Контроль распределения тепловых потоков в окружающей среде
Контрольная работа - Компьютеры, программирование
Другие контрольные работы по предмету Компьютеры, программирование
»ефонной линии в главный ПК, где может храниться и обрабатываться информация, поступившая от нескольких подобных систем. В это же время происходит опрос сенсорной клавиатуры, которая представляет единый комплекс с монитором. Если было произведено касание клавиши, то происходит обработка, изменение параметров и возвращение в основной текст программы. Если клавиша была не нажата, то начинается новый цикл опроса датчиков. Помимо этого пользователь как непосредственно на месте, так и с помощью главного ПК вывести на монитор информацию о температуре за последние 400 дней. Проанализировав распределение тепла в исследуемом помещении, в дальнейшем можно будет правильно произвести установку обогревательных (или охладительных) систем. Данная система имеет небольшие габаритные размеры, простоту в настройке и эксплуатации.
Составление структурной схемы
Рис. 1
Система разработана на основе микроконтроллера типа CPJ 188-5MX в формате Micro PC фирмы Fasmel. Модуль CPU188-5MX позволяет наиболее полно реализовать задачи, поставленные на этапе разработки комплекса, при его относительно невысокой стоимости Его функциональные возможности допускают подключение внешних устройств и организацию связи с компьютером верхнего уровня АСУ ТП через интерфейсы RS-485 или RS-232; через универсальный порт ввода-вывода реализуются функции управления индикацией, контроля цепей термопреобразователей сопротивления, управления сигнальными и исполнительными устройствами Данная плата широко используется в разработках, и имеется положительный опыт ее эксплуатации в условиях резко континентального климата в со ставе ряда измерительно-вычислительных комплексов для контроля технологических параметров на предприятиях.
ПЭВМ-ЦП, входящая в оборудование центрального поста комплекса, построена на базе аппаратных средств фирмы Advantech с использованием шасси промышленного компьютера IPC-610, процессорной платы Pentium половинного размера РСА-6151 (166 МГц, 64 Мбайт ОЗУ, интерфейс VGA), платы ввода-вывода PCL-724 и пассивной объединительной платы РСА-6114. Питание компьютера обеспечивается блоком бесперебойного питания АРС Back-UPC 400. Ввод в ПЭВМ-ЦП информации от датчиков реализован через интеллектуальную интерфейсную плату PCL-844+ фирмы Advantech, согласующую потоки данных из разных источников.
коммутатор и входной усилитель аналоговых сигналов, поступающих с датчиков, необходимый для коммутации сигналов в одну общую шину.
аналого-цифровой преобразователь (АЦП), преобразующий входное напряжение в цифровой код.
преобразователь, предназначенный для согласования сигнала поступающего от АЦП в микропроцессор вычислительного устройства.
микроконтроллер, содержащий микропроцессор, оперативно-запоминающее устройство, контроллеры необходимых для сопряжения микроконтроллера с монитором, модемом и принтером.
Подбор элементов и расчет надежности
Поскольку моя система работает в пределах измерения температуры от -10 до +50 С, с погрешностью измерения температуры не более 5% и с периодом опроса датчиков через период времени, составляющей не менее 1 минуты, то в качестве элементов используются следующие элементы:
для датчиков температуры используются терморезисторы ММТ-8, для которых характерны следующие параметры: пределы номинального сопротивления 1…1000 Ом, допустимое отклонение сопротивления от номинального 5%, диапазон температур -40 +70С, постоянная времени не более 35 секунд;
для коммутатора аналоговых сигналов используется аналоговый мультиплексор К1КТ901 со следующими характеристиками: число входов 4, диапазон изменения напряжения на входе 0,1…1 В, коэффициент усиления напряжения на выходе 10, напряжение для управления адресными входами 3,3…5 В, потребляемая мощность 300 мВт, надежность 0.997;
в качестве АЦП используется аналого-цифровой преобразователь с двойным интегрированием фирмы Datel ADC-EK8B со следующими параметрами: число разрядов - 8, диапазон входного напряжения 1…10 В, потребляемая мощность 2000 мкВт, надежность 0,999;
преобразователь сигнала необходим для согласования сигнала, поступающего от АЦП в микропроцессор. Используется преобразователь уровня PR964TY93 фирмы Fastwel, с такими характеристиками: входное напряжение 9 В, выходное напряжение 3.3 В, число входов-входов - 8, мощность потребляемая преобразователем <150 мВт, наработка на отказ свыше 7,2 млн. часов;
вычислитель, состоящий из микроконтроллера и периферийных устройств;
микросхема Flash памяти MD2203-D288 (емкость 1024 Мб, количество циклов перезаписи до 109 раз, срок службы 200 лет, потребляемая мощность 1000 мкВт, диапазон рабочих температур -40…+85 С), также в состав микроконтроллера входят адаптеры для сопряжения его с внешними периферийными устройствами;
жидкокристаллический монитор, служащий для отображения диаграммы распределения тепловых потоков в контролируемом помещении и другой необходимой информации, а также для ввода корректирующих параметров системы. В качестве ЖКИ используется LCD монитор типа HITAC CA 35, со следующими параметрами: размер диагонали экрана 13,3, устойчивость к силовым нагрузкам до 70g, диапазон рабочих температур -20 +50С, срок службы не менее 510 часов;
источник питания, для обеспечения питания всех устройств системы APC Back-UPC 400, с выходной мощностью 250 Вт, входным напряжением питания 220 В, 50 Гц, время работы при отключенном питании около 20 часов;
также имеется внешний модем и внешний принтер, для выдачи данных на печать и передачи их по телефонной ил