Автоматизированный электропривод

    Дисциплина: Технические
    Тип работы: Курсовая
    Тема: Автоматизированный электропривод

    Содержание
    Введение
    ............................................................................................................
    Структурный синтез контроллера
    ...........................................................
    Разработка принципиальной схемы
    ........................................................
    Обработка входных сигналов:
    Контактные датчики
    ................................................................................
    Аналоговый сигнал - напряжение
    ...........................................................
    Датчик освещенности
    ..............................................................................
    Обработка выходных сигналов:
    Электромагнит
    .........................................................................................
    Транзисторный
    модуль
    ..........................................................................
    Гальваническая развязка сигналов
    ......................................................
    Начальный сброс микропроцессора
    .....................................................
    Питание схемы
    .........................................................................................
    Разработка программного обеспечения
    ..................................................
    Конструирование контроллера
    ................................................................
    Перечень элементов принципиальной схемы
    .........................................
    Список литературы
    ................................................................................ …
    Введение.
    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 –
    51, 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
    ) при не менее 10
    3 циклов перезаписи.
    Работа на частотах от 0 до 40 МГц.
    128х8 бит ОЗУ.
    32 программируемых линии портов ввода/вывода.
    Два 16-битных таймера счетчика
    Шесть источников прерываний
    Программируемый последовательный канал совместимый с
    -232-
    2. Блок сбора информации и преобразования ее в вид, пригодный для обработки микропроцессором.
    Входная информация и выходная информация проходит через в
    нешний разъем типа РШ2Н-2-16.
    В таблице 1 приведен список и условное обозначение входных и выходных сигналов из задания.
    Табл. 1.
    Наименование
    сигнала
    по
    заданию
    Присвоенное
    название
    Входные
    сигналы
    S1 -
    контактный датчик
    S2 –
    контактный датчик
    S3 –
    контактный датчик
    Аналоговый сигнал напряжения в диапазоне 0..10В
    Ev – датчик освещенности 0..200лк
    Выходные
    сигналы
    Электромагнит
    Электромагнит
    Тр. Модуль
    – VT1
    Тр. Модуль
    – VT2
    Условия переходов автомата
    U 7 B
    лк
    U 1 B
    лк
    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%.
    Компаратор
    29000.
    Его электрические характеристики:
    Максимальный потребляемый ток 2 мА.
    Напряжение смещения 1 мВ.
    Корпус
    -14.
    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
    оС
    Минимальное
    входное
    напряжение
    5 В
    Потребляемый
    ток
    1 мА
    Максимальный
    выходной
    ток
    30-50 мА
    Изменение
    выходного
    напряжения
    (при
    вых=30..50 мА) 0.05%
    По такой же схеме организован прием и формирование логических сигналов
    на микропроцессор.
    3. Блок гальванической развязки входных сигналов и сигналов, поступающих на микропроцессор.
    Входные величины поступают из внешней (для контроллера) среды, что говорит о возможном наличии помех различных типов. Так же необходимо предусмотреть возможность
    неправильной полярности подключения датчиков. Поэтому возникла необходимость в гальванической развязке сигналов.
    Для того, чтобы развязать входные уровни микропроцессора и входных сигналов от датчиков применены три оптопары К249КН4П. Характеристики, по которым они были
    выбраны:
    Uмахком=60 В;
    Iвхmin=10 мА;
    Iвхmax=25 мА;
    Iком=8 мА.
    Резисторы
    1 и
    2 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 КД521А(Д220А):
    пр=1В,
    обр=75В,
    пр.ср=50мА,
    обр=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 ре...

    Забрать файл

    Похожие материалы:


ПИШЕМ УНИКАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Заказывайте напрямую у исполнителя!


© 2006-2016 Все права защищены