Реферат на тему контроллер

Обновлено: 30.06.2024

Современные системы автоматизации требуют применения микроконтроллерных систем управления.
Совершенствование технических и потребительских свойств означает точное выполнение заданных технологических операций при минимальных затратах электроэнергии.
Современную микроэлектронику трудно представить без такой важной составляющей, как микроконтроллеры. Микроконтроллеры незаметнозавоевали весь мир. Микроконтроллерные технологии очень эффективны. Одно и то же устройство, которое раньше собиралось на традиционных элементах, будучи собрано с применением микроконтроллеров, становится проще, не требует регулировки и меньше по размерам. С применением микроконтроллеров появляются практически безграничные возможности по добавлению новых потребительских функций и возможностей к уже существующимустройствам. Для этого достаточно просто изменить программу.
Однокристальные (однокорпусные) микроконтроллеры представляют собой приборы, конструктивно выполненные в виде БИС и включающие в себя следующие составные части: микропроцессор, память программ и память данных, а также программируемые интерфейсные схемы для связи с внешней средой.
Мировая промышленность выпускает огромную номенклатурумикроконтроллеров. По области применения их можно разделить на два класса: специализированные, предназначенные для применения в какой-либо одной конкретной области (контроллер для телевизора, контроллер для модема, контроллер для компьютерной мышки) и универсальные, которые не имеют конкретной специализации и могут применяться в самых различных областях микроэлектроники, с помощью которых можно создать каклюбое из перечисленных выше устройств, так и принципиально новое устройство.
* 1 ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ОБЪЕКТА АВТОМАТИЗАЦИИ

* 1.1 Анализ объекта автоматизации

Объектом модернизации является система зажигания автомобиля марки ВАЗ 2101.
Несмотря на повсеместное распространение инжекторных двигателей, где приготовлением топливной смеси и моментом зажигания управляет электроника,карбюраторные двигатели с механическим регулятором опережения зажигания, вероятно, еще долго будут находиться в эксплуатации.
Микропроцессорная система зажигания выполняет функцию опережения зажигания, основываясь на оборотах и разрежении в коллекторе по таблицам, заложенным в памяти устройства (вакуумный опередитель отключается, а центробежный — блокируется). Кроме того несёт функцию
экономайзерапринудительного холостого хода (ЭПХХ), автоматического и ручного октан - корректора, функцию стабилизации холостого хода, защиту от детонации, возможность подключения оригинального БК для быстрого управления параметрами, а также возможность подключения к COM-порту компьютера или ноутбука для точной подборки параметров или экспериментов. Пользователю предоставляется полный контроль управлениемустройством (подбор параметров), перепрошивка версий программного обеспечения, что поможет выжать из мотора дополнительную мощность, динамику, экономичность, оставшуюся в тени из-за неточной работы механического и вакуумного опередителя зажигания. Возможна установка датчика холла для работы по шкиву (шкив надо будет доработать), что 100% гарантирует точный угол, так как люфты в приводе вспомогательныхагрегатов, разная вытянутость цепи, биение звёздочек – всё это снижает точность момента зажигания в пределах нескольких градусов как между цилиндрами (по сути, у каждого цилиндра получается свой угол относительно ВМТ) так и общая нестабильность относительно коленвала. Обладая навыками в электронике и электротехнике, зажигание можно переделать для работы с четырьмя индивидуальными катушками (безраспределителя) как у инжекторных двигателей.

Рисунок 1.1 – Принципиальная схема системы зажигания

1.2 Критический анализ объекта автоматизации

Для анализа целесообразно рассматривать объект не целиком, а его функциональные звенья. Так как возможные изменения мы будем вносить в его отдельно взятые звенья. Поэтому мы рассматриваем объект также и качественной стороны, а.

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Разработка устройства логического управления (контроллера) промышленного назначения

В данном курсовом проекте поставлена задача разработать некий промышленный контроллер для работы в условиях производства. Задача может быть выполнена на микропроцессоре с гибкой программируемой логикой, а также на дискретных элементах с жесткой логикой.

Реализация на микропроцессоре обладает весомыми преимуществами. Гибкая логика, возможность легкой модернизации контроллера, перспективность.

Программируемая логика реализована на микропроцессоре типа МК-51 фирмы ATMEL – AT89C51, который благодаря встроенной FLASH памяти, обладает возможностью электрического перепрограммирования, а значит быстрой модернизации управляющей программы.

Наличие микропроцессора в современных контроллерах позволяет создавать сложные, гибкие, компактные и надежные системы управления с централизованным управлением и диагностикой.

Структурный синтез цифрового автомата

Обозначим структуру проектируемого микроконтроллера.

Управляющий логический блок на основе микропроцессора.

Блок сбора информации и преобразования ее в вид, требуемый для обработки микропроцессором.

Блок гальванической развязки входных сигналов и сигналов, поступающих на микропроцессор.

Блок связи с исполнительными устройствами (включающий гальваническую развязку) для преобразования выходных сигналов микропроцессора в мощные сигналы управления.

Блок начального сброса микропроцессора.

Блок индикации входных и выходных сигналов.

Блок электропитания контроллера.

2. Разработка принципиальной схемы.

1. Управляющий логический блок.

В качестве основы для контроллера выбран популярный микропроцессор типа MK-51 от фирмы Atmel – AT89C51.

Его основные преимущества перед подобными процессорами иных фирм:

Полностью совместим с семейством МК-51.

4 кб встроенной перепрограммируемой Flash памяти (включая перепрограммирование непосредственно на плате по протоколу SPI) при не менее 103 циклов перезаписи.

Работа на частотах от 0 до 40 МГц.

32 программируемых линии портов ввода/вывода.

Два 16-битных таймера счетчика

Шесть источников прерываний

Программируемый последовательный канал совместимый с RS-232-S.

2. Блок сбора информации и преобразования ее в вид, пригодный для обработки микропроцессором.

В таблице 1 приведен список и условное обозначение входных и выходных сигналов из задания.

Наименование сигнала по заданию

Присвоенное название

S1 - контактный датчик

S2 – контактный датчик

S3 – контактный датчик

Ua - Аналоговый сигнал напряжения в диапазоне 0..10В

Ev – датчик освещенности 0..200лк

Выходные сигналы

Электромагнит Y1

Электромагнит Y2

Тр. Модуль – VT1

Тр. Модуль – VT2

Условия переходов автомата

S3 ^ EV 100 лк

Сигнал с датчика освещенности (фоторезистора СФ2-1) снимаем по такой схеме:

Далее сигнал поступает на делительный мост из резисторов, формирующий нужный уровень сигнала, подаваемый на схему из двух компараторов. На не инвертирующий вход компаратора подается измеряемая величина напряжения, а на инвертирующий – величина опорного напряжения, при достижении которой значение логического сигнала на выходе компаратора меняется на противоположное. Срабатывание при нужном значении освещенности регулируется подстроечными резисторы марки РП1 – 48 10КОм± 10%.

Его электрические характеристики:

Максимальный потребляемый ток 2 мА.

Напряжение смещения 1 мВ.

Для организации высокостабильного опорного напряжения выбраны специализированная микросхема LM4130 фирмы National Semiconductor.

Выходное опорное напряжение 4.096 В

Погрешность выходного напряжения 0.05%

Температурный коэффициент нестабильности 3*10-6/оС

Минимальное входное напряжение 5 В

Потребляемый ток 1 мА

Максимальный выходной ток 30-50 мА

Изменение выходного напряжения (при Iвых=30..50 мА) 0.05%

По такой же схеме организован прием и формирование логических сигналов UA на микропроцессор.

3. Блок гальванической развязки входных сигналов и сигналов, поступающих на микропроцессор.

Для того, чтобы развязать входные уровни микропроцессора и входных сигналов от датчиков применены три оптопары К249КН4П. Характеристики, по которым они были выбраны:

Резисторы R1 и R2 рассчитываются из условий максимального входного и коммутируемого токов. Диод обеспечивает защиту от неправильной полярности включения.

R1 C2 – 23 0.25Вт 1600 Ом± 0.25%

R2 C2 – 23 0.125Вт 270 Ком± 0.1%

Uпр=1В, Uобр=75В, Iпр.ср=50мА, Iобр=1мкА.

Обработка выходных величин: Электромагнит.

В данной работе автомат генерирует выходной сигнал управления электромагнитом (=24В, 10Вт). Данная мощность явно не позволяет подключать электромагнит непосредственно к выходу микропроцессора, поэтому здесь целесообразно применить мощные твердотельные оптоэлектронные реле. Мощность на выходе которых может достигать достаточно больших значений. В оптопаре одновременно реализуется гальваническая развязка силовой и управляющей цепей, а также усиление по мощности сигнала.

Схема подключений оптоэлектронного реле:

Твердотельное реле для цепей постоянного тока 5П19А1:

Напряжение коммутации -60..+60В

Ток коммутации -3..3А

Рассеиваемая мощность 1000мВт

Температура окр. среды -45..+85

R C2 – 23 0.125Вт 360 Ом± 0.1%

Транзисторный модуль М2ТКИ-50-12 управляется специализированным драйвером - драйвер транзисторных модулей такого типа - IR2112 фирмы International Rectifier . Драйвер способен выдерживать напряжения до 600 вольт. Схема включения приведена ниже:

VDD Logic supply

HIN Logic input for high side gate driver output (HO), in phase

SD Logic input for shutdown

LIN Logic input for low side gate driver output (LO), in phase

V SS Logic ground

VB High side floating supply

HO High side gate drive output

V S High side floating supply return

VCC Low side supply

LO Low side gate drive output

COM Low side return

Диод VD должен выдержать обратное напряжение 600В.

VOFFSET 600V max.

IO+/- 200 mA / 420 mA

ton/off (typ.) 125 & 105 ns

Delay Matching 30 ns

R C2 – 29 0.5 10 Ом± 0.25%

C К73 – 17 630В 0.1мкФ± 10%

Начальный сброс микропроцессора

Для системы, построенной на базе микропроцессора необходима схема начального сброса и система предохранения от зависания. Так как из-за сильной электромагнитной помехи может исказиться часть информации, обрабатываемой микропроцессором в данный момент, что чревато сбоем в алгоритме управляющей программы, а так же зацикливанием работы процессора или его “зависанием”. Все это приводит к отказу в работе контроллера.

Как правило, такие сильные и фатальные помехи случаются очень редко, но если контроллер выполняет часть операций в отлаженном техническом процессе, то такой его отказ приводит к возникновению незапланированного простоя в работе и большими экономическими убытками.

Работоспособность контроллера можно восстановить, подав на процессор команду сброса (reset). Такие функции выполняет WatchDog Taimer. В данной работе эта система не реализована. Сброс микроконтроллера можно будет произвести кратковременным сбросом питающего напряжения или кнопкой Reset, расположенной на передней панели.

C К50-16-50В-1 мкФ

Возможны несколько способов реализации индикации:

на ЖК элементах,

на цифровых или символьных индикаторах и др.

Для обеспечения визуального наблюдения за функционированием контроллера введен блок индикации сигналов. Его реализация является программной.

Подпрограмма опрашивает состояния входов и выходов и выводит эти значения в порт P0 микропроцессора МК51.

Непосредственно на эти выходы подключены светодиоды, которые визуально отображают состояние входов и выходов.

Для того, чтобы светодиоды можно было подключить напрямую к порту, они должны потреблять как можно меньше тока, но при этом обеспечивать достаточную яркость свечения.

Этим запросам полностью удовлетворяют выбранные светодиоды КИПД02Б-1К. Ниже в таблице приведены их основные параметры.

Значения параметров при Т=25°С

При напряжении питания и токе светодиода 5 мА токоограничивающий резистор принимаем равным R=1кОм

R C2 – 23 0.125Вт 1КОм± 0.1%

Питание элементов схемы

На вход контроллера поступает питающее напряжение 24В, а в состав контроллера входят устройства, питающиеся от 5В, а также 15В. Проблема питания может быть решена с помощью специализированной интегральной схемы импульсного преобразователя постоянного напряжения. Примером такого преобразователя может служить интегральный преобразователь DCP. На вход этого преобразователя поступает постоянное напряжение, и на выходе тоже имеется постоянное напряжение, но другого уровня. При этом осуществляется полная гальваническая развязка между входом и выходом с помощью встроенного трансформатора. Микросхема заключена в корпус DIP14, компактна и удобна в использовании. В данной работе будет использоваться микросхема (DCP022405P(на выходе 5В)). Выходная мощность микросхем составляет 2Вт.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ DC/DC серии DCP02

На входе имеются две емкости: керамический конденсатор для устранения кратковременных пиков тока, возникающих при переключениях транзисторов и электролитический - для поддержания входного напряжения постоянным при его медленных колебаниях.

На выходе также имеются керамические конденсаторы, емкость которых будет рассчитана ниже.

Схема подключения интегральных импульсного преобразователя:

Конденсатор на входе преобразователя имеет емкость 470мкФ.

DA1 Импульсный преобразователь DCP022405P

Выходная мощность 2Вт

Выходное напряжение 5В

DA1 Импульсный преобразователь DCP022415DP

Выходная мощность 2Вт

Выходное напряжение ± 15В

C1 К50 – 16 50В 470мкФ +50 -20%

C2, C3 К50 – 16 50В 10мкФ +50 -20%

C4 К50 – 16 50В 10мкФ +50 -20%

4. Конструирование контроллера

Конструкция контроллера представляет собой плату печатную, вдвижную. Для выполнения основной печатной платы рекомендуется использовать двусторонний фольгированный стеклотекстолит марки ФТС2-35 ТУ 16-503.161-83. Двустороннее фольгирование выбрано из соображений уменьшения плотности расположения проводников и уменьшения размеров основной печатной платы устройства. Плату изготовить фотохимическим способом. Дорожки на плате травление по “позитиву”. Размеры печатной платы определяются в соответствии с ГОСТ 2.109-73.

Для увеличения жесткости печатной платы монтировать на специальную рамку, отлитую с лицевой панелью из легкого алюминиевого сплава АЛ9. Толщина рамки и панели - 3 мм. Плата крепить к рамке при помощи стяжных винтов М3.

На лицевой панели расположены отверстия под светодиоды, кнопка сброса.

Крепление кнопки сброса производится “под гайку” на передней панели.

Внешний разъем типа РШ2Н-2-16. Разъем - электрический соединитель для печатного монтажа, расположение штырьков линейное. Предназначен для работы в электрических цепях постоянного и переменного тока с частотами до 3 МГц и цепях импульсного тока.

Рекомендуемый тип припоя – ПОС 60 ГОСТ 21930-76.

Конструкция блока представляет из себя алюминиевое шасси, на котором закреплена печатная плата. Шасси блока одновременно является и направляющей при установке блока в основное (либо управляемое) устройство. На передней панели закреплены кнопка сброса и индикаторы. Плата соединена с кнопкой сброса гибкими проводами.

Разработка программного обеспечения

При выборе микропроцессорной системы управления существенно уменьшается количество дискретных элементов. Что упрощает систему, и, следовательно, повышает ее надежность. С другой стороны отказ самого микропроцессора (само по себе это явление редкое, чаще сказываются ошибки проектирования) ведет к выходу абсолютно всей системы. В то же время появляется необходимость в управляющей программе. Каждый тип микропроцессора обладает рядом только ему присущих особенностей: архитектурой, набором команд, функциональными возможностями и так далее. Все это было принято к сведению при написании программы для спроектированной системы управления.

Программа была написана на языке ассемблера для МК-51 с использованием системы отладки AVSIM51. Далее приводится алгоритм работы программы, листинг программы и hex файл, представляющий собой образ ПЗУ предназначенный непосредственно для прошивки в микросхему.

Алгоритм работы программы.

Используя особенность микропроцессора МК-51 работать с отдельными битами (булев процессор) данное задание можно выполнить напрямую запрограммировав все состояния и условия переходов.

Автоматизированное управление современными предприятиями осуществляется посредством ПТК, программно-технических комплексов. Они основаны на применении специальных аппаратно-программных средств, а именно исполнительных механизмов и средств контроля и измерения. Всё это связано локальной сетью, а управляется комплекс промышленными программируемыми контроллерами.

Содержимое работы - 1 файл

Автоматизированые системы управления.docx

Назначение и устройство промышленных контроллеров

Промышленные логические контроллеры обеспечивают максимально быстрое, безопасное и эффективное управление производственными процессами, оптимизируют работу предприятия. Основное назначение промышленных программируемых логических контроллеров – сбор информации с датчиков, логическая первичная обработка полученных данных, и выдача управляющих команд на исполнительные устройства. Работа контроллера определяется программой, которая может быть изменена пользователем в среде разработки.

ПЛК находят применение в различных отраслях промышленности, транспорта, в инженерных системах зданий и сооружений,

Черная и цветная металлургия. Особое значение здесь имеют требования безопасности. Программируемые контроллеры применяются для управления операциями на коксовых батареях, управления доменными печами, для автоматизации литейного производства, для анализа газов, для задач контроля качества.

Металлообработка и автомобильная промышленность. В этих отраслях ПЛК нашли широкое применение. Они управляют сборочными конвейерами, испытательными стендами, прессами, токарными, шлифовальными и другими станками, процессами сварки и раскроя металла.

Химическая и нефтехимическая промышленность. Здесь ПЛК используются для управления технологическими аппаратами и установками, устройствами дозирования и смешивания, процессами очистки води атмосферы от отходов химического производства.

Нефте- и газодобыча, транспортировка нефти и газа. Промышленные контроллеры используются на перекачивающих и распределительных станциях, следят за составом продукта на магистральных трубопроводах, управляют работой узлов учета.

Устройство промышленных контроллеров

ПЛК – программируемый логический контроллер, представляют собой микропроцессорное устройство, предназначенное для сбора, преобразования, обработки, хранения информации и выработки команд управления, имеющий конечное количество входов и выходов, подключенных к ним датчиков, ключей, исполнительных механизмов к объекту управления, и предназначенный для работы в режимах реального времени.

Выполнение 1 фазы обеспечивается системным программным обеспечением. После чего управление передается прикладной программе, той программе, которую вы сами записали в память, по этой программе контроллер делает то что вы пожелаете, а по ее завершению управление опять передается системному уровню. За счет этого обеспечивается максимальная простота построения прикладной программы – ее создатель не должен знать, как производится управление аппаратными ресурсами. Необходимо знать с какого входа приходит сигнал и как на него реагировать на выходах

Очевидно, что время реакции на событие будет зависеть от времени выполнения одного цикла прикладной программы. Определение времени реакции – времени от момента события до момента выдачи соответствующего управляющего сигнала – поясняется на рисунке:

Обладая памятью, ПЛК в зависимости от предыстории событий, способен реагировать по-разному на текущие события. Возможности перепрограммирования, управления по времени, развитые вычислительные способности, включая цифровую обработку сигналов, поднимают ПЛК на более высокий уровень в отличие от простых комбинационных автоматов.

Рассмотрим входа и выхода ПЛК. Существует три вида входов дискретные, аналоговые и специальные
Один дискретный вход ПЛК способен принимать один бинарный электрический сигнал, описываемый двумя состояниями – включен или выключен. Все дискретные входы (общего исполнения) контроллеров обычно рассчитаны на прием стандартных сигналов с уровнем 24 В постоянного тока. Типовое значение тока одного дискретного входа (при входном напряжении 24 В) составляет около 10 мА.

Аналоговый электрический сигнал отражает уровень напряжения или тока, соответствующий некоторой физической величине, в каждый момент времени. Это может быть температура, давление, вес, положение, скорость, частота и т. д.

Поскольку ПЛК является цифровой вычислительной машиной, аналоговые входные сигналы обязательно подвергаются аналого-цифровому преобразованию (АЦП). В результате, образуется дискретная переменная определенной разрядности. Как правило, в ПЛК применяются 8 - 12 разрядные преобразователи, что в большинстве случаев, исходя из современных требований по точности управления технологическими процессами, является достаточным. Кроме этого АЦП более высокой разрядности не оправдывают себя, в первую очередь из-за высокого уровня индустриальных помех, характерных для условий работы контроллеров.

Стандартные дискретные и аналоговые входы ПЛК способны удовлетворить большинство потребностей систем промышленной автоматики. Необходимость применения специализированных входов возникает в случаях, когда непосредственная обработка некоторого сигнала программно затруднена, например, требует много времени.

Наиболее часто ПЛК оснащаются специализированными счетными входами для измерения длительности, фиксации фронтов и подсчета импульсов.

Например, при измерении положения и скорости вращения вала очень распространены устройства, формирующие определенное количество импульсов за один оборот – поворотные шифраторы. Частота следования импульсов может достигать нескольких мегагерц. Даже если процессор ПЛК обладает достаточным быстродействием, непосредственный подсчет импульсов в пользовательской программе будет весьма расточительным по времени. Здесь желательно иметь специализированный аппаратный входной блок, способный провести первичную обработку и сформировать, необходимые для прикладной задачи величины.
Вторым распространенным типом специализированных входов являются входы способные очень быстро запускать заданные пользовательские задачи с прерыванием выполнения основной программы – входы прерываний.

Дискретный выход также имеет два состояния – включен и выключен. Они нужны для управления: электромагнитных клапанов, катушек, пускателей, световые сигнализаторы и т.д. В общем сфера их применения огромна, и охватывает почти всю промышленную автоматику.

Конструктивно ПЛК подразделяются на моноблочные, модульные и распределенные. Моноблочные имеют фиксированный набор входов выходов

В модульных контроллерах модули входов – выходов устанавливаются в разном составе и количестве в зависимости от предстоящей задачи

В распределенных системах модули или даже отдельные входа-выхода, образующие единую систему управления, могут быть разнесены на значительные расстояния

Языки программирования ПЛК

За последнее десятилетие появилось несколько технологических языков. Более того, Международной Электротехнической Комиссией разработан стандарт МЭК-61131-3, концентрирующий все передовое в области языков программирования для систем автоматизации технологических процессов. Этот стандарт требует от различных изготовителей ПЛК предлагать команды, являющиеся одинаковыми и по внешнему виду, и по действию.

Стандарт специфицирует 5 языков программирования:

Sequential Function Chart (SFC) – язык последовательных функциональных блоков;

Function Block Diagram (FBD) – язык функциональных блоковых диаграмм;

Ladder Diagrams (LАD) – язык релейных диаграмм;

Statement List (STL) – язык структурированного текста, язык высокого уровня. Напоминает собой Паскаль

Instruction List (IL) – язык инструкций., это типичный ассемблер с аккумулятором и переходам по метке.

Язык LAD или KOP (с немецкого Kontaktplan) похожи на электрические схемы релейной логики. Поэтому инженерам не знающим мудреных языков программирования, не составит труда написать программу. Язык FBD напоминает создание схем на логических элементах. В каждом из этих языков есть свои минусы и плюсы. Поэтому при выборе специалисты основываются в основном на личном опыте. Хотя большинство программных комплексов дают возможность переконвертировать уже написанную программу из одного языку в другой. Так как некоторые задачи изящно и просто решаются на одном языке, а на другом придется столкнуться с некоторыми трудностями

Наибольшее распространение в настоящее время получили языки LAD, STL и FBD.

Программный комплекс CoDeSys

Открытость МЭК стандартов привели к созданию фирм занимающихся исключительно инструментами программирования ПЛК.

Наибольшей популярностью в мире пользуются комплекс CoDeSys. CoDeSys разработан фирмой 3S. Это универсальный инструмент программирования контроллеров на языках МЭК, не привязанной к какой-либо аппаратной платформе и удовлетворяющим всем современным требованиям.

Основные особенности:
- полноценная реализация МЭК языков
- встроенный эмулятор контроллера позволяет проводить отладку проекта без аппаратных средств. Причем эмулируется не некий абстрактный контроллер, а конкретный ПЛК с учетом аппаратной платформы
- встроенные элементы визуализации дают возможность создать модель объекта управления и проводить отладку, т.е. дает возможность создавать человеко-машинного интерфейса (HMI)
- очень широкий набор сервисных функции, ускоряющий работу программиста
- существует русская версия программы, и русская документация

Комплексные шкафы автоматики

В большинстве случаев использование контроллеров на объектах требует их размещения в шкафах-конструктивах, обеспечивающих необходимую степень защиты и подключение внешних кабелей.

Шкафы предназначены для размещения:

- блоков питания дискретных входных и выходных сигналов типа "сухой контакт";

- блоков питания аналоговых датчиков (при необходимости");

- клеммных соединителей или панелей клемных колодок;

- умощнителей дискретных сигналов;

КША представляет собой металлический шкаф с передней дверью и односторонним обслуживанием. На передней панели двери шкафа установлен блок управления и индикации БУИ. На передней панели блока БУИ расположены пульт оператора ПО, кнопки контроля сигнализации и отключения светозвуковой сигнализации, кнопки ПУСК и СТОП и единичные индикаторы (светодиоды) с нанесенными около них надписями.

Открытие двери шкафа обеспечивает доступ к монтажу и приборам (изделиям), установленным внутри шкафа. Внутри шкафа на монтажных рейках установлены: блок контроллера, блок резервной защиты, блок коммутации и связи БКС, блок питания БП, блок бесперебойного питания ББП (устанавливается по индивидуальному заказу), клеммно-блочные соединители, выключатели автоматические, блоки питания, выходные клеммные блоки. Внутри шкафа также устанавливаются автоматические выключатели для отключения питания устройств в соответствии с надписями. Интеллектуальные устройства шкафа обеспечивают выполнение подготовленных в предоставляемых в составе
КША инструментальных средств технологических программ пользователя.

Назначение и область применения КША

Комплектные шкафы автоматики (КША) целевого назначения высокой заводской готовности, состоящие из современных компонентов микропроцессорного и другого оборудования, предназначены для построения АСУТП, АСКУЭ и АСОДУ в различных отраслях промышленности, тепло- и электроэнергетики, ЖКХ.
КША имеют базовые конфигурации в зависимости от решаемых задач в составе различных программно-технических комплексов.
Последующее расширение числа обслуживаемых каналов и увеличение функциональности КША должна быть предусмотрена при выборе размеров шкафной оболочки.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Разработка контроллера управления робототехнической системы

1. Контроллер управления робототехнической системой (только цифровая часть системы).

3. Коды команд управления роботом поступают в систему управления с внешнего носителя информации через ИРПР.

4. Элементная база - ТТЛ-совместимые микросхемы

5. Критерий проектирования – минимум затрат

Содержание расчетно-пояснительной записки:

1. Лист задания (критерии проектирования)

2. Аннотация – краткое содержание

3. Постановка задачи

4. Общая схема алгоритма описания закона функционирования

5. Выбор принципа структурной организации (состав, структура устройства)

6. Синтез функциональной и принципиальной электрических схем

7. Построение временных диаграмм

8. Оценка аппаратных затрат

9. Оценка потребляемой мощности

10. Список литературы

Перечень графического материала:

1. Схема электрическая принципиальная

2. Перечень элементов

Разработать контроллер управления робототехнической системой (разрабатывается только цифровая часть системы). Робот должен отрабатывать команды: "Поднять кисть", "Опустить кисть", "Сжать кисть", "Разжать кисть", а также команды перемещения кисти в плоскости. Коды команд управления роботом поступают в систему управления с внешнего носителя информации через ИРПР.

Элементная база - ТТЛ-совместимые микросхемы.

Устройство должно принимать коды команд, а также относительные координаты перемещения кисти в случае получения кода перемещения кисти. Полный список команд, выполняемых роботом:

1) Поднять кисть.

2) Опустить кисть.

4) Разжать кисть.

5) Двигаться влево.

6) Двигаться вправо.

7) Двигаться вверх.

8) Двигаться вниз.

Будем считать, что по краям области, в которой может двигаться робот стоят датчики, которые срабатывают при достижении роботом соответствующей границы.

Предусмотрим также на устройстве переключатель сброса, который принудительно завершает выполнение текущей команды и запускает процедуру установления робота в начальное положение.

Таким образом, задача проектируемого устройства – преобразование входных данных в унитарный код, подаваемый на соответствующий выходной разъём. Причём в случае команды перемещения кисти унитарный код требуется подать на разъём число раз, указанное во втором входном байте.

На каждом цикле своей работы устройство получает байт с кодом команды и числом шагов в случае команды движения.

Каждый цикл начинается с отправки устройством в ИРПР сигнала ЗП. После чего устройство ожидает сигнал СТР, по которому считывает байт данных. Из полученного байта данных устройство получает код команды; если код команды соответствует:

1) Командам движения. То в специальный счётчик записывается часть входного байта, отвечающая за число шагов, и на выходной разъём будет подано соответствующее число импульсов унитарного кода. Если во время движения сработает один из датчиков по краям поля, то выполнение команды прекращается.

2) Командам управления кистью, то отправляется соответствующий унитарный код, причём всегда только один раз.

Читайте также: