Реферат: Контроллер промышленного назначения - текст реферата. Скачать бесплатно.
Банк рефератов, курсовых и дипломных работ. Много и бесплатно. # | Правила оформления работ | Добавить в избранное
 
 
   
Меню Меню Меню Меню Меню
   
Napishem.com Napishem.com Napishem.com

Реферат

Контроллер промышленного назначения

Банк рефератов / Радиоэлектроника

Рубрики  Рубрики реферат банка

закрыть
Категория: Реферат
Язык реферата: Русский
Дата добавления:   
 
Скачать
Microsoft Word, 964 kb, скачать бесплатно
Заказать
Узнать стоимость написания уникального реферата

Узнайте стоимость написания уникальной работы

Разработка устройства логического управления (контроллера ) промышле нного назначения Введение. В данном курсовом проекте поставлена задача разработать некий промышленный контроллер для работы в условиях произво дства . Задача может быть выполнена на микр опроцессоре с гибкой программируемой логикой , а также на дискретных эле ментах с жесткой логикой . Реализация на микропроцессоре обладает ве сомыми преимуществами . Гибкая логика , возможность легкой модернизации контроллера , перспективность . Программируемая логика реализована на мик ропроцессоре типа МК -51 фирмы ATMEL – AT 89 C 51 , который благодаря встроенной FLASH памят и , обладает возможностью электрического перепрогр аммирования , а значит быстрой модернизации уп равляющей программы . Наличие микропроцессора в современных кон троллерах позволяет создавать сложные , гибкие , компактные и надежные системы управления с централизованным управлением и диагностикой . Структурный синтез цифрового автомата Обозначим структуру проектируемог о микроконтроллера. Управляющий логический блок на основе микропроцессора . Блок сбора информации и преобр азо вания ее в вид , требуемый для обработки микропроцессором . Блок гальванической развязки входных сигн алов и сигналов , поступающих на микропроцессо р. Блок связи с исполнительными устройствами (включающий гальваническую развязку ) для прео бразования выходны х сигналов микропроцессора в мощные сигналы управления. Блок начального сброса микропроцессора. Блок индикации входных и выходных сиг налов. Блок электропитания контроллера. 2. Разработка принципиальной схе мы. 1. Управляющий логический блок. В качестве осн овы для контроллера выбран популярный микропроцессор типа MK-51 от фирмы Atmel – AT89C51. Его основные преимущества п еред подобными процессорами иных фирм : Полностью совместим с семейством МК -51. 4 кб встроенной перепрограммируемой Flash памяти ( включая пе репрограммирование непосредственно на пл ате по протоколу SPI ) при не менее 10 3 циклов перезаписи. Работа на частотах от 0 до 40 МГц . 128х 8 бит ОЗУ. 32 программируемых линии портов ввода /выв ода. Два 16-битных таймера счетчика Шесть источников прерываний Пр ограммируемый последовательный канал совместимый с RS -232- S . 2. Блок сбора информации и преобразования ее в вид , пригодный для обработки микропроцессором. Входная информация и выходн ая информация проходит через в нешний разъем типа РШ 2Н -2-16. В таблице 1 п риведен список и у словное обозначение входных и выходных сигнал ов из задания. Табл . 1. Наименование сигнала по заданию Присвоенное название Входные сигналы S1 - контактный датчик S1 S2 – контактный датчик S2 S3 – контактный датчик S3 Ua - Аналоговый с игнал напр яжения в диапазоне 0..10В UA Ev – датчик освещенности 0..200лк EV Выходные сигналы Электромагнит Y1 Y1 Электромагнит Y2 Y2 Тр . Модуль – VT1 Y3 Тр . Модуль – VT2 Y4 Условия переходов автомата S1 U < 7 B X1 EV < 40 лк X2 (S1 S2) U > 1 B X3 S3 ^ EV < 50 лк X4 S2 ^ U < 3 B X5 EV > 100 лк X6 Сигнал с датчика освещенности (фоторезистора СФ 2-1) снимаем по такой схеме : Далее сигнал поступает на делительный мост из резисторов , формирующий н ужный уровень сигнала , подаваемый на схему из двух компараторов . На не инвертирующий вход компаратора подается измер яемая в еличина напряжения , а на инвертирующий – величина опорного напряжения , при достижении которой значение логического сигнала на выход е компаратора меняется на противоположное. Срабатывание при нужном значении освещенности регулируется по дстроечными ре зисторы марки РП 1 – 48 10 КОм 10 %. Компаратор LM 29000. Его электрические характеристики : Максимальный потребляемый ток 2 мА. Напряжение смещения 1 мВ. Корпус DIP -14. Для организации высокостабильного опорного напряжения выбра ны специализированная микр осхема LM4130 фирмы National Semiconductor. Выходное опорное напряжение 4.096 В Погрешность выходного напряжения 0. 05 % Температурный коэффициент нестабильности 3*10 -6 / о С Минимальное входное напряжение 5 В Потребляемый ток 1 мА Ма ксимальный выходной ток 30-50 мА Изменение выходного напряжения (при I вых = 3 0.. 5 0 мА ) 0.05% По такой же схеме организован прием и формирование логических сигналов UA на микропроцессор. 3. Блок гальванической развязки входных сигналов и сигналов , поступающи х на микропроцессор. Входные величины поступают из внешней (для контроллера ) среды , что говор ит о возможном наличии помех различных ти пов . Так же необходимо предусмотреть возможно сть неправильной полярности подключения датчиков . Поэтому возникла необходимо сть в гал ьванической развязке сигналов . Для того , чтобы развязать входные уров ни микропроцессора и входных сигналов от датчиков применены три оптопары К 249КН 4П . Характеристики , по которым они были выбраны : Uмахком =60 В ; Iвх min=10 мА ; Iвх max=25 мА ; Iком =8 мА. Резисторы R1 и R2 рассчитываются из условий максимального входного и коммутируемого токов . Диод обеспечивает защиту от неправильной полярности включения. Резисторы : R1 C2 – 23 0.25Вт 1600 Ом 0.25% R2 C2 – 23 0.125Вт 270 Ком 0. 1 % Диод КД 521А (Д 220А ): U пр =1В , U обр =75В , I пр.ср =50мА , I обр =1мкА. Обработка выходных величин : Электромагнит. В данной работе автомат г енерирует в ыходной сигнал управления элек тромагнитом (=24В , 10Вт ). Данная мощность явно н е позволяет подключать электромагнит непосредств енно к выходу микропроцессора , поэтому здесь целесообразно применить мощные твердотельные оптоэлектронные реле . Мощность на выход е которых может достигать достаточно бо льших значений . В оптопаре одновременно реали зуется гальваническая развязка силовой и упра вляющей цепей , а также усиление по мощност и сигнала . Схема подключений оптоэлектронного реле : Твердотельное реле для цепей постоянного тока 5П 19А 1: Напряжение коммутации -60..+60В Ток коммутации -3..3А Входной ток 10 – 25мА Входное напряжение в выключенном состояни и -3.5..0.8 В Рассеиваемая мощность 1000мВт Температура окр . среды -45..+85 Корпус SIP 12 Резистор : R C2 – 23 0.125Вт 360 Ом 0. 1 % Транзисторный модуль Транзисторный модуль М 2ТКИ -50-12 управляется специализированным драйвером - драйвер транзисторных модулей такого типа - IR 2112 фирмы International Rectifier . Драйвер способен выдерживать напряжения до 600 вольт. Схема включения приведена ниже : Symbol Description 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 н апряжение 600В. Диод КД 105Г (КД 209В ): U пр =1В I ср.пр =300 мА I ср.обр =0.1мА U обр =800В Драйвер IR 2112: Параметры драйвера : VOFFSET 600V max. IO+/- 200 mA / 420 mA VOUT 10 - 20V ton/off (typ.) 125 & 105 ns Delay Matching 30 ns Корпус DIP14 . Резисторы : R C2 – 29 0.5 10 Ом 0. 25 % Конденсатор : C К 73 – 17 630 В 0.1мкФ 10 % На чальный сброс микропро цессора Для системы , построенной на базе микропроцессора необходима схема начально го сброса и система предохранения от зави сания . Так как из-за сильной электромагнитной помехи может исказиться часть информации , обрабатываемой микропро цессором в данный момент , что чревато сбоем в алгоритме управляющей программы , а так же зацикливани ем работы процессора или его “зависанием” . Все это приводит к отказу в работе контроллера . Как правило , такие сильные и фатальные помехи случаются очень ред ко , но если контроллер выполняет часть операций в отлаженном техническом процессе , то такой е го отказ приводит к возникновению незапланиро ванного простоя в работе и большими эконо мическими убытками. Работоспособность контроллера можно восстано вить , подав н а процессор команду сброс а (reset). Такие функции выполняет WatchDog Taimer . В данной работе эта система не реализована . Сброс микроконтроллера можно будет произвести кратко временным сбросом питающего напряжения или кн опкой Reset , расположенной на передней панели . Конденсатор : C К 50-16-50В -1 мкФ Индикация Возможны несколько способов р еализации индикации : на светодиодах , на ЖК элементах , на цифровых или символьных индикаторах и др. Для обеспечения визуального наблюдения за функционированием контроллера введен блок ин дикации сигналов . Его реализация является про граммной . Подпрограмма опрашивает состояния входов и выходов и выводит эти значения в по рт P0 микропроцессора МК 51. Непоср едственно на эти выходы под ключены 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 ярк ость свечения. Этим запросам полностью удовлетворяют выб ранные светодиоды КИПД 02Б -1К . Ниже в та блице приведены их основные параметры . Тип прибора Цвет свечения Значения параметров при Т =25 ° С I пр.мах. mA U обр (U обр.и ) B I v. мккд (L, кд /м 2 ) U пр. B I пр.ном. mA я мах. mkM КИПД 02Б -1К Красный 900 1,8 5 0,7 20 3.0 При напряжении питания и токе светодиода 5 мА токоограничивающий резистор п ринимаем равным R=1кОм Резисторы : R C2 – 2 3 0.125Вт 1КОм 0. 1 % Питание элементов схемы На вход контроллера поступает питающее напряжение 24В , а в состав ко нтроллера входят устройства , питающиеся от 5В , а также 15В . Проблема питания может бы ть решена с помощью специализированной интегр альной схемы импульсного преобразователя постоян ног о напряжения . Примером такого преобраз ователя может служить интегральный преобразовате ль DCP. На вход этого преобразователя поступает постоянное напряжение , и на выходе тоже имеется постоянное напряжение , но другого уровня . При этом осуществляется полная г альваническая развязка между входом и выходом с помощью встроенного трансфор матора . Микросхема заключена в корпус DIP14, компак тна и удобна в использовании . В данной работе будет и спользоваться микросхема (DCP022405P(на выходе 5В )). Выхо дная мощность микро схем составляет 2Вт . ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ DC/DC серии DCP02 На входе имеются две емко сти : керамический конденсатор для устранения кратковременных пиков тока , возникающих пр и переключениях транзисторов и электролит ический - 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 имее т емкость 470мкФ . DA1 Им пульсный преобразователь DCP022405P Выходная мощность 2Вт Выходное напряжение 5В Входное напряжение 24В DA1 Импульсны й преобразователь DCP0224 1 5 D P Выходная мощность 2Вт Выходное напряжение 1 5В Входное напряжение 24В Конденса торы : C1 К 50 – 16 50В 470мкФ +50 -20% C2, C3 К 50 – 16 50В 10мкФ +50 -20% C4 К 50 – 16 50В 10мкФ +50 -20% 4. Конструирование контроллера Конструкция контроллера представляет собой плату печатную , вдвижную . Для выполнения осн овной печатной платы рекомендует ся исполь зовать двусторонний фольгированный стеклотекстолит марки ФТС 2-35 ТУ 16-503.161-83. Двустороннее фольгирование выбрано из соображений уменьшения плотности расположения проводников и уменьшения размеров основной печатной платы устройства . Плату изг о товить фотохимическим способом . Дорожки на плате травление по “позитиву”. Размеры печатно й платы определяются в соответствии с ГОС Т 2.109-73. Для увеличения жесткости пе чатной платы монтировать на специальную рамку , отлитую с лицевой панелью из легкого алю миниевого сплава АЛ 9. Толщина рамки и панели - 3 мм . Плата крепить к рамке при помощи стяжных винтов М 3. На лицевой панели расположены отверсти я под светодиоды , кнопка сброса. Крепление кнопки сброса произ водится “под гайку” на передней панели. Внешний ра зъем типа РШ 2Н -2-16. Раз ъем - электрический соединитель для печатного монтажа , расположение штырьков линейное . Предназна чен для работы в электрических цепях пост оянного и переменного тока с частотами до 3 МГц и цепях импульсного тока. Рекомендуемый тип при поя – ПОС 60 ГОСТ 21930-76. Конструкция блока представляет из себя алюминиевое шасси , на котором закреплена печатная плата . Шасси блока одновременно явля ется 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 обеспече ния При выборе микропроцессорной системы управления существенно уменьшается колич ество дискретных элементов . Что упрощает сист ему , и , следовательно , повышает ее надежн ость . С другой стороны отказ самого микроп роцессора (само по себе это явление редкое , чаще сказываются ошибки проектирования ) веде т к выходу абсолютно всей системы . В т о же время появляется необходимость в упр авляющей п р ограмме . Каждый тип мик ропроцессора обладает рядом только ему присущ их особенностей : архитектурой , набором команд , функциональными возможностями и так далее . Вс е это было принято к сведению при нап исании программы для спроектированной системы управления. П рограмма была написана на языке ассемблера для МК -51 с использованием сист емы отладки AVSIM51. Далее приводится алгоритм работы программы , листинг программы и hex файл , предста вляющий собой образ ПЗУ предназначенный непос редственно для прошивки в микросхем у. Алгоритм работы программы. Используя особенность микропроцессора МК -51 работать с отдельными битами (булев процессо р ) данное задание можно выполнить напрямую запрограммировав все состояния и условия п ереходов. Листинг программы : 2500 A.D. 8051 Macro Assembler - Version 4.02a ------------------------------------------------ Input Filename : kurs .asm Output Filename : kurs .obj 1 ; 2 ; 3 ; 4 ; 5 ; 6 7 ;Для удо бства именуем переменные состояния 8 0020 X0: EQU 20h 9 0021 X2: EQU 21h 10 0022 X3: EQU 22h 11 0023 X4: EQU 23h 12 0024 X5: EQU 24h 13 14 0040 R_N: EQU 55h ;задержка для антидребезговой подпрог раммы 15 0001 R_C: REG R1 ;именуем регистр для анти дребе зговой подпрограммы 16 0000 17 0025 PER: EQU 25h ;временная переменная для сравнения 18 0000 19 0000 BSECT ;переход к битовой секции 20 21 ;Задаем имена переменных для обозначен ия входных параметров 22 0090 S1:REG P1.0 ; 23 0091 S2:REG P1.1 ; 24 0092 S3:REG P1.2 ; 25 0093 U1:REG P1.3 ; 26 0094 U3:REG P1.4 ; 27 0095 U7:REG P1.5 ; 28 0096 L40:REG P1.6 ; 29 0097 L100:REG P1.7 ; 30 00B1 L50:REG P3.1 ; 31 00B2 INDL50:REG P3.2 ; 32 0000 33 ;Задание имен переменных для инди кации выходных величин 34 0000 35 0080 IND:REG P0.0 ;имя переменной для обозначения по рта индикации 36 0000 37 ;Начало программы располагаем по адрес у 30h 38 0000 02 00 30 JMP x0 39 0030 ORG 30H 40 41 ;Обработка состояния X0 42 0030 C 3 x0: CLR C ;сбрасываем флаг переноса C 43 0031 75 A0 FF MOV P2, #11111111b ;обнуляем выходы порта P2 (Q2,Q1,Q0) 44 0034 12 00 91 CALL drbzg ;вызов подпрограммы обработки дребез га 45 0037 12 00 AA CALL xx0 ;вызов подпрограммы обработки услови я X0 46 003A A2 20 MOV C,X0 ;записываем в C 1, если X0=1 47 003C 40 43 JC x5 ;переход на метку x5, если перенос C=1 48 003E 02 00 41 JMP x1 ;иначе переход на метку x1 49 50 51 ;Обработка состояния X1 52 0041 C3 x1: CLR C 53 0042 75 A0 F6 MOV P2, #111 10110b ;записываем в P2 значения вы ходов и индикации 54 0045 12 00 91 CALL drbzg 55 0048 A2 96 MOV C,L40 56 004A 40 E4 JC x0 57 004C 02 00 71 JMP x4 58 59 60 ;Обработка состояния X2 61 004F C3 x2: CLR C 62 0050 75 A0 DB MOV P2, #11011011b 63 0 053 12 00 91 CALL drbzg 64 0056 12 00 B1 CALL xx2 65 0059 A2 21 MOV C,X2 66 005B 40 03 JC x3 67 005D 02 00 71 JMP x4 68 69 ;Обработка состояния X3 70 0060 C3 x3: CLR C 71 0061 75 A0 ED MOV P2, #11101101b 72 0064 12 00 91 CALL drbzg 73 0067 12 00 C1 CALL xx3 74 006A A2 22 MOV C,X3 75 006C 40 D3 JC x1 76 006E 02 00 71 JMP x4 77 78 79 ;Обработка состояния X4 80 0071 C3 x4: CLR C 81 0072 75 A0 E4 MOV P2, #11100100b 82 0075 12 00 91 CALL drbzg 83 0078 12 00 C8 CALL xx4 84 0 07B A2 23 MOV C,X4 85 007D 40 02 JC x5 86 007F 01 4F JMP x2 87 88 89 ;Обработка состояния X5 90 0081 C3 x5: CLR C 91 0082 75 A0 D2 MOV P2, #11010010b 92 0085 12 00 91 CALL drbzg 93 0088 12 00 CF CALL xx5 94 008B A2 24 MOV C,X5 95 008D 40 C0 J C x2 96 008F 01 71 JMP x4 97 98 99 ;Подпрограмма обработки дребезга , индикации 100 0091 drbzg: 101 0091 79 40 MOV R_C, #R_N ;загрузка в регистр константы дл я антидребезга 102 0093 E5 90 st: MOV A, P1 ;загрузка в аккум . значение порта P1 103 0095 7B 0A MOV R3, #10 ;задержка для опред . дребезга 104 0097 DB FE DJNZ R3, $ ; 105 0099 B5 90 F5 CJNE A, P1, drbzg ;сравнение аккум . с портом и переход 106 009C D9 F5 DJNZ R_C, st ;отсчет времени для распознавания дребезга 107 009E E5 90 MOV A,S1 ;с екция индикации входных сиг налов 108 00A0 F4 CPL A ;инверсия значений , т.к . управление и дет по 0 109 00A1 F5 80 MOV IND,A ;запись в порт для индикации 110 00A3 C3 CLR C 111 00A4 A2 B1 MOV C,L50 112 00A6 B3 CPL C 113 00A7 92 B2 MOV INDL50,C ; 114 00A9 22 R ET ;возврат из подпрограммы 115 116 ;Подпрограмма обработки условия X0 117 00AA A2 90 xx0: MOV C,S1 ; 118 00AC B0 95 ANL C,/U7 ;логическое И бита и переноса 119 00AE 92 20 MOV X0,C 120 00B0 22 RET 121 122 123 ;Подпрограмма обработки условия X2 124 00B1 A2 90 xx2: MOV C,S1 ; 125 00B3 B0 91 ANL C,/S2 126 00B5 92 25 MOV PER,C 127 00B7 A2 91 MOV C,S2 128 00B9 B0 90 ANL C,/S1 129 00BB 72 25 ORL C,PER 130 00BD 82 93 ANL C,U1 131 00BF 92 21 MOV X2,C 132 133 134 ;Подпрограмма обработки условия X3 135 00C1 A2 92 xx3: MOV C,S3 ; 136 00C3 B0 B1 ANL C,/L50 137 00C5 92 22 MOV X3,C 138 00C7 22 RET 139 140 141 ;Подпрограмма обработки условия X4 142 00C8 A2 91 xx4: MOV C,S2 ; 143 00CA B0 94 ANL C,/U3 144 00CC 92 23 MOV X4,C 145 00CE 22 RET 146 147 148 ;Подпрограмма обработки условия X5 149 00CF A2 97 xx5: MOV C,L100 ; 150 00D1 92 24 MOV X5,C 151 00D3 22 RET 152 00D4 153 00D4 END Lines Assembled : 153 Assembly Errors : 0 Образ ПЗУ для прошивки :03000000020030CB :10003000C375A0FF1200911200AAA2204043020043 :1000400041C375A0F6120091A29640E4020071C36C :1000500075A0DB1200911200B1A2214003020071D1 :10006000C375A0ED1200911200C1A22240D302007C :1000700071C375A0E41200911200C8A223400201CE :100080004FC375A0D21200911200CFA2244 0C0012C :10009000717940E5907B0ADBFEB590F5D9F5E590E6 :1000A000F4F580C3A2B1B392B222A290B09592208F :1000B00022A290B0919225A291B090722582939243 :1000C00021A292B0B1922222A291B094922322A2B4 :0400D00097922422BD :00000001FF
1Архитектура и строительство
2Астрономия, авиация, космонавтика
 
3Безопасность жизнедеятельности
4Биология
 
5Военная кафедра, гражданская оборона
 
6География, экономическая география
7Геология и геодезия
8Государственное регулирование и налоги
 
9Естествознание
 
10Журналистика
 
11Законодательство и право
12Адвокатура
13Административное право
14Арбитражное процессуальное право
15Банковское право
16Государство и право
17Гражданское право и процесс
18Жилищное право
19Законодательство зарубежных стран
20Земельное право
21Конституционное право
22Конституционное право зарубежных стран
23Международное право
24Муниципальное право
25Налоговое право
26Римское право
27Семейное право
28Таможенное право
29Трудовое право
30Уголовное право и процесс
31Финансовое право
32Хозяйственное право
33Экологическое право
34Юриспруденция
 
35Иностранные языки
36Информатика, информационные технологии
37Базы данных
38Компьютерные сети
39Программирование
40Искусство и культура
41Краеведение
42Культурология
43Музыка
44История
45Биографии
46Историческая личность
47Литература
 
48Маркетинг и реклама
49Математика
50Медицина и здоровье
51Менеджмент
52Антикризисное управление
53Делопроизводство и документооборот
54Логистика
 
55Педагогика
56Политология
57Правоохранительные органы
58Криминалистика и криминология
59Прочее
60Психология
61Юридическая психология
 
62Радиоэлектроника
63Религия
 
64Сельское хозяйство и землепользование
65Социология
66Страхование
 
67Технологии
68Материаловедение
69Машиностроение
70Металлургия
71Транспорт
72Туризм
 
73Физика
74Физкультура и спорт
75Философия
 
76Химия
 
77Экология, охрана природы
78Экономика и финансы
79Анализ хозяйственной деятельности
80Банковское дело и кредитование
81Биржевое дело
82Бухгалтерский учет и аудит
83История экономических учений
84Международные отношения
85Предпринимательство, бизнес, микроэкономика
86Финансы
87Ценные бумаги и фондовый рынок
88Экономика предприятия
89Экономико-математическое моделирование
90Экономическая теория

 Анекдоты - это почти как рефераты, только короткие и смешные Следующий
В течение двух недель, прошедших на курорте, я получила от мужа только одну SMS-ку: "Где штопор?".
Anekdot.ru

Узнайте стоимость курсовой, диплома, реферата на заказ.

Обратите внимание, реферат по радиоэлектронике "Контроллер промышленного назначения", также как и все другие рефераты, курсовые, дипломные и другие работы вы можете скачать бесплатно.

Смотрите также:


Банк рефератов - РефератБанк.ру
© РефератБанк, 2002 - 2016
Рейтинг@Mail.ru