РефератыОстальные рефераты1 1 линия антикоррозионного защитного покрытия труб как объект автоматизации

1 линия антикоррозионного защитного покрытия труб как объект автоматизации

СОДЕРЖАНИЕ



ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………………... 5

1 ЛИНИЯ АНТИКОРРОЗИОННОГО ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ


ТРУБ КАК ОБЪЕКТ АВТОМАТИЗАЦИИ………………………………………… 7


1.1 Описание технологического процесса антикоррозионного


защитного покрытия труб………………………………………………………………. 7


1.2 Автоматизация установки нанесения внутреннего покрытия…………………… 13


1.3 Измерительные приборы…………………………………………………………… 13


1.3.1 Преобразователь измерительный уровня буйковый САПФИР-22 ДУ………... 14


1.3.2 Преобразователь температуры ПТ-С…………………………………………….. 15


2 МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ УСТАНОВКИ НАНЕСЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ПОКРЫТИЯ …………………. 16


2.1 Проектирование центрального процессора……………………………………….. 16


2.2 Выбор памяти……………………………………………………………………….. 18


2.3 Блок дешифратора адресов памяти и портов ввода/вывода……………………… 18


2.4 Выбор микросхем устройств ввода/вывода и системного таймера-счетчика…... 18


2.5 Организация дешифрации адреса для УВВ и таймера-счетчика………………… 19


2.6 Организация опроса датчиков……………………………………………………… 19


2.7 Организация сигнализации и управления…………………………………………. 20


2.8 Организация опроса клавиатуры и индикации……………………………………. 20


2.9 Расчет потребляемой мощности…………………………………………………. 21


3 КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РАБОТЫ КОНТРОЛЛЕРА…………………………... 22


3.1 Задание предельных значений……………………………………………………... 22


3.2 Принцип управления и сигнализации……………………………………………... 22


ЗАКЛЮЧЕНИЕ ………………………………………………………………………... 23


СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ………………………………. 24


ПРИЛОЖЕНИЕ 1.
Структурная схема микропроцессорной системы…………. 25


ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Алгоритм функционирования системы…………………….. 26


ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Распределение адресов ОЗУ…………………………………... 28


ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Распределение адресов ПЗУ…………………………………... 29




ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Программа………………………………………………………. 30


ПРИЛОЖЕНИЕ 6. Спецификация элементов……………………………… …….. 39


ПРИЛОЖЕНИЕ 7. Схема электрическая функциональная…………...Формат А1






























РЕФЕРАТ



Курсовая работа 38 с., 5 рис., 6 табл., 12 источников, 7 прил.


Объектом исследования является установка нанесения внутреннего антикоррозийного покрытия труб.


Цель работы: разработать структурную и принципиальную схемы микропроцессорной системы.


Параметрами контроля являются: уровень и температура компонентов эпоксидного покрытия в емкости для хранения дневного запаса, температура смесителя компонентов эпоксидки для внутреннего покрытия и температура сушильной печи. Управление установкой заключается в поддержании необходимой температуры в смесители компонентов.


В задачу разрабатываемой микропроцессорной системы входит контроль вышеперечисленных параметров, управление температурой смесителя, а также звуковая и световая сигнализация в случае выхода какого-либо параметра за установленные границы.


ВВЕДЕНИЕ.


Широкое внедрение микропроцессорной техники в сферы производства, научных исследований, эксплуатации оборудования с использованием средств вычислительной техники, эффективность этого процесса неразрывно связана с развитием многочисленных сложных технических разработок.


Основной технической базой автоматизации управления технологическими процессами являются специализированные микропроцессорные устройства (МПУ). При изучении специализированных МПУ рассматриваются приемы проектирования, как аппаратных, так и программных средств МПУ. Проектирование аппаратных средств требует знания особенностей микропроцессорных комплектов, микросхем различных серий и функциональных возможностей микросхем, входящих в состав микропроцессорного комплекта, умения правильно выбрать серию. Проектирование программных средств требует знаний, необходимых для выбора метода и алгоритма решения задач, входящих в функции МПУ, для составления программы (часто с использованием языков низкого уровня - языка кодовых комбинаций, языка Ассемблера), а также умения использовать средства отладки программ. Основой МПУ является микропроцессор - интегральная схема (ИС), обладающая такой же производительностью при переработке информации, что и большая ЭВМ. Более точно - это программно управляемое устройство, осуществляющее процесс обработки цифровой информации и управление им, построенное, как правило, на одной или нескольких БИС. Сегодня микропроцессорная техника - индустриальная отрасль со своей методологией и средствами проектирования.


К настоящему времени накоплен большой практический опыт проектирования микропроцессорных систем, область применения которых постоянно расширяется. Программно - аппаратный принцип построения микропроцессорных систем (МС) является одним из основных принципов их организации и заключается в том, что реализация целевого назначения МС достигается не только аппаратными средствами, но и с помощью программного обеспечения - организованного набора команд и данных.


Универсальность и большая функциональная насыщенность МП с программным управлением создали условия для разработки компактных и дешевых МПС различного назначения. Затраты на проектирование таких систем существенно снижены за счет наличия развитых средств проектирования и наборов вспомогательных и периферийных БИС, расширяющих функциональные возможности МС. Именно поэтому системы данного класса нашли самое широкое распространение в практической деятельности.


При разработке МС приходится принимать во внимание большое число особенностей МП и микропроцессорных комплектов БИС: технологических, конструктивных, временных, энергетических, эксплуатационных, функциональных и др. Функциональные особенности характеризуют логическую организацию МП и микропроцессорных БИС, принципы их построения, использования и взаимодействия. Они являются основными, так как раскрывают его потенциальные возможности логической и арифметической обработки информации.


1 ЛИНИЯ АНТИКОРРОЗИОННОГО ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ ТРУБ КАК ОБЪЕКТ АВТОМАТИЗАЦИИ.


1.1 Описание технологического процесса антикоррозионного защитного покрытия труб.


Линия может работать в полуавтоматическом и ручном режиме. Отдельные части оборудования могут управляться индивидуально или централизованно с пультов управления.


Трубы подаются на входные покати с помощью вилочных погрузчиков, кранов или других средств (не входящих в нашу поставку).


После того, как трубы попали на наклонные входные покати, они скатываются к стопорам. По сигналу датчика о том, что входной конвейер может принять следующую трубу, одна труба опускается на конвейер, а остальные удерживаются стопорами.


Входной конвейер подает трубу к станции предварительного нагрева. При необходимости труба может двигаться с высокой скоростью и стыковаться с предыдущей трубой, так что они проходят станцию предварительного нагрева в виде непрерывного потока.


Трубы нагреваются, чтобы улучшить качество процесса дробеметной очистки и предотвратить коррозию после очистки трубы из-за конденсации водяных паров на трубу.


В станции предварительного нагрева труба нагревается до температуры около 50°С для удаления влаги с помощью газовой горелки с регулируемой производительностью. Горелка автоматически отключается на режим пониженной мощности при отсутствии труб в печи. При поступлении трубы горелка вновь автоматически включается на полную мощность. Трубы при необходимости могут нагреваться до температуры 350°С при значительно меньшей производительности.


От станции предварительного нагрева трубы подаются на станцию покрытия концов труб, состоящую из двух установок для очистки концов труб и двух установок плазменного напыления.


Трубы опрокидываются с конвейера входной секции и скатываются по покатям к стопорам. Затем трубы устанавливаются на установки для вращения. По обоим концам установок для вращения на тележках, которые могут перемещаться, чтобы перекрыть диапазон длины труб от 8 до 12 м, установлены пневматические дробеструйные установки.


Дробеструйные установки со штангами и соплами специально предназначены для очистки концов внутренней поверхности труб и снабжены системой очистки дроби и пылесборником.


После очистки трубы опрокидываются на покати и скатываются ко второй установке для вращения, на концах которой на тележках установлены установки для плазменного напыления.


Установки для плазменного напыления с компьютерным управлением предназначены для нанесения защитного слоя металла на концы труб. Концы труб защищаются алюминиевыми протекторными кольцами с поперечным сечением около 15x3 мм или могут быть защищены протекторным слоем сплава на основе никеля толщиной около 250 мкм. После нанесения слоя металла покрытые зоны временно защищаются одноразовыми самоклеющимися лентами из ПВХ или бумаги.


Затем трубы опрокидываются на покати, скатываются и ложатся на промежуточный конвейер диаболо, а затем перемещаются к участку внутренней дробеметной очистки. Там они снимаются с конвейера на покати. В конце покати стопоры останавливают и укладывают четыре трубы, которые поднимаются транспортными тележками на станцию внутренней очистки. Трубы очищаются по всей длине от ржавчины и других видов загрязнения. В качестве абразива используется колотая дробь.


Тележка дробемета перемещает четыре дробеметные штанги и пылесборник так, чтобы закрыть концы труб. Пылесборник придвигается к концам труб, и начинается процесс очистки вращающейся трубы. В процессе очистки дробеметные штанги перемещаются внутри трубы до тех пор, пока головка не достигнет другого конца трубы.


Затем дробеметные штанги извлекаются с большой скоростью, а загрязненный воздух отводится из труб вентиляционной системой пылесборников.


Абразив, разбрасываемый в трубе, собирается в камере сбора абразива. Отсюда он передается с помощью ленточного транспортера к установке восстановления абразива, где он очищается, и в готовом для повторного использования виде помещается в емкость вместе с новой порцией дроби.


После очистки пылесборники отводятся от концов труб, и трубы поднимаются транспортными тележками и перемещаются на промежуточные покати и к продувочной станции, где они останавливаются держателями.


Продувочная станция обеспечивает внутреннюю очистку от остатков дроби и пыли. Пылесборник закрывает конец трубы, после чего продувочная штанга входит в трубу, продувает дробь и вынимается. После контроля изолированные и сваренные трубы перемещаются в конец здания и снимаются на выходные покати, а затем укладываются на складские покати или на грузовики для транспортировки с помощью кранов (не включенных в нашу поставку).


В случае, когда сварка тройных плетей не требуется, отдельные трубы могут перемещаться по выходному конвейеру с помощью тех же покатей и гидравлических устройств.


Фиттинги подаются на линию изоляции фиттингов с помощью вилочных погрузчиков, кранов или других средств. Они хранится на поддонах под монорельсовым конвейером. Затем они поднимаются по одной и подвешиваются на тележки конвейера. Фиттинги транспортируются в печь предварительного нагрева, где они нагреваются до температуры около 50°С. После нагрева они перемещаются в дробеструйную установку, где они очищаются до степени Sa 2 1/2, а затем в установку для ручной очистки.


В этой установке труднодоступные части фиттингов и их внутренняя поверхность очищаются дробью вручную. После очистки фиттинги транспортируются в кабину для плазменного напыления, где на их концы с помощью ручной установки плазменного напыления наносятся алюминиевые протекторные кольца.


Затем они перемещаются в окрасочную камеру, где они покрываются изнутри и снаружи жидкой эпоксидной краской, аналогичной той, которая используется для прямых труб. После покрытия они перемещаются в сушильную печь где они выдерживаются около 30 мин. при температуре около 70°С для сушки покрытия. После сушки фиттинги снимаются с конвейера и складируются на поддонах.


Качество покрытия контролируется дефектоскопом. Толщина, адгезия и другие свойства покрытия контролируются с помощью соответствующего оборудования для контроля и в соответствии с инструкциями по контролю. После контроля, трубы собираются для отправки на станцию сварки. Передача труб на станцию сварки осуществляется с помощью конвейера диаболо, которой передает трубы одна за одной на вращающийся конвейер диаболо. Этот конвейер вращает трубы в продольном направлении и передает их на станцию первичной сварки.


Передача труб на станцию сварки происходит с помощью промежуточного конвейера диаболо. Перемещение труб на этот конвейер с вращающегося конвейера происходит обычным способом: труба останавливается после вращения, укладывается на покати и сбрасывается на конвейер.


На станции сварки первая труба из тройной плети транспортируется до конца конвейера станции сборки и устанавливается рядом со сварочной установкой. Вторая труба подается к той же сварочной установке, позиционируется, и обе трубы по отдельности вращаются для центрирования. После центрирования концы труб свариваются с помощью ручной установки для сварки в среде СО2
и проваривается корневой шов.


Затем свободный конец второй трубы устанавливается рядом со второй сварочной установкой, третья труба подается, и сваривается второй шов. При малой толщине стенок на станции первичной сварки может производиться полная сварка швов. При относительно больших толщинах стенок и высокой производительности основной шов заполняется на станции вторичной сварки.


Собранные тройные плети передаются на станцию вторичной сварки с помощью наклонных покатей и гидравлических устройств управления трубами. Тройная плеть опускается на установки для вращения. Две сварочные установки перемещаются вдоль моста и устанавливаются над местом стыка. Сварка происходит или под слоем флюса или в среде СО2
и управляется электронной системой слежения за швом. Оба стыка тройной плети свариваются одновременно.


После окончания сварки станции передвигаются на концы моста, а труба по покатям переходит на станцию ультразвукового контроля. Контроль качества сварки производится двумя ручными ультразвуковыми тестерами. Труба вращается на установках для вращения, а два оператора проверяют швы с соответствующих рабочих мест.


После контроля труба опрокидывается на покати и перемещается на выходной конвейер. На средней части выходного конвейера трубы могут быть визуально осмотрены и убраны при наличии каких-либо дефектов.


Затем держатели опрокидывают трубу дальше на покати. Труба скатывается до стопоров и опускается на конвейер диаболо после того, что датчик сигнализирует о возможности приема новой трубы. Труба катится по конвейеру и по одной опускается на установки для вращения для нанесения внутреннего покрытия.


Компоненты эпоксидного покрытия хранятся в бочках по 200 л. и перекачиваются в емкости для хранения дневного запаса. Предварительно бочки нагреваются в камере подготовки краски. Емкости для хранения дневного запаса по 400 л каждая с двойными стенками для масляного подогрева снабжены смесителями. Два первичных насоса производительностью около 10 л/мин снабжены подогреваемыми шлангами для передачи краски в дозирующее устройство. Нагрев емкостей обеспечивается термоустановкой с регулируемым термостатом.


Один конец трубы помещается в вентиляционную камеру, которая устанавливается на тележке для перекрытия всего диапазона длины труб, а в другой конец вставляется штанга для покрытия. Штанга на большой скорости вводится до конца трубы.


Два компонента эпоксидки для внутреннего покрытия перекачиваются в смеситель через нагреватель и тщательно перемешиваются при температуре 40-60°С. Затем смесь подается через нагреваемые шланги к соплу. Распылительный пистолет и статический миксер смонтированы на штанге для покрытия и соединены с дозирующим устройством нагреваемыми шлангами. Затем труба начинает вращаться, и при обратном движении штанги с переменной регулируемой скоростью сопло безвоздушного распыления начинает работать и труба покрывается. Штанга поддерживается в трубе специальными поддерживающими роликами.


Из-за очень короткого срока жизни смешанной системы примерно через 5-6 мин после остановки работы предусмотрена автоматическая промывка системы. Промывка производится, когда штанга находится в начальном положении. Растворитель собирается в емкость и вручную передается в установку регенерации, снабженную необходимыми фильтрами.


Распыленный туман отсасывается через систему фильтров в вентиляционной камере. Покрытая труба опрокидывается на выходные покати и катится к сушильной печи, где она выдерживается около 20 мин. при температуре около 70°С для высушивания краски перед дальнейшем обработкой.


Когда трубы высушены, они останавливаются, опускаются на выходной конвейер диаболо, передаются на вращающийся конвейер диаболо и опрокидываются на промежуточные покати, где проверяется качество покрытия.


1.2 Автоматизация установки нанесения внутреннего покрытия.



Параметрами контроля являются: уровень и температура компонентов эпоксидного покрытия в емкости для хранения дневного запаса, температура смесителя компонентов эпоксидки для внутреннего покрытия и температура сушильной печи. Управление установкой заключается в поддержании необходимой температуры в смесители компонентов.


В задачу разрабатываемой микропроцессорной системы входит контроль вышеперечисленных параметров, управление температурой смесителя, а также звуковая и световая сигнализация в случае выхода какого-либо параметра за установленные границы.


1.3 Измерительные приборы.



Все датчики и первичные приборы монтируются непосредственно на технологическом оборудовании. В качестве приборов и средств автоматизации выбраны приборы, серийно выпускаемые отечественной промышленностью прошедшие сертификацию и разрешенные к применению на территории Российской Федерации для систем технологического контроля и автоматизации. Все первичные преобразователи и датчики имеют унифицированный выходной токовый сигнал 4...20 мА постоянного тока. Ниже представлены технические характеристики первичных датчиков, применяемых в системе автоматизации установки нанесения внутреннего покрытия.



1.3.1 Преобразователь измерительный уровня буйковый САПФИР-22 ДУ.



Состав: преобразователь, буек с тросовой подвеской, флакон с демпферной жидкостью. Модели 2615 и 2622 имеют в составе показывающий прибор. Возможна поставка теплоотводящего патрубка.


Предназначен для контроля за уровнем жидкости в системах автоматического контроля и управления технологическими процессами со взрывоопасными условиями с выдачей стандартного токового выходного сигнала об измеряемом уровне на вторичную аппаратуру.


Технические характеристики:


Верхний предел измерений, мм: 2500;


Плотность измеряемой жидкости, кг/м3
: 600 – 2000;


Предельно допустимое рабочее избыточное давление, МПа: 20,0;


Погрешность измерений(%): ± 0,5;


Выходной сигнал, мА: 4-20;


Взрывозащита: особый вид, взрывонепроницаемая оболочка, маркировка "IExdIICT6"


Температура контролируемой жидкости, °С: -50…+120;


Напряжение питания, В: 36;


Потребляемая мощность, В·А: 1,2;


1.3.2 Преобразователь температуры ПТ-С.



Особенности: Содержит термопреобразователь сопротивления ТСМ с номинальной статической характеристикой 50М по ГОСТ 6651-84 (первичный) и нормирующий преобразователь (вторичный).


Имеет совмещенную двухпроводную линию подключения нагрузки и напряжения питания.


Степень защиты корпуса — IP65.


Назначение: для преобразования температуры в стандартный выходной сигнал постоянного тока, используемый в автоматических системах сбора данных, контроля и регулирования температуры.


Технические характеристики:


Пределы измеряемых температур, °С: -50…+50; -50…+150; 0…100; 0…150;


Длина погружаемой части: 160, 250, 320 мм;


Основная погрешность: ±0,5 %;


Выходной сигнал: 4-20 мА;


Сопротивление нагрузки: 0-1,2 кОм;


Напряжение питания постоянного тока: 12-36 В;


Потребляемая мощность не более: 1,0 Вт;


Рабочее давление: 6,3 МПа;


Относительная влажность окружающего воздуха при температуре 25 °С: 80%;


Масса не более: 0,6 кг;


2 МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ УСТАНОВКИ НАНЕСЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ПОКРЫТИЯ.



2.1
Проектирование центрального процессора.


Центральный процессор контроллера имеет в своем составе следующие элементы:


1) микропроцессор К1821ВМ85 (аналог Intel 8085), являющийся центральной частью системы;


2) формирователи магистралей адреса на основе микросхем шинного формирователя КР580ВА86 и буферного регистра КР580ИР82, предназначенные для обеспечения необходимой нагрузочной способности магистрали адреса;


3) формирователь магистрали данных системы на основе микросхемы шинного формирователя КР580ВА86, предназначенный для обеспечения необходимой нагрузочной способности магистрали данных;


4) схема управляющих сигналов (управляющие сигналы “Чтение памяти”, “Запись в память”, “Чтение портов ввода/вывода”, “Запись портов ввода/вывода”), на основе буферного регистра КР580ИР82, предназначенной для передачи управляющих сигналов элементам микропроцессорной системы.


К выводам X1, X2 микропроцессора (DD1) подключается кварцевый резонатор Q1 с резонансной частотой 6,25 МГц. К выводу RESIN подключается схема формирования сигнала сброса. Входы запроса на прерывание TRAP, RST7.5, RST 6.5, RST 5.5 подключаются на землю. Вход INTR соединен с выходом OUT0 таймера-счётчика, который через каждые 10 мс формирует сигнал запроса на прерывание. На вход готовности READY поступает сигнал READY микросхемы АЦП, который свидетельствует об окончании преобразования.


Старший байт адреса формируется с помощью микросхемы шинного формирователя КР580ВА86 (DD3). Т.к. передача адреса постоянно идёт только в одном направлении, то вывод CS выбора микросхемы подключен на землю (т.е. на нем постоянно присутствует логический ноль), а на входе Т, управляющем направлением передачи, поддерживается логическая единица.


Младший байт адреса, посупающий по мультиплексированным выводам микропроцессора AD0-AD7, формируется с помощью буферного регистра КР580ИР82 (DD2).


Сигнал разрешения записи ALE микропроцессора поступает на стробирующий вход STB микросхемы DD2. Младший байт шины адреса, поступивший на выводы AD0-AD7 будет записан в буферный регистр КР580ИР82 (DD2) по заднему фронту сигнала ALE. После возвращения уровня сигнала ALE в нулевое состояние данные будут сохранены в буфере. Сигнал активации микросхемы КР580ИР82 OE подключен на землю и поэтому данная микросхема всегда подключена к магистрали адреса.


Магистраль данных формируется с помощью микросхемы шинного формирователя КР580ВА86 (DD4), вывод OE которой также постоянно посажен на землю. Направлением передачи данных управляет сигнал RD (инверсный) микропроцессора.


Указанные выше микросхемы КР580ВА86 и КР580ИР82 служат для обеспечения достаточной нагрузочной способности магистралей данных и адреса.


Шина управления состоит из четырех линий по которым передаются сигналы: чтение данных из памяти MEMR, запись данных в память MEMW, чтение данных из портов ввода/вывода IOR, запись данных в порты ввода/вывода IOW.


Схему формирования управляющих сигналов поясняет таблица 1:


Таблица 1



























RD


WR


IO/M


1


0


0


MEMW


0


1


0


MEMR


1


0


1


IOW


0


1


1


IOR




2.2 Выбор памяти.



В качестве ПЗУ возьмём микросхему К573РУ14 (DD5) перепрограммируемую, с ультрафиолетовым стиранием и организацией 2К х 8.


В качестве ОЗУ возьмём микросхему КР537РУ8 (DD6) с организацией 2К х 8.




2.3 Блок дешифратора адресов памяти и портов ввода/вывода.



Блок дешифратора адресов производит подключение микросхем памяти и портов ввода/вывода. В качестве дешифратора используется К155ИД4 (DD11)


Блок дешифрации обеспечивает подключение микросхем памяти и ли портов ввода/вывода при поступлении на биты А12-А13 следующей двоичной комбинации:


00 - подключение микросхемы ПЗУ DD5;


01 - подключение микросхемы ОЗУ DD6;


10 – подключение программируемого параллельного интерфейса DD7;


11 – подключение программируемого параллельного интерфейса DD8;


2.4 Выбор микросхем устройств ввода/вывода и системного таймера-счетчика.


В качестве устройств ввода/вывода, которые служат для сопряжения центрального процессора с датчиками, системой управления механизмами и сигнализацией, клавиатурой и дисплеем выбраны два программируемых интерфейса КР580ВВ55 (DD7 и DD8).


В качестве системного таймера использована микросхема программируемого таймера КР580ВИ53 (DD9). Таймер в системе служит для организации прерываний через определенные промежутки времени. Прерывания, в свою очередь, необходимы для периодического опроса клавиатуры и индикации символов на дисплее.


2.5 Организация дешифрации адреса для устройств ввода/вывода и таймера-счетчика.


Таблица 2


Номера портов ввода/вывода.



































































Микросхема


Порт


Назначение порта


Номер


DD7 (КР580ВВ55)


A


информация с датчиков


F0


B


выбор датчика и запуск АЦП


F1


C


сигнализация и управление


F2


РУС


регистр управляющего слова


F3


DD8 (КР580ВВ55)


A


индикация


F8


B


опрос клавиатуры


F9


C


сканирование


FA


РУС


регистр управляющего слова


FB


DD9 (КР580ВИ53)


CLK0


счетчик 0


00


CLK1


счетчик 1


01


CLK2


счетчик 2


02


РУС


регистр управляющего слова


03




2.6 Организация опроса датчиков
.


Для того чтобы организовать последовательный опрос датчиков в данной системе использована микросхема аналогового мультиплексора К590КН1 (DD10), которая управляется программно, посредством передачи управляющих сигналов по линиям PВ0-PВ1 порта ввода/вывода (микросхема DD7).


В качестве АЦП используем К572ПВ3. Запуск АЦП (DA1) на преобразование и считывание данных организовано программно посредством передачи управляющих сигналов по линиям порта ввода/вывода (микросхема DD8) при аппаратной поддержке сигналом состояния BUSY АЦП, который подается на вход READY (готовность) микропроцессора.


Для преобразования токовых сигналов датчиков 4-20 мА в сигнал напряжением 0-10 В используются прецизионные сопротивления марки ОМЛТ 0.125 номиналом 500 Ом.



2.7 Организация сигнализации и управления
.


Сигнализация и управление реализованы на лампах накаливания и реле, питающихся напряжением 12В постоянного тока.


В качестве ключей использованы оптроны марки АОТ127.


Управление и сигнализация организованы программно посредством передачи управляющих сигналов по линиям С0-С7 порта ввода/вывода (DD7). Сигналы с этих линий поступают на АОТ127 через буфер К155ЛП10. Сигналы, служащие для световой сигнализации, инвертируются и поступают на схему для организации звуковой сигнализации.


Управление и сигнализация осуществляются сигналами низкого уровня (логического нуля).


2.8 Организация опроса клавиатуры и индикации
.


Для ввода параметров управления в системе используется клавиатура из 16 клавиш.


Для индикации значений технологических параметров применяются четыре семи сегментных светодиодных индикатора АЛ305Г красного свечения с напряжением питания 6В и максимальным потребляемым током 22мА. В схеме питания использованы транзисторы VT1-VT4 марки КТ630, управляемые сигналами линий сканирования клавиатуры.


Сканирование клавиатуры и активизация светодиодного семи сегментного индикатора реализуется с помощью дешифратора К155ИД4 на входы которого циклически передается ряд чисел 0h,1h,2h,3h по линиям порта ввода/вывода (DD7). Для защиты от короткого замыкания между линиями сканирования в схеме должны быть предусмотрены диоды. Для опроса матрицы клавиатуры используются линии порта ввода/вывода (DD8).


Код индицируемого символа передается по линиям PА0-PА7 порта ввода/вывода (DD8). Необходимо предусмотреть токоограничивающие резисторы.


2.9 Расчет потребляемой мощности


Расчет потребляемой мощности системы производится по формуле:


Pпот.max
=SPД
+SPА
,


где SPД
- суммарная мощность, потребляемая всеми микросхемами устройства, SPА
- суммарная мощность, потребляемая всеми аналоговыми элементами.



= 1+1,6+0,7+1+0,8+2,96+0,45+1+0,35+1+0,4+1 = 12,26 Вт



= 4*0,0062
*1000 = 0,144 Вт


Pпот.max
= 12,26+0,144 = 12,404 Вт





3
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ РАБОТЫ КОНТРОЛЛЕРА.





3.1 Задание предельных значений
.


Для правильной работы контроллера необходимо с помощью клавиатуры занести в оперативное запоминающее устройство предельные значения по всем четырем контролируемым параметрам. Для этого необходимо:


1. Выбрать необходимый параметр путем нажатия на соответствующую клавишу (при этом на дисплее должно высветиться измеряемое текущее значение технологического параметра);


2. Нажать на ту же клавишу повторно для выбора режима ввода минимального предельного значения (высветится его текущее значение);


3. Нажать на клавишу «С» (сброс) для того чтобы стереть старое значение и подготовить систему для ввода нового;


4. Ввести новое значение и нажать на клавишу «Ent» (ввод) для его запоминания;


5. Нажать на клавишу параметра в третий раз для выбора режима ввода максимального предельного значения (высветится его текущее значение);


6. Повторить пункты 3 и 4.


Чтобы пропустить ввод минимального значения необходимо с п. 2 перейти к п. 5.


Чтобы прекратить ввод не внося изменений необходимо не нажимая клавиши «Ent» нажать на любую из клавиш выбора технологических параметров.




3.2. Принцип управления и сигнализации
.



Если какой-либо контролируемый технологический параметр выходит за рамки заданных пределов, то на мнемосхеме станции загорается сигнальная лампа и звучит сигнал тревоги.


Если за пределы выходит уровень температуры, контролируемый датчиком T2, то подается соответствующий сигнал управления термостатом (включить/выключить). Кроме того, автоматически регистрируется обрыв датчика.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ.



В данной курсовой работе был разработан микропроцессорный контроллер системы управления и контроля технологических параметров установки нанесения внутреннего покрытия.


Система обеспечивает автоматическое регулирование температуры смесителя компонентов эпоксидки для внутреннего покрытия путём отключения или включения термостата.


Система обеспечивает технологические защиты: автоматика сигнализирует о нормальном значении температуры смесителя и при повышении температуры выключает термостат. При понижении температуры автоматически включается термостат.


В задачу разрабатываемой микропроцессорной системы входит контроль вышеперечисленных параметров, управление термостатом, а также звуковая и световая сигнализация в случае выхода какого-либо параметра за установленные границы.


Система производит обработку поступающей от датчиков информации, сравнивает поступившие значения с их допустимыми значениями, формирует сигналы управления исполнительным механизмом.


Приведенный в пояснительной записке материал содержит решения по всем поставленным вопросам.


Работа над курсовой показала следующие пути улучшения: разработку новых технологий и алгоритмов, изменение принципиальной схемы системы путем использования современных микросхем и микросхем с большей степенью интеграции, а также конструкторские изменения, связанные с применением системы для конкретного предприятия.


СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ.


1. Алиев Р.А., Белоусов В.Д. и др. Трубопроводный транспорт нефти и газа. – М.: Недра, 1988. – 386с.


2. Бахмат Г.В., Еремин Н.В. Аппараты воздушного охлаждения газа на компрессорных станциях. – С-Пг: Недра, 1994.-99с.


3. Ильин В.А. «Телеуправление и телеизмерение» – М.: Энергоиздат 1982. – 558с., ил.


4. Интегральные микросхемы : Справочник. / Под ред Тарабрина Б.В. - М.: Радио и связь 1983.


5. Калабеков Б.А. Микропроцессоры и их применение в системах передачи и обработки сигналов: Учебное пособие для высших учебных заведений. - М.: Радио и связь, 1988.


6. Коломбет Е.А. Микропроцессорные средства обработки аналоговых сигналов. - М.: Радио и связь, 1991.


7. Кузяков О.Н., Силифонкина И.А., Колесов В.И. Методические указания по оформлению студенческих работ специальности 2101 - “Автоматика и управление в технических системах ”. - Тюменский Индустриальный институт, 1992.


8. Колесов В.И. Лекции по передачам данных в информационных управляющих системах. – Тюмень, 2001


9. Тарабарин Б.В. «Интегральные микросхемы. Справочник» - М.: Радио и связь, 1983. – 528 с.,ил.


10. Уайдер С. «Справочник по технологиям и средствам связи» - М: Мир, 2000.-429с., ил.


11. Четвериков В.Н. «Подготовка и телеобработка данных в АСУ» – М.: Высшая школа 1981. – 319с., ил.


12. Шило В.В. Популярные цифровые микросхемы: Справочник.-2 изд., исправленное.- М.: Радио и связь, 1989.-352с.


ПРИЛОЖЕНИЕ 1


Структурная схема микропроцессорной системы.
































ПРИЛОЖЕНИЕ 2



Алгоритм функционирования системы.





ПРИЛОЖЕНИЕ 3





Распределение адресов ОЗУ
.

































































































Адрес


Содержание


F400


Младший адрес стека


F4FA-F4FC


Преобразованное значение показаний датчика.


F4FF


Временное хранение показаний датчика.


F500


Номер опрашиваемого датчика (00h-03h)


F6A0-F6E0


Хранение текущих и предельных значений для каждого датчика


F701


Счетчик сканирования


F702


Предварительное сохранение цифры после ввода с клавиатуры


F703


(00h-02h) Определяет режим изменения информации:


00 - индикация текущего значения


01 - ввод «минимума»


02 - ввод «максимума»


F705


Индикатор сброса перед записью [00h] - сброшено, [01h] - нет.


F706


Запоминание последнего выбранного датчика для проверки повторного выбора.


Младшие байты адресов подпрограмм клавиш хранятся по адресам:


F70E


«1»


F71E


«2»


F72E


«3»


F73E


«4»


F70D


«5»


F71D


«6»


F72D


«7»


F73D


«8»


F70B


«9»


F71B


«0»


F72B


«С»


F73B


«Ent»


F707


«A»


F717


«B»


F727


«C»


F737


«D»


F7FE-F7FC


(00h-09h) Определяет текущее индицируемое значение.


F7FF


(0Ah-0Dh) Определяет датчик, показания с которого индицируются.





ПРИЛОЖЕНИЕ 4



Распределение адресов ПЗУ.






























































































































Адрес


Содержание


0028


JMP M1 Переход к подпрограмме обработки прерываний


0600-0629


Подпрограмма клавиши «Ent»


0630


Подпрограмма клавиши «A»


0640


Подпрограмма клавиши «B»


0650


Подпрограмма клавиши «C»


0660


Подпрограмма клавиши «D»


Коды символов:


06F0


«0»=11000000=C0h


06F1


«1»= 11111001=F9h


06F2


«2»=10100100=A4h


06F3


«3»=10110000=B0h


06F4


«4»=10011001=99h


06F5


«5»=10010010=92h


06F6


«6»=10000010=82h


06F7


«7»=11111000=F8h


06F8


«8»=10000000=80h


06F9


«9»=10010000=90h


06FA


«A»=10001000=88h


06FB


«B»=10000011=83h


06FC


«C»=11000110=C6h


06FD


«D»=10100001=A1h


06FE-070D


Хранение младших байтов адресов подпрограмм клавиш, которые при инициализации заносятся в ОЗУ по определенным адресам.


Подпрограммы клавиш хранятся по следующим адресам:


070E


«1»


0713


«2»


0718


«3»


071D


«4»


0722


«5»


0727


«6»


072C


«7»


0731


«8»


0736


«9»


073B


«0»


0740-07A9


Подпрограмма ввода цифровых значений.


07B0


Переход на подпрограмму клавиши «A»


07B3


Переход на подпрограмму клавиши «B»


07B6


Переход на подпрограмму клавиши «C»


07B9


Переход на подпрограмму клавиши «D»


07BC


Переход на подпрограмму клавиши «Ent»


07D0


Начало подпрограммы клавиши «C»


Остальные


Программы: инициализации, основная, вспомогательные подпрограммы.





ПРИЛОЖЕНИЕ 5


Программа.






































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































































Метка


Команда


Комментарий


MVI A, 90h


Настройка ППИ (датчики, управление).


OUT F3h


MVI A, FFh


Выключаем всю сигнализацию и управление.


td>

OUT F2h


MVI A, 82h


Настройка ППИ (индикация, клавиатура).


OUT FBh


LXI SP, F400h


Инициализация стека.


LDA 06FEh


Перенос адресов подпрограмм из ПЗУ в ОЗУ.


STA F70Eh


LDA 06FFh


STA F71Eh


LDA 0700h


STA F72Eh


LDA 0701h


STA F73Eh


LDA 0702h


STA F70Dh


LDA 0703h


STA F71Dh


LDA 0704h


STA F72Dh


LDA 0705h


STA F73Dh


LDA 0706h


STA F70Bh


LDA 0707h


STA F71Bh


LDA 0708h


STA F72Bh


LDA 0709h


STA F73Bh


LDA 070Ah


STA F707h


LDA 070Bh


STA F717h


LDA 070Ch


STA F727h


LDA 070Bh


STA F737h


MVI A, 30h


Настройка таймера.


OUT 03h


MVI A, 30h


OUT 00h


MVI A, 75h


OUT 00h


JMP OPR2


Переход к основной программе.


M1


PUSH PSW


Подпрограмма обработки прерывания.


PUSH B


PUSH D


PUSH H


LDA F701h


Начало ввода с клавиатуры


RLC


RLC


RLC


RLC


OUT FAh


Сканирование


MOV E,A


MVI D, F7h


IN F9h


Ввод с клавиатуры


XRI F0h


Обнуление старших битов


ADD E


MOV E, A


LDAX D


MVI H, 07h


MOV L, A


PCHL


Вызов подпрограммы конкретной клавиши


M2


LDA F701h


Начало индикации


MVI D,F7h


MVI E, FCh


ADD E


MOV E, A


LDAX D


Чтение символа для индикации


MVI D, 06h


MVI E, F0h


ADD E


LDAX D


Чтение кода символа из ПЗУ


OUT F8


Вывод на индикаторы


LDA F701h


Изменяем значение счетчика сканирования


INR A


STA F701h


XRI 04h


JNZ M4


STA F701h


Изменили


M4


MVI A, 30h


Настройка таймера.


OUT 03h


MVI A, 30h


OUT 00h


MVI A, 75h


OUT 00h


POP H


POP D


POP B


POP PSW


RET


Выход из подпрограммы обработки прерывания


Подпрограммы клавиш


MVI A, 00h


«0»


JMP M3


MVI A, 01h


«1»


JMP M3


MVI A, 02h


«2»


JMP M3


MVI A, 03h


«3»


JMP M3


MVI A, 04h


«4»


JMP M3


MVI A, 05h


«5»


JMP M3


MVI A, 06h


«6»


JMP M3


MVI A, 07h


«7»


JMP M3


MVI A, 08h


«8»


JMP M3


MVI A, 09h


«9»


JMP M3


M3


STA F702h


Сохранение данных из аккумулятора


LDA F703h


Проверка режима ввода


XRI 00h


JZ M2


Проверка окончена


LDA F705h


Проверка: сброшена ли ячейка ввода.


XRI 00h


JNZ M2


Проверили.


LDA F7FDh


STA F7FEh


Переписали со второй позиции в третью


LDA F7FCh


STA F7FDh


Переписали с первой позиции во вторую


LDA F702h


STA F7FCh


Записали в первую позицию новое число


JMP M2


Индикация


«С»


LDA F703h


Проверка режима ввода


XRI 00h


JZ M2


Проверили


MVI A,00h


Обнуляем: аккумулятор,


STA F7FCh


первую позицию,


STA F7FDh


вторую,


STA F7FEh


третью,


STA F705h


индикатор сброса.


JMP M2


Индикация


«Ent»


JMP ENT


ENT


LDA F703h


Проверка режима ввода


XRI 00h


JZ M2


Проверили


LDA F703h


Идентификация адреса ввода.


RLC


RLC


MOV E, A


LDA F7FFh


RLC


RLC


RLC


RLC


ADD E


MOV E, A


MVI D, F6h


Идентификация завершена.


LDA F7FCh


Пересылка данных с индикаторов в память.


STAX D


INR E


LDA F7FDh


STAX D


INR E


LDA F7FEh


STAX D


Пересылка окончена.


MVI A, 01h


STA F705h


Установка индикатора сброса в [1]


JMP M2


Индикация.


«A»


JMP A


A


MVI A, 0Ah


Фиксируем датчик


STA F7FFh


в памяти.


CALL REPEAT


Проверка повторного выбора.


JMP M2


Индикация.


«B»


JMP B


B


MVI A, 0Bh


Фиксируем датчик


STA F7FFh


в памяти.


CALL REPEAT


Проверка повторного выбора.


JMP M2


Индикация.


«C»


JMP C


C


MVI A, 0Ch


Фиксируем датчик


STA F7FFh


в памяти.


CALL REPEAT


Проверка повторного выбора.


JMP M2


Индикация.


«D»


JMP D


D


MVI A, 0Dh


Фиксируем датчик


STA F7FFh


в памяти.


CALL REPEAT


Проверка повторного выбора.


JMP M2


Индикация.


REPEAT


LDA F706h


Проверяем повторный выбор датчика.


MOV C, A


LDA F701h


XRA C


JZ M5


Проверили.


LDA F701h


STA F706h


MVI A, 00h


STA F703h


Обнуляем индикатор изменения информации


M5


LDA F703h


INR A


Увеличиваем на единицу


MOV C, A


индикатор изменения информации


XRI 03h


и проверяем


JNZ M6


на переполнение.


MVI A, 00h


STA F703h


JMP IDEN


M6


MOV A, C


STA F703h


IDEN


RLC


Идентификация адреса вывода информации.


RLC


MOV E, A


LDA F7FFh


RLC


RLC


RLC


RLC


ADD E


MOV E, A


MVI D, F6h


Идентификация завершена.


LDAX D


Пересылка данных из памяти на индикаторы.


STA F7FCh


INR E


LDAX D


STA F7FDh


INR E


LDAX D


STA F7FEh


Пересылка окончена.


RET


Конец подпрограммы.


Основная программа.


OPR2


MVI A, F0h


Опрос датчиков.


STA F500h


OPR1


LDA F500h


Читаем порядковый номер датчика


RLC


Сдвигаем для передачи в порт


RLC


RLC


RLC


OUT F1h


Отправляем в порт


XRI 01h


OUT F1h


NOP


NOP


NOP


NOP


XRI 02h


OUT F1h


IN F0h


Ввод информации с датчика.


SUI 33h


JNC WREM


При обрыве датчика выводим на индикаторы [- - -].


LDA F500h


Идентификация адреса ввода.


ADI 0Ah


SUI F0h


RLC


RLC


RLC


RLC


MOV E, A


MVI D, F6h


Идентификация завершена.


MVI A, BFh


Код символа [-].


STAX D


INX D


STAX D


INX D


STAX D


JMP WR1


Переход к следующему датчику.


WREM


STA F4FFh


Временно сохраняем результат в ячейке памяти.


CALL SRAVN


WR1


LDA F500h


INR A


Увеличиваем порядковый номер опрашиваемого датчика.


STA F500h


XRI F4h


Проверяем счетчик на переполнение.


JNZ OPR1


Продолжаем опрос.


JMP OPR2


Возобновляем опрос.


SRAVN


MVI D, 00h


Преобразование, сохранение и сравнение данных.


LDA F4FFh


MOV E, A


LDA F500h


INR A


MOV C, A


MVI B, 00h


XRA A


Программа перевода числа из 16-тиричной в 10-тичную систему.


MVI D, F4h


MVI E, FCh


STAX D


DCX D


STAX D


DCX D


STAX D


BEG


DCX B


LDAX D


INR A


STAX D


XRI 0Ah


JNZ B


MVI A, 00h


STAX D


INX D


LDAX D


INR A


STAX D


XRI 0Ah


JNZ B1


MVI A, 00h


STAX D


INX D


LDAX D


INR A


STAX D


XRI 0Ah


JNZ B2


MVI A, 86h


Символ [E] выводится на индикаторы, если число больше 999.


STAX D


DCX D


STAX D


DCX D


STAX D


JMP ENDE


B2


DCX D


B1


DCX D


B


MOV A, B


XRI 00h


JNZ BEG


MOV A, C


XRI 00h


JNZ BEG


Запись в соответствующую ячейку памяти


ENDE


LDA F500h


Идентификация адреса ввода.


ADI 0Ah


SUI F0h


RLC


RLC


RLC


RLC


MOV E, A


MVI D, F6h


Идентификация завершена.


LDA F4FAh


STAX D


INX D


LDA F4FBh


STAX D


INX D


LDA F4FCh


STAX D


Запись окончена.


Сравнение.


SR


LDAX D


MOV H, A


MVI B, F6h


MVI A, 04h


ADD E


MOV C, A


LDAX B


Загрузка “минимума”.


SUB H


Вычитаем текущее значение из “минимума”.


JNC ALARM1


Если нет переноса, значит текущее значение меньше “минимума”.


MVI A, 08h


ADD E


MOV C, A


LDAX B


Загрузка “максимума”.


SUB H


Вычитаем текущее значение из “максимума”.


JC ALARM2


Если есть перенос, то текущее значение больше “максимума”.


MOV A, E


ANI 0Fh


JNZ PER


Если проверили все разряды и все в порядке, то отменяем сигнализацию.


LDA F500h


Поиск сигнала для отмены и формирование управляющих слов.


ANI 0Fh


JNZ S1


MVI A, 01h


JMP SIG


S1


MOV B, A


XRI 01h


JNZ S2


MVI A, 03h


JMP SIG


S2


MOV A, B


XRI 02h


JNZ S3


MVI A, 05h


JMP SIG


S3


MVI A, 07


PER


DCX D


Переходим к меньшему разряду.


JMP SR


ALARM1


LDA F500h


ANI 0Fh


JZ A11


MOV B, A


XRI 01h


JZ A12


MOV A, B


XRI 02h


JZ A13


MOV A, B


XRI 03h


JZ A14


ALARM2


LDA F500h


ANI 0Fh


JZ A11


MOV B, A


XRI 01h


JZ A12


MOV A, B


XRI 02h


JZ A23


MOV A, B


XRI 03h


JZ A14


A11


MVI A, 00h


JMP SIG


A12


MVI A, 02h


JMP SIG


A13


MVI A, 0Bh


OUT F3h


MVI A, 08h


OUT F3h


MVI A, 04h


JMP SIG


A23


MVI A, 09h


OUT F3h


MVI A, 0Ah


OUT F3h


MVI A, 04h


JMP SIG


A14


MVI A, 06h


JMP SIG


SIG


OUT F3h


Посылаем команду управления (сигнализации).


JMP ENDSR


ENDSR


RET


Выход из подпрограммы преобразования, сохранения и сравнения.




ПРИЛОЖЕНИЕ 6


Спецификация элементов
.



Цифровые микросхемы










































Позиционное обозначение


Марка


Количество


DD1


К1821ВМ85


1


DD2


КР580ВИ53


1


DD3,DD4


КР580ВА86


2


DD5


К573РУ14


1


DD6


КР537РУ8


1


DD7, DD8


КР580ВВ55


2


DD9


КР580ВИ53


1


DD10,


К590КН1


1


DD11,12


К155ИД4


2





Цифроаналоговые элементы














Позиционное обозначение


Марка


Количество


DA1


К572ПВ3


1


DA2-DA9


АОТ127


8





Светодиодные индикаторы










Позиционное обозначение


Марка


Количество


HG1-HG4


АЛ305Г


4





Транзисторы










Позиционное обозначение


Марка


Количество


VT1-VT4


КТ630


4





Диоды










Позиционное обозначение


Марка


Количество


VD1-VD5


КД530


5





Резисторы










Позиционное обозначение


Марка


Количество


R1-R6


МЛТ 0.125


6


Сохранить в соц. сетях:
Обсуждение:
comments powered by Disqus

Название реферата: 1 линия антикоррозионного защитного покрытия труб как объект автоматизации

Слов:10581
Символов:98762
Размер:192.89 Кб.