Файл: А.Е. Медведев Компьютерная система управления конвейерной линией.pdf

10

Начало

Рис. 9. Алгоритм автоматического контроля и защиты

Здесь производится контроль состояния датчиков завала, схода ленты и экстренного останова, чтение сигнала датчика скорости через АЦП и в случае аварийного режима включение аварийной звуковой и световой сигнализации и переход к алгоритмам останова и предварительных установок.

Алгоритмы чтения АЦП и останова конвейера представлены на рис. 10.

Рис. 10. Алгоритмы останова (а) и чтения АЦП (б)

В соответствии с приведенными выше алгоритмами составлена программа работы контроллера на языке программирования «С» в среде «Phiton». Последняя позволяет программировать различные типы контроллеров на семи различных языках, дает возможность работы с эмулятором контроллера для отладки программы.

Текст программы в связи с его большим объемом здесь не приводится.

4.2. Технические средства системы

4.2.1. Программируемый логический контроллер

Функции ПЛК в системе выполняет микроконтроллер АТ 89С51. Последний имеет следующие основные особенности:

− 8-разрядный процессор, оптимизированный для задач управле-

ния;

−широкие возможности побитовой обработки информации;

−встроенная FLASH – память программ;

12

−встроенная оперативная память;

−двунаправленные и индивидуально адресуемые линии вводавывода;

−16-рязрядные таймеры/счетчики (один или несколько);

−полнодуплексный UART;

−разветвленная структура прерываний;

−встроенный тактовый генератор;

−экономичные режимы IDLE и POWER DOWN;

−последовательный интерфейс SPI (AT 89S).

Для обеспечения экономии потребления энергии микроконтроллер имеет два программно-управляемых режима работы с пониженной мощностью: а) в режиме IDLE процессор включен, а оперативная память и встроенные периферийные устройства функционируют; б) в режиме POWER DOWN все устройства контроллера выключены, однако данные в оперативной памяти сохраняются.

Внешняя память данных может иметь объем до 64 Кбайт. Адресуется она так же, как и память программы, 8- или 16-разрядными адресами. Внутренняя память данных имеет объем 256 байтов.

Длительность машинного цикла контроллера при тактовой частоте 12 МГц составляет 1 мкс. Команда программы может быть выполнена в течение одного или нескольких машинных циклов.

Микроконтроллер может иметь 5 источников прерываний: 2 внешних прерывания, 2 прерывания по таймеру и прерывание от последовательного порта.

Последовательный порт контроллера – полнодуплексный, с буфером приемника. При тактовой частоте 12 МГц последовательный порт обеспечивает скорость обмена до 1 Мбод.

Адресация портов микроконтроллера АТ 89С51 показана на рис. 11. На этом микроконтроллере можно организовать 4 порта вводавывода, используя выходы 10-17 в качестве четвертого порта. Использование портов контроллера в системе управления показано на рис. 13.

Рис. 11. Контроллер АТ 89С51 (адресация портов)

4.2.2. Имитатор конвейерной линии

Имитатор предназначен для моделирования процессов, протекающих в реальной конвейерной линии.

Каждый конвейер представляется совместно с датчиком скорости одноемкостным звеном (RC-цепью) с передаточной функцией

Wк−дс = ТрК+1 .

Время разгона конвейера принимается равным tр ≈ 3Т, где

T = RC.

Исполнительные элементы представлены следующим образом: пускатель – электромагнитным реле, натяжное устройство и тормоз – светодиодами зеленого свечения, сирены – зуммерами, представляющими собой сегнетоизлучатели со встроенными генераторами звуковой частоты.