412

412 9. MIKROPROCESOROWE UKŁADY STEROWANIA

Na wyższym poziomie są funkcje sterowania całym procesem, adaptacja algorytmu sterowania i modyfikacja wielkości odniesienia.

Funkcje monitorowania, diagnostyki i komunikacji zewnętrznej stanowią najwyższy poziom struktury hierarchicznej wykonywania zadań. Większość tych funkcji nie stawia tak wysokich wymagań w odniesieniu do czasu realizacji, jak funkcje na niższych poziomach.

Zadania wykonywane na poszczególnych poziomach określają wymagania dotyczące wyboru zespołów systemu mikroprocesorowego (ang. hardware).

Sposób realizacji funkcji sterowania w systemie mikroprocesorowym wynika z sekwencyjnego sposobu pracy mikroprocesora, co powoduje zwiększenie czasu wykonywania instrukcji w porównaniu z układami o równoległych torach sterowania wykonujących w tym samym czasie wiele zadań. Jeżeli proces sterowania wymaga obsługi większej liczby funkcji w tym samym czasie, to konieczne jest ustalenie w systemie mikroprocesorowym priorytetów, które pozwalają wykonywać je z opóźnieniem w czasie nie mającym istotnego wpływu na pracę układu energoelektronicznego.

W układzie sterowania cyfrowego wartości czasu i zmiennych stanu są kwantyfikowane, tzn. przedstawiane w postaci cyfrowej. O dokładności tego przedstawienia decyduje długość słowa mikroprocesora i okres próbkowania. W układach energoelektronicznych przekształtnik jest sterowany przez zmianę kąta fazowego sygnału lub modulację szerokości impulsów (PWM), wielkości wyjściowe są więc zależne od czasu. Przełączanie łączników przekształtnika musi odbywać się w chwilach odpowiadających z dużą dokładnością wyznaczonym kątom fazowym.

W systemie mikroprocesorowym informacje dotyczące czasu są dostarczane przez wewnętrzny (w CPU) lub zewnętrzny zegar (ang. timer). Każde działanie systemu odbywa się w okresie taktowania zegara. Ten okres wyznacza największą osiągalną dokładność odwzorowania czasu. Praca sekwencyjna mikroprocesora powoduje dodatkowe opóźnienie czasowe, spowodowane wymianą informacji między zegarem a jednostką centralną.

Generacja sygnałów sterujących i zabezpieczenie ppm stanowi zadanie uwarunkowane czasem. Polega ono na detekcji wielkości inicjującej (zdarzenia przypadkowego lub powtarzającego się w czasie) i natychmiastowej realizacji, np. natychmiastowe wyłączenie zaworów przekształtnika po stwierdzeniu przeciążenia.

W przypadku innych zadań układu sterowania natychmiastowa realizacja nie jest konieczna — wystarcza zwykle rejestracja czasu, w którym nastąpiło zdarzenie.

Odmiennym zadaniem realizowanym w czasie jest wytwarzanie informacji lub sygnałów w zadanych chwilach, uwarunkowanych jednak przez inną funkcję realizowaną w systemie (np. generacja sygnałów sterujących przełączanie ppm). Tego typu funkcje układu sterowania, typowe dla niskiego poziomu hierarchii, są na ogół wykonywane przy wykorzystaniu dodatkowych elementów, takich jak liczniki programowane, rejestry i bramy I/O.