Расчет и разработка микропроцессорной системы управления для гибкого автоматизированного участка по выпуску деталей "Крышка"
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?ва производится на основании вычислений проведенных по составленным уравнениям (математической модели), которые в явном виде описывают функционирование ГАУ во всех возможных ситуациях.
6.3 Функция вывода
Вывод данных: выходными элементами для системы управления ГАУ являются исполнительные механизмы.
Тогда выходы системы:
сигналы на электромагниты пневмоцилиндров (U=24B,I=0,6A);
сигналы на транзисторные ключи ЭДПТ;
сигналы на пускатели асинхронных двигателей;
сигналы, поступающие на станок, предназначенные для управления работой механизмов станка (U=24B,I=0,6A).
.4 Функции микропроцессорной системы
Функциональная спецификация должна определять какие функции необходимо выполнять для удовлетворения требований пользователя и обеспечения интерфейса между системой и её окружением.
1. Тестирование при первоначальном включении и в процессе работы;
. Выполнение поступившего задания посредством формирования маршрута движения и выдача управляющих сигналов к исполнительным механизмам конвейеров, промышленного робота и станков в зависимости от заложенного алгоритма и информации от датчиков;
.1 Формирование переменных математической модели;
.1.1 Считывание данных (информации) от датчиков;
.1.2 Проведение гальванической развязки;
.1.3 Формирование уровней ТТЛ;
.2 Расчет управляющих воздействий;
.2.1 Считывание данных и занесение их в ячейки памяти;
.2.2 Расчет математической модели;
.2.3 Формирование управляющих воздействий;
2.2.4 Вывод управляющих воздействий на порт;
.3 Вывод выходных сигналов;
2.3.1 Гальваническая развязка между микропроцессором и силовой цепью механизмов;
.3.2 Согласование сигналов на выходе устройства гальванической развязки с возможным сигналом подаваемом на исполнительные механизмы;
.3.3 Вывод управляющего сигнала на исполнительные механизмы;
.4 Управление исполнительными механизмами;
.4.1 Прием сигнала и соответствующие действия исполнительных механизмов.
7. Разработка функциональной модели
Функциональная модель следующий этап проектирования. Функциональная модель объединяет одинаковые функции системы в модули. Глобально система состоит из трёх модулей: ввод, обработка, вывод.
Для реализации системы детализирую их.
Перечень модулей:
модуль преобразования входного напряжения. На вход его поступают сигналы с датчиков с различными электрическими уровнями. Здесь они преобразуются в унифицированные значения тока и напряжения необходимые для подачи на вход следующего модуля. Этот модуль реализуется аппаратно;
модуль гальванической развязки сигналов. Является аппаратным модулем. Применяются оптроны. Выполняет две функции: защищает от помех микропроцессорную систему и формирует на выходе сигнал ТТЛ уровня;
модуль мультиплексирования входных сигналов. Реализован аппаратно. Предназначается для коммутации на входе микроконтроллера слова данных;
модуль ввода данных из порта - программный модуль;
модуль вывода результатов - программный модуль;
модуль вычислений - программный модуль. В нем вычисляется значения управляющих функций;
модуль записи в регистр (аппаратный) при подаче в регистр сигналов управления и появлении на выводах порта байта данных;
модуль увеличения нагрузочной способности. Он состоит из инверторов с открытым коллектором. Тока с выхода регистра не хватает для подсветки фотодиода в оптроне, поэтому приходится применять увеличение нагрузочной способности;
модуль усиления (аппаратный). Состоит из транзисторных ключей, которые усиливают ток управления до необходимого уровня;
модуль тиристорных и транзисторных ключей (аппаратный).
Более наглядное изображение (см. лист Функциональная модель). Модули разделяются на программные и аппаратные. Существуют функции, которые выполняются или только программно, или только аппаратно. Проблемы разделения не существует. Существуют функции, которые могут быть выполнены альтернативным путем. Они могут быть выполнены программно, аппаратно либо программно-аппаратно. При выборе реализации функций используют следующие критерии:
качество исполнения данной функции (точность, надежность и т.д.);
стоимость реализации функции.
Вопросы качества либо рассчитываются, либо определяются методом эксперимента. Наиболее дешевый способ реализации функции - это программный. Поэтому всё, что можно сделать программным путём, необходимо реализовать в программе.
8. Построение дерева процедур
Дерево вызова процедур это порядок вызова процедур в программе. Оно представляет собой древовидную структуру, которая показывает уровни вложенности подпроцедур в процедуры.
циклограмма аппаратный модуль ввод
8.1 Проектирование аппаратной части
Микропроцессорная система состоит из базового элемента МК1816ВЕ51 и следующих блоков:
блок ввода информации в МП;
- блок вывода информации на исполнительные механизмы из МП;
- блок синхронизации МП;
блок обеспечения сброса.
Принципиальная схема аппаратной части содержит:
аналоговую подсистема ввода;
подсистему коммутации;
микроконтроллер;
подсистему аналогового вывода.
Аналоговая подсистема ввода делится на два типа:
Ввод сигналов с датчиков исполнительных устройств;
Ввод информационных сигналов со станков.
.2Разработка аппаратных модулей вв