Статья. Микропроцессор. Использование микропроцессорных технологий в инженерной промышленности
 Скачать 27.2 Kb.
|
|
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ИНЖЕНЕРНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Г.Г. Умуршадова, e-mail: Genrietta-1998@mail.ru И.А. Носенко, e-mail: zvr@bk.ru Шахтинский автодорожный институт ЮРГПУ (НПИ) им. М.И. Платова Микропроцессоры играют очень важную роль в современном мире. Использование микропроцессорных систем практически во всех устройствах является главной особенностью технической безопасности современного общества. С каждым годом прогресс в сфере микропроцессорных технологий увеличивается Ключевые слова: микропроцессор, промышленность, процессор, технология, инженерия USE OF MICROPROCESSOR TECHNOLOGIES IN THE ENGINEERING INDUSTRY G.G. Umurshadova, e-mail: Genrietta-1998@mail.ru I.A. Nosenko, e-mail: zvr@bk.ru Shakhty Road Institute YRSPU (NPI) named after M.I. Platova Microprocessors play a very important role in today's world. The use of microprocessor systems in almost all devices is the main feature of the technical security of modern society. Every year progress in the field of microprocessor technologies increases. Keywords: microprocessor, industry, processor, technology, engineering Цель данной работы – проанализировать микропроцессорные технологии в инженерной промышленности. Исходя из поставленной цели, выделяем следующие задачи: – проанализировать развитие микропроцессорных технологий; –проанализировать возможность реализации микропроцессорных технологий. Сегодня становится ясно, что развитие электротехнологических отраслей требует внедрения новых прогрессивных технологий и совершенствования существующих производств. Одним из важных факторов высокоэффективных электротехнологических производств является их комплексная автоматизация с учетом предъявляемых к ним требований. Внедрение систем управления энергетическими процессами позволяет повысить эффективность и качество выпускаемой продукции, увеличить объем выпускаемой продукции, сэкономить электроэнергию. Использование микропроцессорных систем практически во всех устройствах является главной особенностью технической безопасности современного общества. Основой микропроцессорной системы является микропроцессор (процессор), выполняющий функции обработки информации и управления. Остальные устройства, входящие в состав микропроцессорной системы, обслуживают процессор, помогая ему в работе. Развитие микропроцессорных технологий Длительное время процессоры создавались из отдельных микросхем малой и средней интеграции, содержащих от нескольких единиц до нескольких сотен транзисторов. Чтобы значительно снизить стоимость удалось разместить целый процессор на одном чипе сверxбольшой интеграции. В настоящее время один или несколько микропроцессоров используются в качестве вычислительного элемента во всем, от мельчайших встраиваемых систем и мобильных устройств до огромных суперкомпьютеров. Существует множество микроконтроллеров и платформ для осуществления управления физическими процессами применительно к микропроцессорным комплексам. Большинство этих устройств объединяют разрозненную информацию о программировании и заключают её в простую в использовании сборку. Развитие микропроцессоров в электронной индустрии проходило насколько ускоренными темпами, что каждая модель микропроцессора становилась маломощной с момента появления новой модели, а еще через 2-3 года считалось устаревшей и снималась с производства. Все больше и больше транзисторов удавалось поместить на все меньших и меньших по размеру кристаллах. Следовательно ультрабольшая интегральная схема оказывалась не такой уж большой по размеру и огромной по своим возможностям. Реализация функции центрального процесса стала полупроводниковой технологии, которая позволяет создать большое число транзисторов на одном кремниевом кристалле. Роль микропроцессорной технологии в промышленности Автоматизация производственных процессов является основой развития всех сложившихся технологий. Каждый годом автоматизация выявляет новые производственные процессы, вызывая коренные изменения в технологиях в организации производства. Все функции релейной защиты и автоматики, являющиеся жизненно важными для предотвращения разрушения электрооборудования и обеспечения устойчивости и надежности работы энергосистем, должны выполняться децентрализованными, на уровне одного присоединения, одной монтажной единицы или одной функции для нескольких присоединений (например, защита шин) в виде автономных микропроцессорных устройств. В случае, если защита присоединения состоит из двух или более взаиморезервируемых систем защиты, каждая из систем защиты должна быть полностью независимой от другой, чтобы при КЗ в защищаемой зоне никакой отказ в одной системе защит не приводил к отказу или к недопустимому увеличению времени отключения другой системой защит. На сегодняшний день в подавляющем большинстве случаев устройства релейной защиты в распределительных сетях выполнены на электромеханических реле, и лишь менее 10 % приходится на долю цифровых защитных устройств. Хотя на практике электромеханические реле дают высокий процент правильных действий релейной защиты, для них характерны существенные недостатки. Они препятствуют или существенно затрудняют комплексную автоматизацию распределительных сетей. К этим недостаткам относят: – большое время отключения междуфазных КЗ; – невозможность выполнения многократных устройств АПВ; – трудности в выполнении устройств, запоминающих сверхтоки КЗ и токи замыканий на землю; – трудности в выполнении устройств с автоматическим изменением уставок срабатывания релейной защиты; – отсутствие эффективной защиты от однофазных замыканий на землю. Устранить многие из этих недостатков позволяют микропроцессорные реле. Они позволили создать малогабаритные устройства защиты и автоматики с большим количеством функций и высокой надежностью. В основе работы микропроцессорных систем лежат принципы цифровых измерений. Они позволяют достичь более высокой точности вычислений, надежности и термостабильности. Благодаря ним можно использовать более сложные адаптивные алгоритмы, которые не осуществимы аналоговой техникой. В результате микропроцессорные устройства защиты дают возможность выполнить функциональный и тестовый контроль. Алгоритмы работы, программы и регулировки записываются в память цифрового устройства. Также компьютерные программы используются для дистанционной настройки и обслуживания микропроцессорной системы. Микропроцессорные реле имеют также свои недостатки: малую помехоустойчивость и маломощный выходной сигнал. Последнее приводит к необходимости применения усилителей. Несмотря на то, что цифровые устройства защиты имеют различные назначения, они все имеют общую структурную схему. Микропроцессорная система является центральным узлом, который с помощью устройств обменивается информацией с периферийными узлами. Эти дополнительные узлы осуществляют взаимодействие микропроцессора с внешней средой, т.е. объектом управления, оператором, датчиками исходной информации. В связи с этим возникает необходимость использования микропроцессорных контроллеров. В такой ситуации задача внедрения систем контроля и управления в технологии, а также в смежные отрасли заключается в разумном отношении к системному вниманию, контроллерам. Отражая основные тенденции развития средств процессорной техники: стремление к увеличению к производительности путем совершенствования технологий изготовления, усовершенствования. Помимо требований к производительности, существенно также требование к экономии энергии (так как чаще всего устройство имеет автономное питание). Для снижения потребления к схемам управления тактовой частотой, частичному или полному останову процессора и периферии, снижению токов утечки. Тактовая частота микропроцессора – создаваемая количество импульсов генератором за 1 секунду. Действует на скорость работы микропроцессора. Чем выше тактовая частота, тем выше его быстродействие. Быстродействие микропроцессора –это число элементарных микропроцессоров в единицу времени. Есть определенные характеристики, которые являются общими для всех микропроцессоров: – тактовая частота; – набор инструкций; – размер слова. От увеличения размера слова, увеличивается объем информации, обрабатываемой за один такт, что ведет к увеличению количество тактов, необходимых для выполнения сложных операций. Важную роль играет реконфигурация ядра при изменении загрузки и почти всеми иными микропроцессорами будет нужна порция встроенных интеллектуальных возможностей. Исходя из данной статьи приходим к тому что, процессор самостоятельно будет делать некоторое вычисления, которые пользователь не увидит. Процессор делит аппозицию на огромное множество потоков, которые имеют возможность выполняться синхронно. В будущем для работы микропроцессоров необходимо некоторое количество уровней виртуализации. Виртуализация также понимается как, возможность запуска нескольких операционных систем на одном компьютере, станет употребляться для того, чтобы обеспечить управляемость, сохранность и главным образом –безопасность. Данная работа посвящена использованию микропроцессорных технологий в инженерной промышленности. Выбор темы связан с желанием выяснить, какую роль играют микропроцессорные технологии в инженерной промышленности. Данная тема очень актуальна, и не даёт в себе усомниться, учитывая то, что процессоры заставляют работать многие электроприборы, без процессора не обойдется любое изобретение в робототехники. Человечество на пути к полной автоматизации и роботизации. В ближайшем будущем микропроцессорные технологии будут занимать первые место. Стоит заметить что прогресс в сфере микропроцессорных технологий увеличивается с каждым днём. Наше поколение пытается усовершенствовать и внедрять технологии создания микропроцессоров, оптимизировать высокую производительность. Список использованной литературы 1. Зотов, В.Ю. Проектирование встраиваемых микропроцессорных систем . - В.Ю. Зотов. - М.: ГЛТ, 2016. - 520 c. 2. Иванов, В.Н. Электроника и микропроцессорная техника: Учебник / В.Н. Иванов. - М.: Academia, 2019. - 303 c. 3. Калабегов, Б.А. Цифровые устройства и микропроцессорные системы / Б.А. Калабегов, 2017. - 336 c. |