Туристичний потенціал Бельгії

Содержание


Введение

Задание

. Структурная схема системы автоматизации

. Формулировка задачи автоматизации

. Выбор задающих и исполнительных элементов системы

. Выбор и обоснование выбора микропроцессорного элемента

. Расчет нагрузочных характеристик микроконтроллера

. Составление электрической схемы и спецификации элементов

. Блок-схема

. Написание программного обеспечения

Заключение

Список литературы


Введение

автоматизация микропроцессорный управление алгоритм

Целью курсовой работы является проектирование АСР на микропроцессорных элементах.

Для достижения этой цели следует выполнить следующие пункты задания:

  1. составить структурную схему системы автоматизации;
  2. сформулировать задачу автоматизации;
  3. выбрать исполнительные и задающие элементы;
  4. выбрать и обосновать выбор микропроцессорного элемента управления;
  5. рассчитать нагрузочные характеристики элементов;
  6. составить электрическую схему и спецификацию элементов;
  7. составить алгоритмическую схему управления;
  8. написать программное обеспечение.

Задание


Включить насос при следующих условиях:

-Включена кнопка "пуск"

-Отключена кнопка "стоп"

-Нет аварийного сигнала с датчика двигателя

-Нет сигнала с датчика уровня жидкости

Отключить насос при обратных значениях этих сигналов


1. Структурная схема системы автоматизации


Структурная схема составляется с целью формулировки и конкретизации задачи управления. Обязательным компонентом решения задачи автоматизации в данной курсовой работе является использование микропроцессорного элемента управления. Структурная схема должна включать в себя микропроцессорный элемент управления (микроконтроллер), входные и исполнительные элементы.


Рис.1 Структурная схема системы автоматизации


На рисунке 2 показана структурная схема системы автоматизации, ниже основные элементы системы автоматизации.

Д1 - датчик двигателя

Д2 - датчик уровня жидкости

К1 - кнопка "ПУСК"

К2 - кнопка "СТОП"

Н - насос (двигатель насоса)


. Формулировка задачи автоматизации


При включении кнопки "ПУСК" К1 сигнал поступает на микроконтроллер, включается насос Н, при включении кнопки "СТОП" К2 - насос выключается. Если нет аварийных сигналов с датчиков двигателя Д1 и уровня жидкости Д2 на микроконтроллер, то насос продолжает работать в противном случае он должен быть выключен.


Как только уровень в ёмкости достигнет верхнего (ВУ), сработает реле К1 и своими контактами заблокируется на контрольный электрод нижнего рабочего уровня (НУ), а контактами К1.1, К1.2 отключит насос. При разборе воды из ёмкости уровень начинает снижаться, и как только он достигнет нижнего рабочего, реле К1 отпустит, насос включится и будет работать пока ёмкость не наполнится. Схема хороша своей простотой и надёжностью, но работоспособна только с маломощными реле и, соответственно, с маломощными насосами. Выходную мощность устройства можно повысить, добавив в схему пускатель, также для удобства в эксплуатации в схему добавлены кнопки ручного пуска и останова насоса, что позволяет вручную запустить насос, когда накопительная ёмкость ещё не опустела - после заполнения насос отключится автоматически. Также после автоматического пуска насоса кнопкой "стоп" можно его остановить, не дожидаясь наполнения ёмкости.


3. Выбор задающих и исполнительных элементов системы


Датчик уровня жидкости LLE102000


Бесконтактные оптические твердотельные датчики уровня жидкости предназначены для определения порогового уровня жидкости в различных емкостях. Датчики, в зависимости от назначения, выпускаются в пластмассовом (полисульфон) или металлическом (нержавеющая сталь или латунь) корпусе. ИК излучатель и ИК приемник датчика расположены внутри прозрачного колпака. В отсутствии жидкости ИК луч отражается от поверхности колпака и принимается фотоприемником. При погружении колпака в жидкость происходит изменение его коэффициента преломления, что влечет изменение угла отражения и, соответственно, снижения интенсивности излучения в апертуре приемника. Падение тока через фототранзистор вызывает переключение триггера. По сравнению с датчиками поплавкового типа, оптические датчики Honeywell имеют значительно больший срок службы, обладают быстрым временем отклика, просты в установке и легко стыкуются с микроконтроллерами. Датчики имеют дополнительные схемы защиты от короткого замыкания по выходу, превышения питающего напряжения и случайной смены его полярности.



Области применения датчиков уровня жидкости

-Торговые автоматы

-Ванны и души

-Пищевое производство

-Медицинская аппаратура

-Компрессорная техника

-Механические станки

-Автомобильная техника


ПроизводительHoneywell Sensing and ControlСерияLLEТипLiquidВыходная конфигурацияBipolar: Dry-HighТип монтажаPanel Mount, M12 ThreadМатериал- Корпуса, ПризмыPolysulfoneРабочая температура-25°C ~ 80°CМаксимально допустимое напряжение5 ~ 12ВТок пит15 мAТок вых10 мА

Погружной насос Водолей БЦПЭ-0,5-16У



Погружной насос Водолей БЦПЭ -0,5-16У* (60/27) - технические характеристики:

Номинальная объемная подача:1,8 м3/чОбщий напор при номинальном объеме подачи:16 мМаксимальная объемная подача:3,6 м3/чМаксимальный напор:27 мНоминальная потребляемая мощьность:400 ВтНапряжение:220+-22 ВЧастота сети:50 ГцПотребляемый ток:1,8 АЧастота вращения:2800 об/минРежим работы насоса:ПродолжительныйМасса брутто, не более:8,0 кгМасса нетто, не более:7,7 кгКоличество ступеней насосной части:3Максимальный диаметр насоса:не более 105 ммLE-114P 10A - твердотельное реле. Управляется логическим высоким/низким уровнем и способно коммутировать токи до 10А при напряжении 220В. Согласования с PICом не требует.


4. Выбор и обоснование выбора микропроцессорного элемента


В курсовой работе использован микропроцессорный элемент PIC16C71X компаний "Microchip", так как у данного микроконтроллера 13 портов ввода/вывода, что является достаточным для осуществления данного проекта.


Память программ, байтОЗУ данныхЧаст., МГцПорты вв./выв.АЦП/ЦАППерезап. по сбою питанияТаймерыПрограм. на плате512x143620134/0есть1+WDTесть

Особенности: - 25мА втек./вытек. ток

Периферия PIC16C71X:

·Timer0: 8-разрядный таймер/счетчик с 8-разрядным программируемым предварительным делителем

·8-разрядный многоканальный аналого-цифровой преобразователь

·Схема сброса по падению напряжения питания (BOR)

·До 13 линий ввода/вывода с индивидуальным контролем направления


Характеристики PIC16C71X710711715Память программ (ЭППЗУ) x 145121K2KПамять данных (байт) x 83668128Линий ввода/вывода131313Таймеров111Каналов АЦП444Программирование на платеестьестьестьСброс по падению напряженияестьестьестьИсточников прерываний444

Особенности ядра микроконтроллера PIC16C71X:

·Высокопроизводительный RISC-процессор

·Всего 35 простых для изучения инструкции

·Все инструкции исполняются за один такт, кроме инструкций перехода, выполняемых за два такта

·Скорость работы: тактовая частота до 20 МГц минимальная длительность такта 200 нс

·Память программ объемом до 2K x 14 слов, память данных (ОЗУ) объемом до 128 x 8 байт

·Механизм прерываний

·Воьмиуровневый аппартный стек

·Прямой, косвенный и относительный режимы адресации

·Сброс при включении питания (POR)

·Таймер включения питания (PWRT) и таймер запуска генератора (OST)

·Сторожевой таймер (WDT) с собственным встроенным RC-генератором для повышения надежности работы

·Программируемая защита кода

·Режим экономии энергии (SLEEP)

·Выбираемые режимы тактового генератора

·Экономичная, высокоскоростная технология КМОП ЭППЗУ

·Полностью статическая архитектура

·Широкий рабочий диапазон напряжений питания: от 2,5В до 6,0В

·Сильноточные входы/выходы 25 мА

·Коммерческий, промышленный и расширенный температурный диапазоны

·Схема контроля ошибок четности в памяти программ со сбросом ошибки четности (PIC16C715)

·Низкое потребление энергии: - < 2 мА при 5,0 В, 4,0 МГц - 15 мкА (типичное значение) при 3 В, 32 кГц - < 1,0 мкА (типичное значение) в режиме STANDBY

Цоколевка:



5. Расчет нагрузочных характеристик микроконтроллера


Расчет нагрузочных характеристик микроконтроллера производится с учетом произведенного выбора элементов.

Каждое из подключаемых к контроллеру устройств является нагрузкой на его портах. Выходной ток Iп по каждому порту будет в паспортных данных контроллера. Также указано и внутреннее сопротивление подключаемого устройства, обозначим его Iн. Напряжение питания Vdd контроллера и подключаемого устройства должны быть равными или находиться в совместимых пределах. Тогда нагрузочный ток по выходу контроллера рассчитаем по закону Ома:

Iнi= Vdd/Rнi


При этом рассчитанное значение не должно превышать допустимого значения

>= Iнi


Здесь i -номер входного или выходного канала.

Из паспортных данных микроконтроллера находим, что выходной ток Iнi не должен превышать 25 мА.

Для датчиков i=1..2 (RH=Rдатчик+Rсопр)

Допустимое значение тока питпния датчика уровня 15 мА

нi=5В/333 Ом=15 мА

=25мА

Неравенство Ini>= Iнi выполнено.

Определение входов и выходов:-датчик двигателя- датчик уровня жидкости- кнопка "ПУСК"- кнопка "СТОП"- насос


6. Составление электрической схемы и спецификации элементов


Схема подключения датчиков к микроконтроллеру:



Схема подключения насоса к микроконтроллеру. Подключение производится посредством реле.



Электрическая схема:



7. Блок-схема



8. Написание программного обеспечения


Текст программы для решения поставленной задачи будем писать на языке Assembler с помощью программы MPLAB 7.20 и микроконтроллера PIC16C710

Текст программы с пояснениями:


include <p16c710.inc>


Команды для управления насосом:


ON_NASOS EQU 0x00C; Насос включен_NASOS EQU 0x001; Насос выключен


Настройка портов ввода и вывода

PORTA; Очистка PORTAPORTB; Очистка PORTB

MOVLW PORTA; Настройка PORTA на вводPORTB; Настройка PORTB на вывод


Программа проверки кнопок на нажатие


KNOPKAPORTA,2; включена кнопка "ПУСК"DATCHIK_1; если да проверить аварийный сигнал с датчика двигателяPORTA,3; если нет включена кнопка "СТОП"OFF_NASOS; если да выключить насосDATCHIK_1; нет проверить датчик уровня жидкости

Программа проверки датчика двигателя


DATCHIK_1PORTA,0; есть аварийный сигнал с датчика двигателяOFF_NASOS; если да выключить насосDATCHIK_2; нет проверить датчик уровня жидкости


Программа проверки датчика уровня жидкости


DATCHIK_2PORTA,1; есть аварийный сигнал с датчика уровня жидкостиOFF_NASOS; если да выключить насосON_NASOS; нет включить насосKNOPKA; перейти в программу проверки кнопок


Заключение


В этой курсовой работе мы научились проектировать ACP охраны периметра, составлять электрические и алгоритмические схемы управления, выбирать исполнительные и задающие элементы, а также конкретно ставить задачу автоматизации и выполнять её.

В пункте Структурная схема системы автоматизации составлена схема для конкретизации задачи, включающую в себя микропроцессорный элемент, задающие (датчики двигателя и уровня жидкости) и исполнительные (насос) элементы.

В пункте Формулировка задачи автоматизации и алгоритм конкретно сформулирована задача автоматизации и составлен словесный алгоритм, подробно описывающий эту задачу.

В пункте Выбор задающих и исполнительных элементов системы приведены электрические характеристики, схемы, внешний вид и фотографии для каждого элемента цепи, а также пояснения к этим элементам.

В пункте Выбор и обоснование выбора микропроцессорного элемента приводятся все характеристики микроконтроллера, преимущества в сравнении с другими, экономические показатели, особенности программирования, а также подсчитано количество входных и выходных сигналов.

В пункте Расчёт нагрузочных характеристик микроконтроллера рассчитаны внутреннее сопротивление каждого элемента, являющегося нагрузкой на портах микроконтроллера, и нагрузочный ток по выходу для порта: он не превышает значения, указанного в паспорте.

В пункте Составление электрической схемы и спецификации элементов приведена электрическая схема составлена спецификация элементов этой схемы.

В пункте Составление алгоритмической схемы управления составлена блок-схема для написания программного обеспечения.

В пункте Написание программного обеспечения приведён текст программы на языке Assembler с пояснениями, составленной в соответствии с блок-схемой.

Наша задача полностью выполнена: микроконтроллер PIC16С710 может управлять работой нагревателя воды с помощью программы, написанной на языке Assembler.


Список литературы


1.Копесбаева А.А. Элементы и устройства автоматики. Методические указания к выполнению лабораторных работ (для студентов специальности 360140 - АИСУ). - Алматы: АИЭС, 2003.

2.Предко М. Справочник по PIC-микроконтроллерам. - Москва, 2002.

.Тавернье. Практические примеры использования контроллеров PIC*. - Перевод с французского / Москва, 2003.

.Яценков В.С. Микроконтроллеры MicroChip. Практическое руководство. - Москва, 2002.

.Однокристальные микроконтроллеры PIC12C5x, PIC16x8x, PIC14000, MI6C/61/62/ перевод с английского Б.Я. Прокопенко; под редакцией Б.Я. Прокопенко. - Москва, 2000.


Теги: Туристичний потенціал Бельгії  Курсовая работа (теория)  Туризм
Просмотров: 44018
Найти в Wikkipedia статьи с фразой: Туристичний потенціал Бельгії
Назад