Контроллер К1-20 и его применения

Непомнин М.Б.

Во второй половине 1980 годов, на нашем предприятии, относящемся к Авиапрому и выпускавшему различные датчики давления и сигнализатоы для самолётов, было принято решение автоматизировать процесс контроля выходных характеристик датчиков давления при выпуске готовой продукции. В составе отдела механизации и автоматизации (сокращённо ОМА) создали конструкторское бюро автоматизации проверочных работ (КБ-АПР). Я перешёл туда из цеха на должность инженера программиста.

Цели у руководства были такие:

• Повысить за счёт автоматизации производительность труда.

• Ликвидировать брак, возникающий из-за пресловутого человеческого фактора.

• Высвободившуюся рабочую силу направить на выполнение других операций.

Структура системы автоматизации была такая. Она состояла в разделении автоматизированных систем по цехам. Каждый сборочный цех в перспективе должен был иметь автоматизированные рабочие места (АРМы) на трёх стационарных проверках: нормальные условия(н.у.), тепло и мороз. АРМы были стационарные и стояли одно на испытаниях датчиков теплом, второй АРМ – холодом, а третий в нормальных условиях. Нормальные условия обходились без специализированных климатических камер. При проверке на мороз использовались большие морозильные камеры с разной температурой охлаждения. При тепловом контроле использовались термостаты, позволявшие контролировать температуру.

По последовательному интерфейсу RS-485 каждый АРМ посылал данные центральному компьютеру, который представлял собой головной АРМ диспетчера или руководителя, который печатал сводные протоколы проверки, вёл электронные архивы и управлял последовательностью работы других АРМов.

Состав АРМ:

1. Контроллер МС2702 (или МС2721).

2. Блок питания контроллера – ГН 09-01.

3. Вольтметр В7-28 (В7-34).

4. Блок сопряжения.

5. Жгуты.

Один тип контроллеров применялся для подключения потенциометрических датчиков, другой – для индуктивных. За давностью лет уже не помню, какой тип контроллера для каких датчиков применялся. Но для потенциометрических датчиков поставили один АРМ на промежуточную операцию, называемую по-простому «раскачка», а строго по документам – «термомеханическая стабилизация приборов». У датчиков в нормальных условиях снимали характеристику и помещали в морозильную камеру.

После выдержки в камере определенное время, датчики подвергались воздействию циклического давления здесь же, на морозе. От точки 0-20% давления до точки 80-90% давления. И так делалось несколько десятков раз. Для разных типов потенциометрических датчиков разное количество циклов.

Потом такая же процедура повторялась на тепле и в нормальных условиях. Затем, в нормальных условиях снималась характеристика приборов по точкам давления. Показания первоначального отсчёта потенциометрических датчиков сравнивались с показаниями только что произведённого. Если разница в показаниях была меньше определённого допуска, прибор уходил на следующую операцию проверки. Если разница была больше допуска, то прибор раскачивался, пока не застабилизируется.

Для индуктивных датчиков в другой цех поставили три АРМа. Один АРМ – на тепло, второй – на мороз и третий – на проверку в нормальных условиях. Здесь АРМы поставили на технологическую проверку, а в перспективе и на приёмо-сдаточные испытания. Делать их планировалось на этих же АРМах, но в присутствии ОТК и военной приёмки.

АРМы в период внедрения обслуживались тремя инженерами отдела ОМА, то есть разработчиками. Обслуживание было простое: заправить картридж в принтер и следить чтобы вольтметры были поверенными центром метрологии. Если что-то в АРМах ломалось – инженеры вызывались по телефону.

В перспективе планировалось обучить обслуживанию и мелкому ремонту АРМов цеховые ремонтные службы в количестве минимум три человека на цех. Возможно, пришлось бы нанимать новых людей в цеха. Но из трех испытателей на проверку датчиков оставался бы один. При наличии 10—14 троек по проверке приборов в каждом цехе, экономия составляла бы 20—28 человека в каждом цехе. Поэтому увеличение числа сотрудников на трёх ремонтников в каждом цехе было бы незаметным.

В качестве центрального компьютера планировалось использовать отечественные вычислительные комплексы ДВК 3, но предприятие приобрело импортные ПК корпорации IBM. Так что у нас в качестве центрального обрабатывающего центра стояла парочка IBM PC AT. На этих персональных компьютерах и писалась программа центрального обрабатывающего узла, и они должны были потом устанавливаться в цехах для связки АРМов. Программа писалась с помощью программных средств, таких как язык TurboBasic. Никаких чудо наворотов не было.

В качестве вычислительного средства непосредственно в АРМах служили контроллеры К1-20 на нашей отечественной 580 микропроцессорной серии. микросхем.

Контроллеры программировались с помощью самодельного программно-аппаратного комплекса Микроша. Микроша – это одна из первых персоналок. Можно назвать её игрушечной ПЭВМ. В качестве монитора использовался обыкновенный телевизор. Носитель данных – магнитофон.

Спецы из Энгельсского технологического института (филиал Саратовского политеха) написали систему разработки программ на контроллер К1-20, зашили её в микросхему ПЗУ и соединили с портом Микроши. Такой вот самодельный ПАК у них получился. А мы на нём писали программы для наших контроллеров.

В качестве вычислительного средства непосредственно в АРМах служили контроллеры К1-20 на отечественной микропроцессорной серии К580.

Название К1-20, я услышал от моего начальника Владимира Ивановича Дронова, и в книге про компьютеры вычитал. Эти контроллеры на 8-разрядных микропроцессорах имели 8-разрядную шину данных и 16-разрядную шину адреса. Ориентировочно год начала выпуска этих контроллеров 1980.

Сами контроллеры имели два шифра и слегка отличались. Один – МС 2702, другой – МС2721. Отличие было в пультах управления, разъёмах и в расположении микросхем на плате. Всё остальное один в один. По-моему, и тот, и другой поэтому то и назывались «тип К1-20», что различия были небольшие. Это видно на фото.

Фото 1. Контроллер МС2721 с пультом.

Фото 2. Контроллер МС2702 с пультом

Всё отличие – расположение микросхем ПЗУ/ППЗУ при общем одинаковом количестве. Разное количество и количество штырей у разъёмов и микросхемы ввода-вывода у одного типа впаяны, а у другого в сокетах. А остальное одно и тоже. Микросхема процессора – КР580М80А, если я не ошибаюсь. Тактовый генератор – 580ГФ24. Параллельный порт – 580ВВ55. Последовательный порт – 580ВВ51 Так же там были контроллер прямого доступа к памяти и контроллер прерываний. Была клавиатура на 20 клавиш и жидкокристаллический индикатор. Мы для индикации команд выдумывали всякие символы, ведь для обозначения цифр и знаков было всего семь палочек и запятая. Вот и изгалялись как могли. Разработка АРМов заняла в общей сложности полтора года. Но это с учётом срока получения фонда на контроллеры К1-20 и покупки компьютеров ДВК и IBM. Не забывайте, что в советские времена на продукцию надо было иметь фонды для её приобретения. Установка АРМов в цехах и обучение персонала заняли всего неделю. Контроллер К1-20 на принтер выдавал вот такие протоколы Рис.1. Реальный протокол датчиков.

Датчик типа - _____________                                        T = +25°C

   №

№хода 1     2     3     4     5     6     7     8     9    10    11    12    13    14    15    16    17    18   

Прямой ход.

1     9,85 9,02 8,51 9,64 7,46 8,65 8,84 9,63 8,99 9,13 8,36 9,14 11,21 8,86 8,34 9,55 9,25 8,69

2    25,85 25,03 24,47 27,22 24,23 25,22 25,96 27,30 27,06 24,98 25,81 24,59 27,20 22,75 25,08 26,91 25,89 25,43

3    42,75 41,94 41,67 44,63 41,45 41,99 43,68 44,67 44,91 42,05 42,56 41,48 44,66 38,92 43,11 44,39 43,83 43,16

4    60,31 60,29 60,26 61,42 59,53 59,84 61,40 62,83 61,83 60,33 60,44 58,12 62,50 57,92 60,90 61,82 61,46 62,48

5    78,42 78,24 78,25 78,41 77,26 77,86 79,20 79,95 77,85 78,13 79,77 78,47 79,92 77,85 78,45 79,15 78,18 79,91

6    95,14 93,95 94,65 93,82 91,68 95,33 94,04 95,36 92,10 94,82 99,26 93,92 95,49 95,56 91,30 94,41 94,05 95,20

Обратный ход.

5    79,26 78,59 78,25 78,62 78,10 78,85 79,20 80,96 78,86 79,12 83,20 78,47 81,01 78,85 78,68 79,15 79,77 79,91

4    60,96 61,26 60,26 62,78 60,34 60,79 62,05 63,20 62,02 60,73 60,44 59,09 63,59 58,64 61,95 62,84 62,39 62,48

3    43,21 43,23 42,60 44,63 41,90 42,40 44,40 45,28 45,15 43,05 43,16 42,47 44,66 39,91 43,70 45,42 44,10 44,97

2    25,85 25,26 24,70 27,22 24,48 25,31 25,97 27,47 27,62 25,97 25,83 24,83 27,49 23,75 26,12 26,91 26,83 25,66

1     9,85 8,99 8,50 9,58 8,25 8,65 8,95 9,64 9,77 9,22 8,36 9,14 11,21 8,86 8,35 9,55 9,25 8,69

Вар.

      0,84 1,29 0,93 1,36 0,84 0,99 0,72 1,01 1,01 1,00 3,43 0,99 1,09 1,00 1,05 1,03 1,59 1,81

Размах

     85,29 84,93 86,14 84,18 84,22 86,68 85,20 85,73 83,11 85,69 90,90 84,78 84,28 86,70 82,96 84,86 84,80 86,51

              Коллектор № __________                                            Манометр № __________

А печаталось это на ГДРовском принтере “Роботрон СМ 6329.02” формата А4. Нет уже такой страны. И принтеров нет. А добрая память осталась. Хорошие были принтеры и контроллеры К1-20.

Фото 3. Печатающее устройство “Роботрон СМ6329.02”

Мы на них потом АРМ для проверки бытовых счётчиков газа сделали. Никто на заводе больше эти контроллеры не использовал. Но конверсия 1990 года положила конец АРМам на базе К1-20. Одни АРМы стали просто не нужны, потому как выпуск датчиков упал в разы. Я это про АРМы для датчиковой продукции. Ничего не осталось для памяти. Все было списано на свалку истории. Дольше всех продержался АРМ на раскачке. Только в 2005 году его заменили на более современный АРМ на базе IBM.

А другие (на проверке бытовых счетчиков газа) – начальство потихоньку заменило на ПК IBM в качестве средств автоматики.

В статье приведены фото роботронов и цифровых вольтметров, который сейчас называют мультимерами. Одни вольтметры (В7-34) измеряли переменное напряжение, другие (В7-28) – отношение напряжений.

Фото 4.Вольтметр В7-28”

Фото 5. Вольтметр В7-34 ”

А в конце привожу фото комплекта поставки контроллера К1-20.

Фото.6. Комплект поставки контроллера МС2702. В коробочке в фольге микросхемы ППЗУ для прошивки пользовательских программ. ЗИП в конденсаторную бумагу завёрнут, кроме картонной упаковки. Маленькая отвёртка присутствует. В общем – кайф или мечта автоматизатора советских времен.”

Об авторе: Михаил Борисович Непомнин
статья написана автором для Виртуального Компьютерного Музея
11 ноября 2014