источником питания Bertan 210

На установке используются стандартные протоколы Modbus TCP, serial Modbus, TCP/IP, UDP и несколько уникальных, навязанных разработчиками аппаратуры.

Разрабатываемое устройство должно работать по одному из используемых интерфейсов и стандартному протоколу.

Выбор инструментов

Для решения поставленной задачи удобно воспользоваться специальным устройством - микроконвертером. Микроконвертеры это класс устройств, имеющих в своём составе ЦАП, АЦП и управляющий контроллер. ЦАП и АЦП помогут совершать аналого-цифровые преобразования, а программную обработку цифровых данных и реализацию протокола для передачи в систему управления и обратно можно осуществить, используя микропроцессорное ядро.

Рассматривались микроконверторы AduC фирмы Analog Devices, как качественного производителя аналоговой электроники. Широкая линейка микроконверторов, базирующихся на одном и том же ядре, позволяет выбрать наиболее подходящее устройство, не меняя при этом программного интерфейса.

Было рассмотрено семейство микроконверторов, базирующихся на ядре Intel 8052, давно используемое на установке:

Таблица 3. Характеристики микроконвертеров

AduC

, базирующихся на ядре

MCS

8051

Для практических заданий кафедрой физико-технической информатики были закуплены комплекты разработчика на базе микроконверторов AduC. Что стало дополнительным аргументом при выборе.

При выборе наиболее подходящего (байтового) интерфейса передачи данных рассматривались Ethernet и RS 232/485. Использовать более популярный Ethernet было бы не оптимально по ряду причин. Во-первых, это связано с небольшой частотой установления связи с блоком управления. Во-вторых, объёмы полезной информации, передаваемой разработанному блоку управления за каждый сеанс связи, не превышают нескольких десятков байт. Следовательно, при использовании Ethernet "КПД" (отношение объёма полезных данных к объёму всей посылки) составило бы порядка 1%. Реализация Ethernet для микроконверторов AduC потребовала бы использования дополнительной аппаратуры. Таким образом, был выбран RS-485, уже реализованный в микроконверторе.

Из протоколов, используемых на установке, был выбран протокол Modbus. Он не задействует большого объёма памяти, что позволяет реализовать его для микропроцессоров серии MSC-51. К тому же Modbus позволяет обращаться (читать или изменять значение) к переменной, зная только её адрес в памяти контроллера. При этом существует возможность обратиться к байтовой или битовой переменной (не вводятся дополнительные типы данных). Modbus не перегружает каждый пакет лишней метаинформацией, позволяя при этом работать на необходимом уровне абстракций.

Протокол использует модель клиент-сервер (в терминологии Modbus master-slave). При этом удобным является то, что программный пакет Modbus master уже включён в стандартные средства разработки, например в LabView, используемую в лаборатории. Существуют свободные реализации библиотек Modbus под ОС Linux, используемую на установке. Следовательно, для подключения блока управления в систему управления необходимо написать только Modbus slave для разработанного устройства.

Для решения поставленной задачи остановимся на выборе микроконвертера AduC, интерфейса RS-232 и протокола Modbus.

Тогда возникают задачи:

.Сделать электрическое сопряжение источника питания Bertan 210 и микроконвертера Aduc 842

.Реализовать Modbus slave

.Написать программу для микроконвертера, осуществляющую управление блоком питания, взаимодействующую с Modbus

.Написать интерфейс для библиотеки Modbus master с использованием LabView

протокол

На этапе разработки устройства использовалась имевшаяся в наличии плата AduC 842 SAR Eval Board Rev A3 [2].

В состав отладочной платы входят:

AduC 842

Блок питания

4х контактный UART разъём для работы с интерфейсом RS-232

Интересное из раздела

Проект кабельной линии связи на участке Пермь - Кузино железной дороги
В курсовом проекте приведены технические решения по следующим вопросам: выбор системы организации кабельной магистрали; организация связи и цепей автоматики ...

Анализ и синтез САУ методом корневого годографа
- Изучение системы автоматического регулирования (САР). - Оценка качеств, характеристик САР (устойчивости, ошибки, переходного процесса) по различн ...

Исследование и расчет двухполюсников и четырехполюсников
В соответствии с заданием сопротивления ДП, входящих в исследуемый ЧП, имеют следующий вид, Ом: Z1(p) = , (1.1) Z2(p) = , ...