Дипломний проект - Технологія піролізу вуглеводневої сировини у трубчастих печах - файл n1.doc. Специфікація на прилади та засоби автоматизації Специфікація приладів та засобів автоматизації процесу піролізу

Натиснувши на кнопку "Завантажити архів", ви завантажуєте потрібний вам файл безкоштовно.
Перед скачуванням даного файлу згадайте про ті хороші реферати, контрольні, курсові, дипломні роботи, статті та інші документи, які лежать незатребуваними у вашому комп'ютері. Це ваша праця, вона повинна брати участь у розвитку суспільства та приносити користь людям. Знайдіть ці роботи та відправте в базу знань.
Ми та всі студенти, аспіранти, молоді вчені, які використовують базу знань у своєму навчанні та роботі, будемо вам дуже вдячні.

Щоб завантажити архів з документом, введіть п'ятизначне число в поле, розташоване нижче, і натисніть кнопку "Завантажити архів"

Подібні документи

Призначення, принцип роботи та технічна характеристика трубчастої обертової печі кальцинації. Швидкозношувані деталі, хімічні та механічні властивості втулки. Графік профілактичного ремонту та складання попередньої дефектної відомості.

курсова робота , доданий 15.09.2010


Автоматизація процесу випалення вапна в печі, що обертається. Специфікація приладів та засобів автоматизації. Техніко-економічні показники ефективності впровадження системи автоматизації процесу випалення вапна в печі, що обертається, в умовах ВАТ "МЗСК".

дипломна робота , доданий 17.06.2012


Перспективні способи відновлення зношених деталей. Технічна характеристика трубчастої обертової печі. Розробка технології відновлення опорного блоку. Вибір типового обладнання та пристроїв. Розрахунок режимів різання, осі роликів, шпонок.

дипломна робота , доданий 09.12.2016


Тепловий баланс трубчастої печі Обчислення коефіцієнта її корисної дії та витрати палива. Визначення діаметра пічних труб та камери конвекції. Спрощений аеродинамічний розрахунок димаря. Гідравлічний розрахунок змійовика трубчастої печі.

курсова робота , доданий 23.01.2016


Розрахунок процесу горіння в трубчастій печі піролізу вуглеводнів. Конструктивна схема печі. Перевірочний розрахунок радіантної та конвективної камери. Гідравлічний та аеродинамічний розрахунки. Визначення теоретичної та практичної витрати окислювача.

курсова робота , доданий 13.05.2011


Розрахунок трикомпонентної сировинної суміші, а також палива для встановлення. Складання матеріального і теплового балансу цементної печі, що обертається для виробництва клінкеру. Шляхи раціоналізації процесу спікання з метою зниження питомої витрати палива.

курсова робота , доданий 02.07.2014


Характеристика портландцементного клінкеру для випалу в печі, що обертається. Аналіз процесів, які відбуваються при тепловій обробці. Пристрій та принцип дії теплового агрегату. Розрахунок процесу горіння природного газу, теплового балансу печі, що обертається.

курсова робота , доданий 25.02.2016

Специфікація на прилади та засоби автоматизації виконується за формою, поданою в табл. 5. Ця форма може бути рекомендована лише для навчальних робіт.

У правій графі "Номер позиції" вказують позицію приладів та засобів автоматизації за схемою автоматизації. У графі "Найменування та коротка характеристика" вказується назва приладу, його технічні характеристики та особливості. Наприклад, датчик для вимірювання гідростатичного тиску (рівня). У графі " Тип приладу " вказується марка приладу, наприклад, Метран-55-ДИ. У графі "Примітка" за необхідності вказують "Поставляється в комплекті з...", "Розробка конструкторського бюро..." або "Розробка ІДХТУ" тощо. Також у графі «Примітка» вказується найменування країни та фірми виробника, за умови, що прилад імпортного виробництва.

Прилади та засоби автоматизації, зазначені у специфікації, слід групувати за параметрами або за функціональною ознакою (датчики, регулюючі органи тощо).

Таблиця 5

Специфікація на прилади та засоби автоматизації

Номер позиції за схемою автоматизації	Найменування та коротка характеристика приладу	Тип приладу		Примітка
Багатофункціональний контролер ТКМ-700 у комплекті з ПЕОМ
	Термометр опору платиновий з уніфікованим струмовим вихідним сигналом 4 ÷20 мА, діапазон вимірювань 0 ÷200 С	Метран 276
	Малогабаритний датчик надлишкового тиску з уніфікованим вихідним струмовим сигналом 4 ÷20 мА, верхня межа вимірювання 1 МПа, клас точності 1	Метран – 55 ДІ
	Пускач безконтактний реверсивний U = 220 В
	Клапан, що регулює з електроприводом МЕПК, Р у = 1,6 МПа; d у = 40 мм.	КМР.Е 101 НЖ 40 1,6 Р УХЛ (1)

1.4. Опис схеми автоматизації

Зміст пояснювальної записки повинен відображати та обґрунтовувати ті рішення щодо автоматизації, які були прийняті при складанні цієї схеми автоматизації. У ній у стиснутій формі треба пояснити, які завдання автоматизації даного технологічного об'єкта було поставлено і як вирішені. Детальний опис того, як проходить сигнал від точки вимірювання через функціональні блоки до місця застосування керуючого впливу (регулюючого органу), потрібно зробити для одного контуру контролю та одного контуру регулювання. При цьому не треба давати опис конструкції приладів і регуляторів, а тільки вказувати, які функції вони виконують. Для кращої орієнтації приладів, регуляторів і допоміжних засобів автоматизації вказані номери позицій за специфікацією.

Наприклад, наведемо опис контуру регулювання температури (контур 1) схеми автоматизації ЗВА (рис. 5). Температура у верхній частині ЗВА вимірюється термометром опору платиновим ТСПУ Метран 276 (поз. 1а). Уніфікований струмовий сигнал надходить на аналогове введення МПК ТКМ-700, де виробляється керуючий вплив згідно з ПІ-законом регулювання. Сигнал про поточну температуру також надходить на відеотермінал ПЕОМ. Керуючий вплив знімається з дискретного виведення МПК і надходить на пускач безконтактний реверсивний ПБР-2М (поз. 1б). Потім сигнал надходить на клапан, що регулює з електроприводом МЕПК (поз. 1в). Клапан встановлений на лінії подачі пари до ЗВА, регулюючи подачу пари відповідно до керуючого впливу, тим самим стабілізуємо температуру у верхній частині ЗВА на заданому рівні 100 С.

Наведемо опис контуру контролю тиску на паропроводі до ЗВА (контур 3). Тиск на паропроводі вимірюється малогабаритним датчиком надлишкового тиску Метран-55ДІ (поз. 3а). Уніфікований струмовий сигнал про тиск надходить на аналогове введення МПК ТКМ-700 та відеотермінал ПЕОМ, де аналізується інженером-технологом. При виході параметра за регламентний діапазон 0,55 ÷ 0,65 МПа передбачено сигналізацію на відеотерміналі ПЕОМ.

Якщо для автоматизації технологічного процесу використовується мікропроцесорний контролер, наприклад, багатофункціональний контролер "МФК", тоді в записці треба вказати основні характеристики даного контролера, його інформаційну потужність та за допомогою яких датчиків, перетворювачів та виконавчих пристроїв контролер пов'язаний з об'єктом управління.

Номер поз. за схемою	Найменування та коротка характеристика приладу	Тип приладу	Кількість	Примітка
Багатофункціональний контролер ТКМ-700, що працює спільно з ПЕОМ
	Перетворювач температури, діапазон вимірювання 500  1200 С	Метран 280
	Діафрагма фланцева камерна Р у = 0,6 МПа; d у = 20 мм	ДФК – 0,6 – 20
	Датчик вимірювання перепаду тиску (витрати), струмовий сигнал на виході 4  20 мА	Метран – 150 СD2
	Датчик надлишкового тиску, верхня межа вимірювання 0,2 МПа, струмовий сигнал на виході 4  20 мА	Метран - 150 CG3
	Фотоелектричний датчик
	Блок контролю полум'я, що перетворює сигнал датчика ФД дискретний сигнал при згасанні полум'я пальникового пристрою; U = 220 В; потужність 6 ВА
	Пускач безконтактний реверсивний U = 220 В
	Клапан малогабаритний, що регулює з електроприводом МЕПК, Р у = 1,6 МПа; d у = 20 мм, t середовища = - 40  225 С, матеріал корпусу нержавіюча сталь	КМР.Е 101 НЖ 20 0,16 Р УХЛ (1)
	Клапан малогабаритний регулювально-відсічний з електроприводом МЕПК, Р у = 1,6 МПа; d у = 65 мм, t середовища = - 40  225 С, матеріал корпусу нержавіюча сталь	КМРО. Е 101 НЖ 65 10 Р УХЛ (1)
	Клапан малогабаритний відсічним з електроприводом МЕПК, швидковідсічним, Р у = 1,6 МПа; d у = 20 мм, t середовища = - 40  225 С, матеріал корпусу нержавіюча сталь	КМО.Е 101 НЖ 20 УХЛ (1)

3.4. Автоматизація у оздоблювальному виробництві

У обробному виробництві тканина проходить повний цикл обробки: обпалювання для надання тканини рівної поверхні; відварювання та біління тканини; фарбування; заключна обробка надання тканини спеціального грифа, наповненості, чи спеціальних властивостей – вогнестійкості, бактерицидності тощо. Обробка тканин здійснюється на лініях безперервної дії, наприклад, лінія відварювання та біління. Кожна лінія складається з машин, агрегованих між собою, тканина рухається по лінії з постійною встановленою швидкістю.

Завдання автоматизації в обробному виробництві полягають у наступному:

1) точне дотримання технологічного регламенту ведення процесу для виду (артикула) тканини, що розглядається, і, отже, отримання продукції найкращої якості;

2) ведення процесу оздоблення на максимальних швидкостях;

3) оптимальне витрачання просочувальних розчинів, пари, гарячої води, холодної води, стиснутого повітря і т.д., облік їх сумарної кількості для розрахунку техніко-економічних показників;

4) можливість оперативного перенастроювання лінії (устаткування) з однієї виду тканини (чи артикула) в інший;

5) подання інженеру-технологу інформації про хід технологічного процесу, про стан обладнання в режимі реального часу на відеотерміналі ПЕОМ, виведення на пристрій друку найважливішої інформації про процес;

6) забезпечення режимів пуску та зупинки обладнання, лінії;

7) забезпечення безаварійної роботи обладнання, для чого потрібне розпізнавання передаварійних ситуацій; ліквідація передаварійних ситуацій;

8) інформація обслуговуючого персоналу про аварію та про можливі ризики.

9) при виникненні аварійних ситуацій можливість швидкого зупинення лінії (обладнання) та збереження заправленої в лінію тканини (розведення просочувальних розчинів до безпечної концентрації) до наступного пуску.

В даний час оздоблювальні підприємства Росії мають лінії двох видів: вітчизняні (ЛЗВ, ЛОБ, ЛЖО, ЛМО тощо), оснащені старою локальною автоматикою; імпортні («Кюстерс», «Вакаяма» тощо) із сучасною автоматикою із застосуванням МПК. За виконання розділу «Автоматизація виробничих процесів» дипломного проекту рекомендується для автоматизації вітчизняних ліній, оснащених найчастіше локальною автоматикою, передбачати сучасний комплекс технічних засобів із застосуванням МПК. При автоматизації імпортних ліній необхідно підібрати сучасні вітчизняні засоби автоматизації (МПК, датчики, органи, що регулюють).

Автоматизовані системи управління обробним виробництвом мають низку особливостей. Як датчики, поряд із загальнозастосовуваними датчиками температури, рівня, тиску, витрати, застосовуються спеціальні датчики: датчики обриву тканини, датчики метражу, вологоміри текстильних матеріалів, датчики швидкості руху тканини. Як регулюючі органи застосовуються малогабаритні клапани (d у до 200 мм) як з пневмоприводом (характерно для вітчизняних ліній), так і з електроприводом (характерно для імпортних ліній). При виборі регулюючих органів для лугів, кислот, перекису водню слід враховувати агресивність цих середовищ, так регулювання подачі лужного розчину можна застосувати клапани, виготовлені з титану.

Для оцінки ефективності роботи тієї чи іншої лінії оздоблювального виробництва за зміну, місяць, квартал тощо. необхідно контролювати низку параметрів. До них відносяться швидкість руху тканини, метраж тканини на вході та виході лінії, кількість пари, стиснутого повітря, гарячої води, холодної води, просочувальних, фарбувальних розчинів, кількість обривів тканини і т.д. Для цього лінії необхідно оснастити лічильниками-витратомірами, лічильниками метражу тканини, датчиками швидкості і т.д.

Впровадження автоматизованих систем управління (АСУ) є найпрогресивнішим напрямом у сфері автоматизації. При великій відстані між технологічними апаратами та щитами управління доцільно застосовувати електричні засоби автоматизації. Хімічні виробництва відносяться до вибухопожежонебезпечних, і автоматизація здійснюється на основі використання вибухозахищених засобів автоматизації з використанням контролерів та персональних комп'ютерів (ПК).

Контролер – багатофункціональний програмований засіб організації вимірювальних каналів. ПК обробляє за закладеною у ньому програмі інформацію, що надійшла від датчиків. Висвітлює на табло значення виміряних параметрів. ПК застосовується по-перше, полегшення роботи оператора, т.к. за короткий проміжок часу опрацьовує велику кількість інформації; по-друге може виконувати роль «порадника», у якому ЕОМ рекомендує оператору оптимальні знання режимних параметрів процесу.

Ієрархічна структура АСУТП включає:

• - 1-й рівень польового КВП;
• - 2-й рівень – станції управління процесом;
• - З-й рівень оперативного персоналу, що базується на інженерних та станціях операторів технологічного процесу.
• 1-й рівень АСУТП реалізований на базі датчиків та виконавчих механізмів. На рівні 1 частково застосовуються датчики інтелектуальної серії, і на них виконуються функції опитування та шкалювання вимірюваних сигналів з передачею інформації протоколу HART.

Технічні засоби 2,3 рівнів розміщуються у приміщенні операторної. Станції управління процесом реалізовані на базі контролера РСУ (розподілена система управління) яка збирає інформацію, виробляє регулюючі впливи) та контролера ПАЗ (система протиаварійного захисту) що дозволяє контролювати порушення в ході технологічного процесу, здійснювати захист та блокування апаратів та виробляти захисні впливи. Функції РСУ та ПАЗ виконують програмовані контролери.

Контролери виконують такі функції:

• - Сприймають аналогові, дискретні електричні уніфіковані сигнали;
• - вимірюють та нормують прийняті сигнали;
• -виконують програмну обробку сигналів з первинних перетворювачів і формують аналогові та дискретні керуючі сигнали;
• - Відображають інформацію на екрані;
• - керуються за допомогою стандартної клавіатури.

З-й рівень АСУТП представлений автоматизованими робочими місцями оператора-технолога та оператора-інженера. Забезпечується ведення бази даних, візуалізація стану технологічного обладнання, обробка даних, формування та друк звітних документів, ручне дистанційне керування технологічним обладнанням. Станції оснащені сучасними комп'ютерами. Інформація з контрольно-вимірювальних приладів та датчиків у вигляді аналогових та дискретних сигналів надходить з 1 рівня на технічні засоби 2 рівня, на яких реалізуються в автоматичному режимі функції збору, первинної обробки інформації, регулювання, блокувань. Інформація, необхідна контролю та управління технологічними процесами, надходить від контролерів на 3-й рівень - операторські станції та станції головних фахівців. На малюнку 6.1 у спрощеному вигляді зображено зв'язки між рівнями.

Малюнок 5.1 - Структура АСУТП

Діалог оператора із системою управління здійснюється з використанням кольорового дисплея, клавіатури та маніпулятора «миша». На операторській станції налаштований інтерфейс користувача для взаємодії оператора з системою. Для виклику необхідної інформації оператору достатньо за допомогою миші вибрати на екрані напис або зображення якогось об'єкта і однією або двома маніпуляціями вивести на екран необхідну інформацію. Клавіатура може бути використана для отримання необхідної інформації. Крім цього, за допомогою клавіатури проводиться введення текстової та цифрової інформації. Повідомлення про порушення попереджувальних та передаварійних кордонів для аналогових параметрів, дії операторів з управління технологічними процесами реєструються та виводяться на друк на запит оператора. Вихід аналогового параметра за допустимі межі, сигналізація, порушення зв'язку з об'єктами по якомусь із каналів зв'язку відображається на операторській станції звуковою сигналізацією та колірним відображенням змін на мнемосхемах. Інформація, що виводиться оператору на екран монітора на його запит, може мати різні види:

• -Узагальнена мнемосхема, що представляє весь об'єкт автоматизації. З цієї мнемосхеми можна перейти на докладну мнемосхему будь-якого вузла, вибравши його на екрані курсором;
• - мнемосхеми окремих вузлів, що відображають частину технологічного ланцюжка з індикацією величин аналогових сигналів;
• - Оперативні тренди, що показують стан параметра;
• - Історичні тренди, що дозволяють відстежувати стан аналогового параметра за тривалі періоди (зміна, доба, місяць);
• - панелі контролю та управління аналоговими регуляторами;
• - аварійні та технологічні повідомлення.

При виборі контролера вирішальними факторами є:

• - надійність модулів вводу/виводу;
• - швидкість обробки та передачі інформації;
• - Широкий асортимент модулів;
• - Простота програмування;
• - Поширеність інтерфейсу зв'язку з ЕОМ.

Цим умовам задовольняє контролери фірми Moore Products Company, а також контролери Allen Bradley SLC 5/04 корпорації Rockwell (родина SLC 500 малих програмованих контролерів), контролери YS 170 YOKOGAWA та контролери серії TREI-Multi (і, розумів контролерів).

У цьому проекті використано контролери фірми Moore Products Company: контролер APACS+ (підсистема РСУ), контролер QUADLOG (підсистема ПАЗ).

Контролер APACS+ управляє роботою окремих агрегатів (30-50 контурів регулювання), технологічних ділянок (150 контурів регулювання), цехів із безперервними та періодичними процесами. Контролер QUADLOG також має кілька модулів. Стандартний аналоговий модуль (SAM) входить до сімейства модулів вводу/виводу. Він призначений для підключення аналогових та дискретних сигналів. Модуль SAM забезпечує високу пропускну здатність для стандартних сигналів введення/виводу (аналогові вхідні сигнали (4-20) ма, аналогові вихідні сигнали (4-20) або (0-20) ма, а також дискретні входи та виходи).

Контролер QUDLOG забезпечує: підвищені характеристики безпеки, відмовостійкості та захисту виходів; високий рівень готовності системи; відмовостійкість. Система QUDLOG повністю інтегрована із системою управління технологічними процесами APACS+. Це дозволяє використовувати один операторський інтерфейс та засоби програмування, що усуває необхідність додаткових зусиль при встановленні, конфігуруванні, обслуговуванні та навчанні персоналу, а також при організації зв'язку систем управління безпекою та технологічними процесами.

Перелік контрольованих параметрів наведено в таблиці 5.1

Таблиця 5.1 - Перелік контрольованих параметрів

Вид автоматизації зазначений у таблиці 5.2

Таблиця 5.2 - Вид автоматизації

Апарат та параметр	Величина параметра та розмірність	Вид автоматизації
Вимірювання	Регулювання	Сигналізація
Витрата етан-етилену
Витрата ЕФ
Витрата інгібітору
Температура входу
Температура конв.частина П-1
Температура виходу з піч
Витрата топл.газу
Тиск К-1
Витрата у/в з К-1

Специфікація технічних засобів автоматизації наведена у таблиці 5.3

Таблиця 5.3 – Специфікація технічних засобів автоматизації

Номер позиції на функціональній схемі	Найменування параметра середовища та місця відбору імпульс	Граничне значення параметра	Місце встановлення	Найменування та характеристика	Тип та модель	Кількість	Завод виробник або постачальник	Примітка
один апарат	а всі апарати
	САК витрати подачі прямої етан-етиленова фракція				Метран-303 ПР, Exia			ПГ Метран, м. Челябінськ	Каталог №3,
	САК витрати подачі етиленової фракції			Інтелектуальний перетворювач витрати вихреакустичний, лічильник-витратомір. Вихід (4-20) mA/HART; цифровий HART/Bell; РКІ. Діапазон (0,18-2000) т/год; T ср = (1-150) 0 С, P і. порівн - до 1,6 МПа, Ду = (25-300)мм, погр.1%.	Метран-303 ПР, Exia			ПГ Метран, м.Челябінськ	Каталог №3,
	САК витрати подачі інгібітору			Інтелектуальний перетворювач витрати вихреакустичний, лічильник-витратомір. Вихід (4-20) mA/HART; цифровий HART/Bell; РКІ. Діапазон (0,18-2000) т/год; T ср = (1-150) 0 С, P і. порівн - до 1,6 МПа, Ду = (25-300)мм, погр.1%.	Метран-303 ПР, Exia			ПГ Метран, м.Челябінськ	Каталог №3,
	САК температури сировини на вході П-1				Метран-281-Exia			ПГ Метран, м.Челябінськ	Каталог №2,
	температури конвекційної частини П-1			Інтелектуальний перетворювач температури. Вихідний сигнал (4-20) mA/HART, НСХ K, діапазон вимірюваних температур (-50 +300) 0 C. Дод. погр. анал. сигн. 1 0 C, цифр. сигн. 0,5 °C.	Метран-281-Exia			ПГ Метран, м.Челябінськ	Каталог №2,в.5/2006,стор.79.
	САР температури виходу з П-1		На трубо- дріт. кубів. продукту	Інтелектуальний перетворювач температури. Вихідний сигнал (4-20) mA/HART, НСХ K, діапазон вимірюваних температур (-50 +300) 0 C. Дод. погр. анал. сигн. 1 0 C, цифр. сигн. 0,5 °C.	Метран-281-Exia			ПГ Метран, м.Челябінськ	Каталог №2,
	На трубопроводі подачі теплоносія	Регулюючий клапан з пневмоприводом АТА – 7. Нормально відкритий, D у = 100 мм. Максимальний перепад тиску: 0,6 МПа. Вхід (4-20) mA. Клас проточки ANSI: VI Коефіцієнт пропускної спроможності прийнятий: Cv = 310. Комплект поставки: електропневматичний позиціонер з двома манометрами. Виконання з вибухозахисту ExiaIICT4.	Камфлекс, серія 35-30232 4700Е (8013)			Фірма "DS-Controls", м. Великий Новгород
	САК витрати палива у П-1			Інтелектуальний перетворювач витрати вихреакустичний, лічильник-витратомір. Вихід (4-20) mA/HART; цифровий HART/Bell; РКІ. Діапазон (0,18-2000) т/год; T ср = (1-150) 0 С, P і. порівн - до 1,6 МПа, Ду = (25-300)мм, погр.1%.	Метран-303 ПР, Exia			ПГ Метран, м.Челябінськ	Каталог №3,
	Регулювання тиску в колоні К-1			Перетворювач надлишкового тиску вибухозахищений з струмовим виходом (4-20) mA. Перепад тиску 25 КПа, k = 0,5. Допустимий робочий тиск 4 МПа. Харчування 24 ст.	Сапфір-22М-ДІ-Ех			Теплоприб. м.Челябінськ
		Вторинний одноканальний показуючий та реєструючий прилад (міліамперметр). (4-20) mA, k = 0,5				Теплоприб. м.Челябінськ
	САК температура в радіанті П-1			Інтелектуальний перетворювач температури. Вихідний сигнал (4-20) mA/HART, НСХ K, діапазон вимірюваних температур (-50 +300) 0 C. Дод. погр. анал. сигн. 1 0 C, цифр. сигн. 0,5 °C.	Метран-281-Exia			ПГ Метран, м.Челябінськ	Каталог №2,

0

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

Автоматизація установки піролізу зношених шин з теплообмінниками в реакторі і живильному бункері

Анотація

Пояснювальна записка містить 55 сторінок, у тому числі 11 джерел. Графічна частина виконана на 5 аркушах формату А1.

У роботі розглядається автоматизації установки піролізу зношених шин з теплообмінниками в реакторі і живильному бункері.

У даному проекті на першому листі А1 наведено функціональну схему автоматизації установки піролізу зношених шин з теплообмінниками в реакторі і живильному бункері. схема На другому листі А1 представлений блок нормалізації сигналів від датчиків та введення їх в УВМ. На третьому аркуші А1 представлений блок мікропроцесора системи керування. На четвертому листі А1 представлений блок клавіатури індикації та формування вектора переривання. На п'ятому аркуші А1 представлено пристрій виведення сигналу ІМ.

Вступ................................................. .................................................. ........ 5

1 Технологічний процес автоматизації установки піролізу зношених шин з теплообмінниками в реакторі і живильному бункері................................... .... 6

2 Коротка характеристика існуючих схем автоматизації 7

3 Обґрунтування необхідної структури: автоматизації установки піролізу зношених шин з теплообмінниками в реакторі та живильному бункері

4 Опис розробленої функціональної схеми автоматизації: ........... 10

установки піролізу зношених шин з теплообмінниками в реакторі і живильному бункері....................................... .................................................. .................. 12

5 Блок нормалізації сигналів від датчиків та введення їх в УВМ..................... 15

6 Блок мікропроцесора СУ.............................................. ............................ 25

7 Блок клавіатури, індикації та формування векторів переривання........ 38

8 Пристрій виведення сигналів на виконавчі механізми, графобудівник та друк 46

9 Алгоритми та циклограми, функціонування автоматизованої ділянки 49

Висновки................................................. .................................................. ........ 53

Список використаних джерел............................................... .................. 54

Додаток А

Вступ

Автоматизація технологічних процесів є одним із вирішальних факторів підвищення продуктивності та покращення умов праці. Всі існуючі та промислові об'єкти, що будуються в тій чи іншій мірі оснащуються засобами автоматизації. При масовому виробництві виробів особливо актуальна автоматизація збирання.

В даний час на промислових підприємствах при автоматизації технологічних процесів та об'єктів широко використовуються мікропроцесорні комплекси. Це пов'язано з низкою позитивних особливостей мікропроцесорів як елементів керуючих пристроїв систем автоматизації, основними з яких є програмованість та відносно велика обчислювальна потужність, що поєднуються з достатньою надійністю, малими габаритними розмірами та вартістю.

У курсовому проекті наведено функціональну схему автоматизації контролю герметичності виробів газом компенсаційним способом з використанням вібрації та схеми модулів, пристроїв та окремих фрагментів мікропроцесорної систем управління технологічним процесом. Це основну частину мікропроцесорної системи управління.

Розглянуті мікропроцесорні схеми дозволяють автоматизувати різні технологічні чи об'єкти. Залежно від виробничої доцільності для технологічного процесу або об'єкта автоматизації вибирається необхідна кількість систем місцевого та дистанційного контролю, систем регулювання, управління, сигналізації та діагностування при нормальній роботі обладнання та при плановому чи аварійному його запуску та зупинці.

Модулі та блоки, що розглядаються в курсовому проекті, узгоджені для роботи в комплекті з мікропроцесором КР580ІК80А. Однак майже всі схеми цих модулів і блоків можуть використовуватися при розробці системи управління з використанням мікропроцесорів КР1810ВМ86, мікроЕОМ КМ1816ВМ48 та ін. .

1 Автоматизація контролю установки піролізу зношення-

бункері

Робота системи автоматизованого контролю установки піролізу зношених шин з теплообмінниками в реакторі і бункері живлення, представленої на першому аркуші графічного матеріалу курсового проекту. Схема містить: бункер 1 завантаження зношених шин, обігрівається бункер 2, теплообмінник 3 підігріву атмосферного повітря, що подається в топку реактора, димовими газами, що відводяться в атмосферу, вентилятор 4 відведення димових газів в атмосферу, датчик 1а рівня скребковий 5, вентилятор 7 відведення піролізного газу з верхньої частини реактора 20, конденсатор 19 рідинної фракції з піролізного газу, вентиль 8 подачі піролізного газу зовнішнім споживачам, заслінку 6 завантаження зношених шин в реакторі 20, датчик 2а рівня зношених ,13,16, датчик 10а витрати піролізного газу, що відводиться з верхньої частини реактора, теплообмінник 10, встановлений всередині реактора для нагрівання крихти зношених шин, труба 11 у вигляді кільця з отворами у верхній частині для підведення рециркулюючого газу в крихту зношених шин і розташування теплообмінника 10, топку 12 для спалювання частини рециркулируемого газу з подачею продуктів горіння в теплообмінник 10, вентиль 14 для відведення рідинної фракції піролізу зношених шин в реакторі, датчик температури 7а крихти зношених шин в реакторі, реактор 20 піролізу зносу в реакторі, датчик 3а концентрації твердого залишку піролізу в нижній частині реактора, труба 15 у вигляді кільця з отворами у верхній частині для підведення рециркулируемого газу в крихту зношених шин і розташована в нижній частині реактора, шнековий конвеєр 17, заслінку 18 вивантаження шин із реактора.

2 Коротка характеристика існуючих схем

автоматизації

Існуючі схеми автоматизації включають такі:

структурні, функціональні та принципові.

Структурна схема автоматизації.

При розробці проекту автоматизації насамперед необхідно вирішити, з яких місць ті чи інші ділянки об'єкта керуватимуться, де розміщуватимуться пункти управління, операторські приміщення, який має бути взаємозв'язок між ними, тобто необхідно вирішити питання вибору структури управління. Під структурою управління розуміється сукупність елементів автоматичної системи, куди вона може бути розділена за певною ознакою, і навіть шляхи передачі впливів з-поміж них. p align="justify"> Графічне зображення структури управління називається структурною схемою.

На структурній схемі відображаються у загальному вигляді основні рішення проекту щодо функціональної, організаційної та технічних структур автоматизованої системи управління технологічними процесами (АСУ ТП) з дотриманням ієрархії системи та взаємозв'язку між пунктами контролю та управління, оперативним персоналом та технологічним об'єктом управління. Прийняті під час виконання структурної схеми принципи організації оперативного управління технологічним об'єктом, склад та позначення окремих елементів структурної схеми повинні зберігатися в усіх проектних документах на АСУ ТП, у яких конкретизуються і деталізуються.

На структурній схемі показуються:

а) технологічні підрозділи об'єкта, що автоматизується (відділення, ділянки, цехи);

б) пункти контролю та управління (місцеві щити, операторські та диспетчерські пульти тощо);

в) технологічний персонал та спеціалізовані служби, що забезпечують оперативне управління та нормальне функціонування технологічного об'єкта;

г) основні функції та технічні засоби, що забезпечують їх реалізацію у кожному пункті контролю та управління;

д) взаємозв'язок підрозділів технологічного об'єкта, пунктів контролю та управління та технологічного персоналу між собою та з вищою системою управління.

Функціональна схема автоматизації.

Функціональна схема є основним технічним документом, що визначає функціонально-блочну структуру окремих вузлів автоматичного контролю, управління та регулювання технологічного процесу та оснащення об'єкта управління приладами та засобами автоматизації.

Під час розробки функціональних схем автоматизації технологічних процесів необхідно вирішити таке:

Отримання первинної інформації про стан технологічного процесу та обладнання;

Безпосередній вплив на технологічний процес для керування ним;

Стабілізація технологічних властивостей процесу;

Контроль та реєстрація технологічних параметрів процесів та стану технологічного обладнання.

Зазначені завдання вирішуються на підставі аналізу умов роботи технологічного обладнання, виявлених законів та критеріїв управління об'єктом, а також вимог, що висуваються до точності стабілізації, контролю та реєстрації технологічних параметрів, якості регулювання та надійності.

Технологічне обладнання розробки функціональних схем повинні зображуватися спрощено, без зазначення окремих технологічних апаратів і трубопроводів допоміжного призначення. Однак зображена таким чином технологічна схема повинна давати ясне уявлення про принцип її роботи та взаємодію із засобами автоматизації.

Прилади та засоби автоматизації показуються відповідно до

Важливі електричні схеми.

Принципові електричні схеми визначають повний склад приладів, апаратів та пристроїв (а також зв'язок між ними), дія яких забезпечує вирішення завдань управління, регулювання, захисту, вимірювання та сигналізації. Принципові схеми є основою розробки інших документів проекту: монтажних таблиць щитів і пультів, схем зовнішніх з'єднань та інших.

Ці схеми служать також вивчення принципу дії системи, вони необхідні під час виробництва налагоджувальних робіт та експлуатації.

При розробці систем автоматизації технологічних процесів принципові електричні схеми зазвичай виконують стосовно окремих самостійних елементів, установок або ділянок автоматизованої системи.

Принципові електричні схеми управління, регулювання, вимірювання, сигналізації, живлення, що входять до складу проектів автоматизації технологічних процесів, виконують відповідно до вимог ГОСТів за правилами виконання схем, умовними графічними позначеннями, маркуванням ланцюгів та буквено-цифровим позначенням елементів схем.

3 Обґрунтування необхідної структури:автоматизації

контролю установки піролізу зношених шин з тепло-

обмінниками в реакторі та живильному бункері

Раціональне управління та вдосконалення процесів та проведення їх у режимах, близьких до оптимального, неможливо здійснити без автоматизації цих процесів.

Однак визначення економічного оптимуму за наявності ряду технологічних обмежень та змінних умов виробництва (способу та типу складання) є надзвичайно важким завданням. Варіанти схем автоматизації необхідно вибирати в залежності від виду виробництва, конфігурації та габаритних розмірів виробів, що збираються і т.д.

Застосовуючи засоби автоматизації, що широко використовуються у вітчизняній промисловості, існує можливість повністю автоматизувати весь процес збирання, включаючи і такі допоміжні операції, як завантаження складових частин та транспортування їх до місця збирання. Це завдання досягається застосуванням при автоматизації процесу збирання мікропроцесорної обчислювальної техніки. Широкий набір апаратних засобів та багатий досвід створення мікропроцесорних систем автоматичного керування дозволяють повною мірою автоматизувати збирання виробів.

Переваги мікропроцесорних систем управління:

1) багаторазово збільшується обсяг інформації про об'єкт управління;

2) управління з мікропроцесорної системи управління здійснюється за обчислюваними параметрами, а не за окремими параметрами, за складними алгоритмами управління;

3) покращується якість управління за точністю, за швидкодією, збільшується стійкість системи;

4) функціональна схема автоматизації з використанням МСУ є фактично однією системою управління, що містить велику кількість підсистем;

5) існує можливість підключення МСУ до ЕОМ найвищого рангу.

При розробці функціональної схеми автоматизації вся система розбивається ряд підсистем залежно від виконуваної функції.

Розрізняють підсистеми місцевого, дистанційного контролю, сигналізації та управління.

У даному курсовому проекті необхідно розробити автоматичний контроль установки піролізу зношених шин з теплообмінниками в реакторі і живильному бункері. Потрібно передбачити у проекті:

Систему автоматичного керування тиском та амплітудою змінного тиску в реакторі шляхом зміни підведення рециркульованих газів у нижню частину цього реактора;

Систему автоматичного регулювання рівня матеріалу у реакторі;

Систему автоматичного керування вивантаженням твердого залишку піролізу з нижньої частини реактора;

Систему автоматичного регулювання температури піролізу зношених шин у реакторі шляхом зміни підведення частини піролізного газу в топку;

Систему автоматичного регулювання рівня матеріалу в бункері, що обігрівається;

Систему автоматичного контролю витрати піролізних газів, що виходять з верхньої частини реактора і динамічної витрати газів, що рециркулюються в реакторі;

4 Опис розробленої функціональної схеми

автоматизаціїконтролю установки піролізу зношення-

них шин з теплообмінниками в реакторі та живильному

бункері

На першому аркуші графічного матеріалу курсового проекту показано

схема автоматизації контролю установки піролізу зношених шин з теплообмінниками в реакторі і живильному бункері, яка містить:

1 – бункер завантаження зношених шин;

2 - бункер, що обігрівається;

3 – теплообмінник;

4 – вентилятор відведення димових газів в атмосферу;

5 - конвеєр скребковий;

6 - заслінка завантаження зношених шин у реактор;

7 -вентилятор відведення піролізного газу з верхньої частини реактора 20;

8 – вентиль подачі піролізного газу зовнішнім споживачам;

9, 13, 16 - заслінки регулюючі;

10-теплообмінник;

11 -труба у вигляді кільця з отворами у верхній частині для підведення рециркулируемого газу в крихту зношених шин і розташована нижче теплообмінника 11 реактора;

12 - топка для спалювання частини рециркулюючого газу з подачею продуктів горіння теплообмінник 11;

14 - вентиль для відведення рідинної фракції піролізу зношених шин у реакторі;

15 - труба у вигляді кільця з отворами у верхній частині для підведення рециркулюючого газу в крихту зношених шин і розташована в нижній частині реактора;

17 - шнековий конвеєр;

18 - заслінка вивантаження твердого залишку піролізу зношених шин із реактора;

19 - конденсатор рідинної фракції з піролізного газу;

20 - реактор піролізу зношених шин.

Ця система містить:

1) систему автоматичного регулювання тиску в еталонній ємності, в яку входять такі елементи:

Бункер, що обігрівається (2);

Вимірювальний перетворювач рівня (1а);

Перетворювач рівня встановлений на щиті (1в), який обмежує сигнал max і множить його в k разів, а також перетворює аналоговий сигнал дискретний;

Вентиль (1к);

Реверсивний виконавчий механізм (1ж);

2) систему автоматичного регулювання рівня матеріалу в реакторі, до якої входять такі елементи:

Реактор (20);

Вимірювальний перетворювач рівня (2а);

Перетворювач рівня встановлений на щиті (2в), який обмежує сигнал max і множить його в k разів, а також перетворює аналоговий сигнал дискретний;

Заслінка завантаження зношених шин реактор (2к);

Реверсивний виконавчий механізм (2ж);

3) систему автоматичного управління вивантаженням твердого залишку піролізу з нижньої частини реактора, в яку входять такі елементи:

Реактор (20);

вимірювальний перетворювач концентрації (3а);

Перетворювач концентрації встановлений на щиті (3в), який обмежує сигнал max і множить його в k разів, а також перетворює аналоговий сигнал дискретний;

Реверсивний виконавчий механізм (3ж);

4) систему автоматичного управління тиском та амплітудою змінного тиску в реакторі шляхом зміни підведення рециркульованих газів в нижню частину цього реактора, в яку входять такі елементи:

Вимірювальний перетворювач тиску (8а);

Перетворювач концентрації встановлений на щиті (8в), який обмежує сигнал max і множить його в k разів, а також перетворює аналоговий сигнал дискретний;

Вентиль (8к);

Реверсивний виконавчий механізм (8ж);

5) систему автоматичного регулювання температури піролізу зношених шин в реакторі шляхом зміни підведення частини піролізного газу в топку, в яку входять такі елементи:

Вимірювальний перетворювач температури (9а);

Перетворювач концентрації встановлений на щиті (9в), який обмежує сигнал max і множить його в k разів, а також перетворює аналоговий сигнал дискретний;

Вентиль (9к);

Реверсивний виконавчий механізм (9ж);

6) систему автоматичного контролю витрати піролізних газів, що виходять з верхньої частини реактора та динамічної витрати рециркульованих газів в реакторі, до якої входять такі елементи:

Вимірювальний перетворювач витрати (10а);

Перетворювач концентрації встановлений на щиті (10в), який обмежує сигнал max і множить його в k разів, а також перетворює аналоговий сигнал дискретний;

Вентиль (10к);

Реверсивний виконавчий механізм (10ж);

Вентилятор відведення піролізного газу із верхньої частини реактора 20.

5 Блок нормалізації сигналів від датчиків та введення їх у

Призначення блоку випливає із його назви. Цей блок здійснює:

1. Узгодження сигналів по напрузі та потужності, що надходять від вимірювального перетворювача (датчика) та подаються до УВМ;
2. Почергове введення аналогових сигналів в УВМ через комутатори

та один АЦП, а також введення дискретних сигналів на сигналізацію контролера переривання та інші.

До блоку нормалізації сигналів датчиків і введення їх у МСУ входять:

Модуль обмеження аналогових сигналів по максиму і вибору необхідної чутливості аналогових вимірювальних перетворювачів на резисторах R1 - R29 (не-парні номери), R2 - R30 (парні номери) і стабілітро-нах DV1 - DV15;

Модулі посилення та фільтрації аналогових сигналів Е1.1 - E1.15;

Модулі формування ініціативних сигналів від аналогових датчиків Е2.1 - Е2.4;

Модулі введення MСУ дискретних сигналів Е.3.1 - Е3.13;

Модуль комутаторів, АЦП та паралельного інтерфейсу введення аналогових сигналів від ІП а МСУ;

Рознімання XI, Х2, ХЗ, Х6, Х7, Х8, Х9.

Роз'єм X1 містить електричні ланцюги D0 - D7, А0, А1, I/OR та I/OW та інші та забезпечує управління роботою паралельного інтерфейсу DD10, АЦП DD11 та комутаторів DD6, DD7. Всі ці пристрої входять у модуль під назвою "Модуль комутаторів, АЦП та паралельного інтерфейсу введення аналогових сигналів від ІП до МСУ". До цього ж модуля підключений також роз'єм Х2 з лініями зв'язку 12 - ВК107 та Р1.5 - READY зовнішній.

На роз'єм Х3 виводяться ініціативні аналогові сигнали від компараторів Е2.1 – Е2.4. Цим сигналам надається позначення IR5 - IR8 для подальшого підключення до входів контролерів переривання.

Роз'єм Х6 призначений для підключення аналогових датчиків. Аналогові сигнали від датчиків повинні мати струмовий вихід 0-5 мА. На вхідному роз'ємі Х, вказують позначення вимірювального перетворювача (датчика), або перетворювача сигналів, від якого сигнал подається в МСУ.

5.1 Модуль посилення та фільтрації аналогових сигналів

Для посилення аналогових сигналів від вимірювальних перетворювачів, а також зменшення пульсацій сигналів і недопущення проходження в МСУ коливань частотою 50 і 100 Гц використовуються вхідні модулі посилення і фільтрації аналогових сигналів Е1.1 - Е1.12. Розгорнута схема модуля містить три операційні підсилювачі DA1 - DA3 типу К140УД1В, режекторний (загороджуючий) Т-подібний RC - мостовий фільтр, налаштований на 50 Гц, і Т-подібний фільтр низька частот із частотою зрізу 5.0 Гц.

Підсилювачі DA1 - DA3 мають по два входи прямий та інверсний. На підсилювач DA1 вхідний сигнал подається на інверсний вхід. Через резистор R52 здійснюється позитивний зворотний зв'язок, На виході підсилювача DA1 сигнал інвертується. Інвертування сигналу забезпечує додаткове обмеження сигналу по максимуму. На підсилювач DA2 вхідний сигнал надходить на прямий вхід, а сигнал зворотного зв'язку - інверсний вхід, що забезпечує негативний зворотний зв'язок (що покращує якість вихідного сигналу).

Підсилювач DA3 включений аналогічно підсилювачу DA1 з позитивним зворотним зв'язком через конденсатор С6. Резистори R51, R57, R62 є резисторами зміщення робочої точки підсилювачів. Резистори R52, Р.58, R60, R61 забезпечують зворотний зв'язок сигналів по постійному струму, а конденсатори С4 і С6 - зворотний для сигналів змінного струму.

Резистори R1 і R2 призначені для формування потенціалу робочої точки на вході мікросхеми DD5.1 ​​типу К155ЛН1 і для її чіткого спрацювання при зміні стану контакту дискретного датчики або іншого пристрою, що підключається до лінії зв'язку 1. Коли контакт, з'єднаний з лінією зв'язку 1, розімкнутий і не з'єднує лінію зв'язку 1 з корпусом модуля, тоді на виході модуля в лінії 140 U=1, а коли цей контакт замкнутий і лінія зв'язку 1 з'єднана з корпусом модуль, тоді в лінії 140 U= 0 . Значення логічних сигналів на виході модуля узгоджені для роботи в схемах з мікропроцесором КР560ІК80А.

Конденсатор С1 призначений для виключення помилкових спрацьовувань мікросхеми DD5.1, тобто захищає модуль від "брязкоту" контакту, який підключається до лінії зв'язку 1.

Резистор R3 призначений для відведення потенціалу з лінії зв'язку 140 на корпус, коли вихід елемента DD5.1 ​​перемикається в нульовий стан.

На виході підсилювача DA3 встановлено Т - подібний фільтр нижчих частот (пропускає на вихід низькі частоти) на резисторах R59 і R61 та конденсаторі С5.

При автоматизації технологічних процесів іноді потрібно пасивні аналогові сигнали, що надходять до МСУ через модулі посилення та фільтрації, перетворити на ініціативні сигнали. Така необхідність виникає, наприклад, при організації світлової та звукової сигналізації або при переході на підпрограму для виконання необхідного технологічного регламенту. За кожним регульованим параметром розробки систем автоматизації і управління зазвичай передбачається по чотири сигналу. Перші два сигнали виводяться на сигналізацію про те, що значення регульованого параметра вище або нижче рекомендованої межі, тобто використовується як попереджувальна сигналізація про відхилення технологічних параметрів від нормального ходу. Друга пара сигналів забезпечує аварійну сигналізацію, яка виводиться або тільки на пульт управління, або здійснює також і аварійні перемикання виконавчих механізмів або приводів технологічного обладнання. Крім сигналів на сигналізацію від кожного з аналогових датчиків можуть формуватися додатково по одному або по кілька ініціативних сигналів різного рівня.

Щоб МСУ могла виконувати операції включення або вимкнення технологічного обладнання за ініціативними сигналами від аналогових датчиків, сигнали від цих датчиків в проектованій системі управління повинні подаватися на входи контролерів переривання.

Аналоговий сигнал від аналогового вимірювального перетворювача надходить на інверсний вхід диференційного підсилювача DA1 типу К140УД6. Необхідний рівень вхідного сигналу, при якому повинен спрацювати підсилювач DA1 і змінити на виході логічний сигнал, задається резисторами R66 і R67. Резистори R66 і R67 з'єднані між собою як дільники напруги, підключені до джерела живлення +5 В. Від точки з'єднання цих резисторів між собою відводиться потенціал на прямий вхід підсилювача DA1.

Так як сигнал від вимірювального перетворювача надходить на інверсний вхід підсилювача DA1, тоді при вхідному сигналі більшому, ніж заданий електричний потенціал резисторами R66 і R67, на виході модуля формування ініціативного сигналу з'являється логічний сигнал рівний одиниці. Якщо сигнал від вимірювального перетворювача менше заданого потенціалу резисторами R66 і R67, тоді на виході модуля формується сигнал рівний логічному нулю. Резистор R65 забезпечує виток електричного струму на корпус з лінії 89 (резистор витоку з бази вхідного транзистора підсилювача). Резистор R68 і діод VD27 забезпечують передачу сигналу зворотного зв'язку, а резистор R69 - буферний, що згладжує вихідний сигнал.

Стабілітрон VD2 обмежує вихідну напругу модуль формування ініціативного сигналу за максимальним значенням, що дорівнює 5 В.

5.2 Модуль перетворення аналогових сигналів від датчиків в

цифрові коди та введення їх у МСУ

Містить паралельний інтерфейс DD10 (К580ІК55), аналого-цифровий перетворювач (АЦП DD11 (К1113ПВ1А), підсилювач DD9 (К140УД1А) і два комутатори (мультиплексора) DD6, DD7 типу K590Kй. АЦП від 1 до 8 аналогових датчиків.До проектованої МСУ підключено 15 аналогових датчиків, тому використовуємо 2 мультиплексора.

При використанні проектованої МСУ від одного до чотирьох мультиплексорів і одного паралельного інтерфейсу, порти А і С (16 каналів) цього паралельного інтерфейсу використовуються для управління мультиплексорами, а порт В - для введення сигналів від АЦП.

Мультиплексор містить восьмирозрядний коммутатор 8-1 (8 в 1) для восьми вхідних ліній I0 - I7 і вихідної лінії Про дешифратор 3-8(3 в 8) з адресними входами А0, А1, А2 і входом сигналу дозволу EN. Таким чином, від коду на адресних входах дешифратора залежить, яка з вхідних ліній I0 - I7 мультиплексора з'єднається з вихідною лінією мультиплексора Про.

Аналого-цифровий перетворювач DD11 типу К1113ПВ1А має такі висновки: D0 – D9 – висновки 10-розрядного коду сигналу (для 9-розрядних процесорів використовуються будь-які 8 висновків); I-вхід аналогового сигналу; GND, GND - нуль аналогового виходу I нуль цифрового виходу, 0 - сигнал управління зрушенням на нуль реєстру цифрового коду; CLR/RX - сигнал низького рівня цьому виході свідчить про готовність- прийому даних зовнішнім пристроям з АЦП (цей сигнал надходить від DD10); RDY-сигнал низького рівня на цьому виході вказує на готовність даних на виходах DO - D9 (цей сигнал видається АЦП і надходить по лінії Р1.5 на мікропроцесор).

Сутність роботи модуля перетворення аналогових сигналів від датчиків в цифрові коди і введення їх в МСУ складається в наступному. За командою від таймера спрацьовує кон-тролер переривання і переводить мікропроцесор (МП) на обслуговування конкретної групи датчиків з введення від них інформації в МСУ. За цією підпрограмою МП передає в паралельний інтерфейс DD10 всі необхідні керуючі слова для програмування його портів А, В і С, а також виводить в порт і (А0 - А7) і порт (З - С2) код для включення шляху проходження сигналу від датчика до АЦП за допомогою комутаторів.

Подається при цьому від DD10 сигнал РСЗ на комутатор DD7 і АЦП DD11. Таким чином, аналоговий сигнал надходить в АЦП і перетворюється на цифровий код. До цього моменту МП також відкриває шляхи проходження цифрового коду з АЦП через порт DD10 в МП і МП стає в режим очікування сигналу RDY від АЦП, що дані на шину виставлені. Після отримання сигналу RDY лінії Р1.5 МП повертається з підпрограми у вихідну програму.

Роз'єм Х7 призначений для введення дискретних сигналів.

Роз'єм Х8 забезпечує виведення дискретних сигналів від модулів введення дискретних сигналів Е3.1 – Е3.13 на сигналізацію або звичайне блокування (без контролерів переривання мікропроцесорної системи керування).

Через роз'єм Х9 здійснюється виведення сигналів від аналогових датчиків через компаратори Е2.1 - Е2.4 на сигналізацію або ланцюга блокування.

5.3 Модуль обмеження аналогових сигналів по максимуму та

вибору необхідної чутливості вимірювальних

перетворювачів

ІП представлений на аркуші 2 містить резистори R1 - R29 (непарні номери), R2 - R30 (парні номери) і стабілітрони VD1 -VD15.

Вимірюване тиск Р вх надходить на ІП, а вихід ІП підключений на резистор R1. По резистори R1 протікає струм від ІП тиску і створюється падіння напруги. За допомогою резистора R1 формується необхідне значення вихідного сигналу U вих. Відношення зміни вихідного сигналу ІП зміни вхідного параметра представляє в даному прикладі чутливість вимірювального перетворювача тиску. Переміщення повзунка резистора R1 змінює чутливість ІП. Для виключення проходження МСУ сигналу вище допустимого значення встановлений стабілітрон VD1 між лініями 45 і 0V. Він пропускає струм з лінії 45 лінію 0V, якщо різниця напруг перевищує 4.5В.

5.4 Введення даних від аналогових ІП на згадку про МСУ

1. Введення даних від аналогових ІП на згадку про МСУ проводиться за підпрограмами, на які переходить центральний процесор.
2. Перехід мікропроцесора на підпрограму може відбуватися коли:

а) якщо підпрограма викликається основною програмою;

б) проходить заданий проміжок часу введення інформації, визначений зазвичай таймером;

в) надходять ініціативні сигнали від аналогових чи дискретних датчиків через контролер переривання;

г) за завданням оператора.

1. Введення даних від аналогових ІП У МСУ може відбуватися без систем вибірки та зберігання як у КП, так і з такими системами. Системи вибірки і зберігання використовують тоді, коли необхідно зафіксувати процеси, що швидко змінюються.
2. Передача даних від ІП може відбуватися побайтно за допомогою паралельних інтерфейсів (КР580ІК55) або побитно за допомогою послідовних інтерфейсів (КР580ІК51).
3. Програмований паралельний інтерфейс (PPI) (КР580ІК55) PPI має три порти А, В, С, які об'єднані в 2 групи:

а) група А-входить порт А і С4-С7 порту С;

б) група - порт В і С0 - С3 порту С.

1. PPI має окрім регістрів портів А, В та С регістр керуючого слова РУС. Це регістр 2-байтний, тобто. 16-розрядний. До нього може бути записано:

а) перший байт - керуюче слово першого типу;

б) в другий байт записується слово другого типу, що управляє.

1. У блоці управління PPI є висновки:

RD – читання даних; WR – запис даних; CS – вибір кристала;

RES – скидання. Цей сигнал скидає на нулі всі регістри А, В, С та РУС встановлює всі порти А, В, З на введення. А0, А1 – адресні входи – молодші адреси шини адреси мікропроцесора. Задають доступ до портів задається відповідно до таблиці 1.

Таблиця 1 - Програмування портів паралельного інтерфейсу

			Призначення
			Порт А-введення/виведення
			Порт Введення/виведення
			Порт С-введення/виведення
			Запис до РУС

1. PPI може бути запрограмований і працювати в одному з трьох режимів:

а) режим 0 – основний (простий) режим введення – виведення інформації;

б) режим 1 - стробований режим введення - виведення інформації;

в) режим 2 – режим двонаправленої шини.

1. Для ініціалізації ППІ використовують два типи слів, що управляють:

а) УС першого типу чи УС режиму роботи;

б) УС другого типу чи УС маніпуляції з бітами.

1. Формат УС першого типу має вигляд:

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

D7=1 – для УС першого типу;

D6, D5 – режим 0 – 00, режим 1 – 01, режим 2 – 10;

D4 – порт А (РА7 – РА0): введення – 1, висновок – 0;

D3 – порт С (РС7 – РС4): введення – 1, висновок – 0;

D2 – група В: режим 0 – 0, режим 1 – 1;

D1 - порт (РВ7 - РВ0): введення - 1, висновок - 0;

D0 – порт С (РС3 – РС0): введення – 1, висновок – 0.

1. Формат УС другого типу:

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

D7=0 – для УС першого типу;

D6, D5, D4 - завжди вводяться нулі;

D3, D2, D1 рівні відповідно N2, N1 та N0 - двійковому номеру розряду порту С:

Таблиця 2 - Програмування порту З паралельного інтерфейсу

								Розряд порту С

1. УС для DD10 (лист 2) паралельного інтерфейсу для введення інформації від аналогових ІП:
2. Порт А - працює на виведення інформації, а саме лініями РC0 - РC2 йде вибір одного з 8 датчиків по лініях 89-96 (DD6). РC3 активізує DD6. По лініях РА4-РА6 вибирають один із датчиків 97-100, 111 і РА активує DD7.
3. Висновки порту А та порту С (С7 - С4) не використовуються.

12.3. Порт В (РВ0 - РВ7) працює на введення інформації від АЦП DD11 і далі МП.

12.4. Режим роботи всіх портів – режим 0.

12.5. УС першого типу має вигляд:

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0: 1 0 0 1 1 0 1 0

12.6. Адресація портів для сигналу ВК 107 від дешифратора першого ступеня: порт А - Е000Н; порт В – Е001Н; порт С – Е002Н; РУС – Е003Н.

12.7. дані від датчиків будуть зберігатися в ОЗУ4, починаючи від адреси 8С00Н (8С00Н - 1000 1100 0000 0000), див. таблицю 3. Для кожного датчика відведено один байт пам'яті для зберігання одного байта даних.

Таблиця 3 - Адресація ліній датчиків

12.8. Підпрограма введення даних від датчика позиція РТ-1в лінії 89 в ОЗУ4 за адресою 8С00Н (і за адресою 8С01Н для ІП по лінії 90) за допомогою ППІ DD10.

MVI A, 8AH; - Завантажити в акумулятор код УС 1-го виду = 8АН.

ОUT E003H; - Вивести код УС у регістр РУС DD10.

MVI A, F8H; - введення в акумулятор МП коду числа для порту C, щоб

вибрати шлях для введення сигналу лінії 89 через DD6.

РС0 - РС3 та проходження сигналу по лінії 89.

OUT E002H; - Виведення в порт С коду 0FH. Якщо МП виконав це,

тоді дані від датчика надходять на АЦП, а МП

очікує від АЦП сигналу RDY по лінії Р1.5 на свій

вхід READ (дані готові), тобто. якщо RDY = 1, тоді МП

вводить дані з порту Ст. DD10 за командою IN, тобто.

відбувається наступні команди LXI, н.

акумулятор АЦП.

MOV M, A; - передати дані з акумулятора в комірку пам'яті

адресою HL, (8С00Н).

MVI A, F9H; - введення в акумулятор МП коду числа для порту C, щоб

вибрати шлях для введення сигналу лінії 90 через DD6.

OUT E000H; - Виведення коду F8H в порт C за адресою Е000Н.

MVI A, 0FH; - введення в акумулятор коду числа для молодшої групи

РС0 - РС3 та проходження сигналу по лінії 90.

OUT E002H; - Виведення в порт С коду 0FH. Якщо МП виконав це, тоді

дані від датчика надходять на АЦП, а МП чекає

від АЦП сигналу RDY лінії Р1.5 на свій вхід READ

(дані готові), тобто. якщо RDY=1 тоді МП вводить

дані з порту Ст. DD10 по команді IN, тобто. відбувається

наступні команди LXI, н.

LXI H, 8С00Н; - завантажити в регістр МП H і L адресу осередку пам'яті 8С00Н,

куди буде направлено дані від датчика.

IN Е001Н; - Введення з порту В, його адреса Е001Н, числа з АЦП в

акумулятор АЦП.

MOV M, A; - передати дані з акумулятора в осередок пам'яті за адресою

• Блок мікропроцесора СУ
  • Вхідні сигнали керування на МП

RES - сигнал скидання від зовнішніх пристроїв, за цим сигналом в МП лічильник команд встановлюється на 0, а також відбувається скидання тригерів дозволу переривання та захоплення шин;

RDY - сигнал готовності, що надходить від ВУ в МП. Сигнал U=1 вказує, що дані зовнішній пристрій на ШД виставила, або, що ВУ готове прийняти дані;

HOLD - сигнал U=1 від ВУ вказує на те, що ВУ запитує захоплення шин системи (даних та адреси);

INT - вхід сигналу запит на переривання від ВП.

• Вихідні сигнали керування на МП

HLDA – підтвердження захоплення шин, тобто. МП видає U = 1 і дозволяє захоплення шин. Це відповідь на запит HOLD;

WI – сигнал очікування. МП видає U=1 і перетворюється на режим очікування;

INTE - вихід сигналу дозволу переривання U=1. Відповідь на запит INT;

DBIN - вихід сигналу прийом, тобто. при U=1 цьому виході, МП показує, що він перетворюється на режим прийому, читання даних із ВП чи пам'яті ОЗУ, ПЗУ;

WR - сигнал видача, запис, тобто. при U=0 МП видає байт інформації для запису у ВП чи пам'ять;

SYN – сигнал синхронізації. Сигнал U=1 супроводжує початок кожного циклу роботи МП;

CL1, CL2 - вхід фази 1 і 2 фази від генератора сигналу.

• Формування основних керуючих сигналів у МСУ

При використанні МП необхідно чітко уявляти його динаміку

роботи, тобто. взаємозв'язок програма - команда - керуючі сигнали. А саме:

1. Програма для ЕОМ складається з команд.
2. Команда – це одна або кілька дій.
3. команда зазвичай виконується за 1 – 5 машинних циклів.
4. Машинний цикл (М) - час, який необхідний для вилучення 1 байта інформації з пам'яті або виконання однієї команди довжиною одного машинного слова.
5. машинний цикл складається з 1 – 5 машинних тактів. Робота МП проходить за тактами, сигналами від тактового генератора.
6. У МП є 10 різних типів машинних циклів.
7. Першим машинним циклом під час виконання будь-якої команди МП є цикл М1 - вилучення коду команди.
8. Першим тактом у першому циклі М1 і кожному наступному циклі завжди є такт видачі МП на магістраль даних 8 - розрядного слова стану (СС).
9. Призначення кожного розряду у слові стан та форма СС наведено у таблиці. Про - вихід сигналу з регістра DD12. МП із використанням своїх сигналів від РСС фактично керує всіма операціями.

Таблиця 4 - Алгоритм роботи мікропроцесора при кожному з 10 циклів роботи

• Дешифратори адрес МСУ

У МСУ доступ до всіх осередків пам'яті ОЗП і ПЗП, ВП здійснюється за допомогою дешифраторів адреси. Кожен має свою адресу.

У МСУ дешифратори діляться на дві щаблі: А15 - А12 - (дешифратор DD1) - обробляють 4 старших розряди адресної лінії, тобто. це перший ступінь дешифраторів у МСУ; А11 – А0 – другий ступінь дешифраторів адреси в МСУ. А11-А10 - ці 2 розряди обробляють дешифратори DD6 та DD5. А9 – А0 – деякі з цих розрядів спільно з DD1 використовуються для доступу до таймерів, контролерів переривання, а також до портів інтерфейсу, таймерів. Це також другий ступінь дешифратора.

• Дешифратор адреси першого ступеня

Мікропроцесор КР580ІК80А має шину адреси, що містить 16 ліній, тобто 16-розрядну адресну шину А0-А15. Старшими розрядами є А15 А14 а молодші А1 А0. У проектованій МСУ використовується, переважно, дворівнева структура адресації. Як дешифратор першого ступеня DD1 обраний дешифратор - демультиплексор К155ІД3 (DD1). Він перетворює двійковий код, що подається на чотири входи 20 - 23, унарний (одиноковий) сигнал на одному з виходів 0 - 15, тобто дешифратором 4 на 16. Сигнали дозволу роботи дешифратора подаються на входи EN1 і EN2. Структура дешифратора - демультиплексора К155ІД3 містить 4 інвертори, 16 логічних елементів на 5 входів і один елемент НЕ-І на два входи.

Чотири старші розряди адреси А15 - А12 від мікропроцесора по лініях 3 - 6 підключені на входи 20 - 23 дешифратора першого ступеня DD1. Залежно від коду цих входах формується низький рівень одному з виходів DD1. Ці сигнали надходять на такі елементи:

Сигнали 12 і 13, а також сигнали 16 і 17 подаються на управління дешифраторами DD5 і DD6 другого ступеня для формування сигналів доступу до кристалів відповідно ПЗП та ОЗУ. Сигнали 12 та 16 при цьому проходять додатково через інвертори DD14.6 та DD15.4 на лінії зв'язку 42 та 110.

Сигнал 107 через роз'єм з написом ВК107 надходить на паралельний інтерфейс DD10, який обслуговує АЦП та вхідні комутатори.

Сигнал 108 з написом на роз'ємі ВК108 надходить на дешифратори адреси вибору контролерів переривання, розташованих у блоці клавіатури та індикації.

Сигнал 18 надходить на додатковий третій інтерфейс (за необхідності) виведення сигналів на виконавчі механізми.

Сигнал 19 подається на паралельний інтерфейс DD6 виведення інформації (сигналів) на ІМ та на графобудівник.

Сигнал 105 подається на паралельний інтерфейс DD1 виведення інформації з МСУ на ІМ та друк. Сигнал 106 надходить на дешифратори таймерів.

• Подвійний дешифраторDD5, DD6

1. У проектованої МСУ ці мікросхеми використовуються як дешифратори 2 ступеня, а саме доступу до пам'яті ПЗУ1 - ПЗУ8 через DD5; ОЗУ1 – ОЗУ8 через DD6.
2. Після включення живлення до МСУ усім лініях адреси А0 - А15 від МП DD2 надходять сигнали U=0. Сигнали з А12 - А15 надходять на дешифратор 1 ступеня DD1. При нульових значеннях цих 4 виходах на виході DD1, лінії 12 U=0, але в інших U=1.

У таблиці 5 відбито роботу дешифратора - демультиплексора типу К155ИД4. Нулями відзначені сигнали низького рівня, що з'являються на виходах дешифратора, залежно від сигналів роздільної здатності та сигналів на адресних входах. Поодинокі стани виходів дешифратора в таблиці не зазначено. З таблиці стану видно, друга група сигналів не формується на виході дешифратора сигналів низького рівня, а третя група формує сигнали низького рівня на двох виходах одночасно. Таким чином, робочий стан дешифраторів у проектованій МСУ забезпечуватиметься поєднанням вхідних сигналів першої та четвертої груп.

Таблиця 5 - Стан дешифратора - демультиплексора типу

1. Сигнал по лінії 12 U=0 проходить інвертор DD14.6 і лінії 110 надходить на вхід EN1 як сигнал U=1. На другому виході DD1 і лінії 13 U=1. Цей сигнал надходить на EN2 DD5; т.ч. на обидва входи EN1 та EN2 йдуть сигнали рівні 1. Тоді згідно з таблицею станів буде забезпечений доступ до виходів 1.0 - 1.3 або це доступ до ПЗУ1 - ПЗУ4.
2. На лініях А10 – А11 МП U=0. Ці лінії проходять через буфер адреси DD16 лініями 48 і 49. Ці лінії надходять на входи А0, А1 DD5 або DD6. При нульових значеннях цих лініях згідно таблиці буде доступом до виходу 1.0, тобто. до ПЗП1. Таким чином, після включення системи в роботу, після подачі живлення одразу відбувається доступ до ПЗУ1, де може бути адреса якоїсь підпрограми, яка автоматично виконується. Наприклад, підпрограми готовності системи до сприйняття даних.
3. Якщо МП видає на лініях А15 - А12 код 0001. Цей код надходить на дешифратор DD1 і тоді на виході О2 і в лінії 13 U=0, а в інших лініях і в лінії 12 DD1 U=1. Сигнал 12 інвертор DD14.6, тому на обох входах EN1, EN2 DD5 U=0 згідно таблиці буде доступ до виходів 2.0 - 2.3 або в залежності від коду на лініях А0, А1 по лініях 48, 49 від адресних ліній А10, А11 DD16 , буде доступ до ПЗП5 або ПЗП8. Аналогічно йде доступ до ОЗУ1, ОЗУ5 сигналами ліній 16 і 17 (виходи 9 і 10 DD1). Сигнал по лінії 16 проходить елемент “І - НІ” DD15.4 другого вхід цього елемента надходить харчування, тобто. вихідний сигнал 42 дорівнюватиме 0, якщо живлення подано.

Таким чином, залежно від низького рівня сигналу від дешифратора першого ступеня DD1 в одній з ліній 12, 13, 16 або 17 відбувається вибір однієї з чотирьох груп вихідних сигналів DD5 і DD6: ПЗУ1 - ПЗУ4 або ПЗУ5 - ПЗУ8 та ОЗУ1 - ОЗУ4 або ОЗ - ОЗУ8. Залежно від коду на адресних входах лініями 48 і 49 здійснюється формування сигналу низького рівня на одному з чотирьох виходів однієї з цих чотирьох груп виходів. Доступ до кристалів ОЗП припиняється після зняття електричного живлення з елемента DD15.4.

• Буфери шини адреси

Інформація, що видається МП на шині адреси та даних, надходить до багатьох пристроїв: ОЗУ, ПЗУ та ВУ, інтерфейси. Проте виходи МП, зокрема КР580ИК80А допускають споживання них щодо невеликого струму. Слід, що до одного виходу МП можна підключити один пристрій, тому адреси шини і даних підключають буфери. Для побудови таких буферів використовують шинні формувачі.

Як буфер адреси в МСУ використовуються шинні формувачі КР580ВА86 та КР580ВА87. У розробленій системі управління як буфери адреси МП використовуються мікросхеми К155ЛП10. У кожну з цих мікросхем входять шість повторювачів із трьома станами на виході, тобто шість Z-буферів-повторювачів.

На аркуші 3 наведена схема підключення трьох буферів DD13, DD16 та DD19 у лінію адреси МП. Від МП адресні виходи А15 - А0 надходять на входи буферів DD13, DD16 і DD19, але в виході їх формується шина адреси з лініями 3 - 6, 48, 49, 90 - 99.

Виходи буфера DD19 3 - 6 (як вказувалося вище) надходять на вхід дешифратора першого ступеня DD1, виходи 48, 49 від DD16 надходять на адресні входи дешифраторів другого ступеня для ПЗУ та ОЗУ DD5 і DD6, а решта виходів надходять на загальномашинний раз. По лінії 85 надходить сигнал із схеми прямого доступу до пам'яті (ПДП) від елемента DD3, де формується він, рівним 0 або 1. Для буферів DD13, DD16 і DD19 сигнал лінії 85 є z-сигналом для z-буферів. Якщо лінії 85 надходить сигнал z=1, тоді перетворюються у високоомний стан всі виходи буферів адреси, шина адреси відключається від мікропроцесора, і використовується для прямого доступу до пам'яті. Якщо сигнал лінії 85 дорівнює нулю, тоді відбувається звичайна робота шини адреси з МП.

• Буфери шини даних

У мікропроцесорній системі управління використовується два буфери шини даних DD7 та DD11, виконаних на шинних формувачах КР589АП16. ШД в МСУ 8 – розрядна, а буфери 4 – розрядні, тому використовується 2 буфери, що працюють паралельно.

Ці буфери двонаправленої дії, тобто можуть пропускати сигнали від МП на шину даних або навпаки з шини даних в МП. Буфери типу К5879АП16 мають 4 висновки I/O (I/O0 - I/O3). Ці висновки приєднуються до загальносистемної для МСУ шини даних і через них дані можуть проходити в обох напрямках, а також є дві групи по 4 висновки, через які дані проходять тільки в одному напрямку. А саме: чотири входи I0 - I3 забезпечують проходження даних з МП в буфер (а потім на шину даних) і чотири виходи О0 - О3, через які дані від буфера (і з шини даних) надходять в МП. Напрямок руху даних через буфер задається сигналами, що подаються його входи CS і SEL.

Буфер К589АП16 містить 8 керованих z-буферів, чотири з яких забезпечують проходження даних в одному напрямку, чотири інших у протилежному напрямку, логічний елемент на два входи НЕ-І-НІ для формування сигналу управління z1 чотирма z-буферами та елемент І-НІ для формування сигналу керування z2 іншою четвіркою z-буферів, а також резистори R23 - R26, через які підводиться електроживлення на лінії шини даних.

Робота буфера відбувається в такий спосіб. Якщо на входи управління подаються сигнали лініями 47 і 11 CS=0 і SEL=0, тоді z1=0, а z2=1 і дані

проходять із входів I0 – I3 (від МП) на виходи I/O0 – I/O3 (на шину даних). Якщо ж сигнали CS=0, SEL=1, тоді z1=1, а z2=0 і дані проходять із висновків I/O0 - I/O3 (з шини даних) на висновки О0 - О3 (і далі МП). Сигнал CS лінії 47 проходить через багато елементів, але йде від МП з виходу HLDA, а сигнал SEL по лінії 11 також проходить багато елементів від МП з виходу DBIN (прийом або видача даних).

• Регістр слова стану та регістр даних, що виводяться на

сегменти індикаторів

Регістр слова стану (РСС) призначений для прийому від МП на початку кожного циклу його роботи коду слова стану (СС), запису та зберігання його протягом усього циклу, а також для видачі (відповідно до стану) необхідних сигналів управління. Ці сигнали, разом із сигналами управління мікропроцесора, здійснюють усі операції перемикання пристроїв у МСУ під час її роботи.

Як регістр слова стану в МСУ використовується багаторежимний буферний регістр (МБР) DD12 типу К589ІР12. Він має: 10 – 17 – входи сигналів (інформації); CS1, CS2 – входи вибору кристала; MD – вхід вибору режиму; EW – вхід строба; R - скидання; INR – вихід подовженого входу (інвертованого) строба.

МБР як РСС включений за першим режимом, при якому вхід MD заземлений, а CS2=1, тобто в цьому режимі CS1=0, CS2=1 та MD=0. При надходженні строба від МП на вхід EW, тобто при EW=1 відбувається запис (защіпки) слова стану в регістрі. Строб від МП на РСС надходить на початку кожного циклу.

Багаторежимний буферний регістр типу К589ІР12 використовується в МСУ також як регістр даних, що виводяться на сегменти індикаторів, DD8. У цьому випадку МБР включений за другим режимом, при якому EW=0, а MD=1 (оскільки цей вхід з'єднаний з лінією 79, на яку подається живлення Ж біля тригера DD3). По стробу, що надходить на вхід CS1 і сигналу, що дорівнює 1 з лінії 17 на CS2 від пристрою прямого доступу до пам'яті (ПДП), регістр DD8 защіплює дані, що надходять на входи 10 - 17.

• Запис даних у пам'ять (ОЗП) або зовнішній пристрій (ВП)

Формування сигналів для запису даних у пам'ять (ОЗП) або ВП наведено на аркуші 3. Мікропроцесор позначений DD2, регістр слова стану DD12.

Відомо, що при записі даних у ОЗП або ВП МП видає на виході WR U=0. Регістр слова стану DD12 за словом стану, яке запам'ятовується ним на початку кожного циклу від МП, видає на виході О4 сигнал U = 1 під час запису ВП і сигнал U = 0 при записі в ОЗУ.

Якщо на виході О4 DD12 видається U = 1, а на виході WR U = 0, тоді на виході DD17.1 U = 0 буде здійснюватися запис на ВУ (на виході DD17.2 у цьому випадку U = 1). Якщо ж на виході О4 DD12 видається сигнал U=0, при збереженні на виході WR U=0, тоді на виході DD17.2 U=0 (а на виході DD17.1 U=1) і відбувається запис даних в ОЗУ.

• Синхронізація роботи МП та регістру слова стану та

формування стробу слова стану

У цю схему входить генератор тактової частоти, тригер DD20.2 та інвертор DD14.5. Генератор тактової частоти 4 МГц на вихід 2 видає сигнали частотою 4 МГц, але в виходах 9 і 10 формує сигнали частотою 2 МГц, але зрушені фазою на 1800 з однойменної полярністю. Вихід МП DD2 SYN - вихід сигналу синхронізації, а регістрі слова стану DD2 вхід STR - вхід для сигналу синхронізації. Якщо від МП подається сигнал SYN=0 (початковий стан), тоді вході D - тригера DD20.2 U=0, і з частотою 2 МГц на вхід З надходять сигнали від генератора сигналів (ГС) через DD4.5. На виході тригера DD20.2 формується сигнал U = 0. Частотою 4 МГц відбувається скидання тригера на нуль через вхід R, якщо тригер був встановлений одиничний стан. Якщо від МП подається сигнал SYN=1, тоді на виході DD20.2 формується сигнал U=1 і надходить на вхід STR DD12, тобто відбувається синхронізація DD2 і DD12. Однак через половину періоду основних сигналів лінії 2 надходить сигнал на вхід R DD20.2 і тригер скидається на нуль. За цим сигналом синхронізації РСЗ DD12 записує СС від МП. Після проходження часу, що дорівнює половині періоду частотою 2 МГц, тригер DD20.2 через вхід R скидається на нуль. Одночасно з цим на інверсному виході формується строб зворотної полярності, що надходить на тригер DD20.1.

• Формування подовженого сигналуDBIN

Формування сигналу подовжений DBIN відбувається за схемою на аркуші 3. Вона містить МП DD2, два тригери DD21 і DD20.2, три інвертори DD14.1, DD14.2 та DD14.3 та два елементи “І” DD18.1 та DD18.2 . МП на виході DBIN видає U=1, коли він готовий до прийому даних із ОЗП, ПЗП та ВП. Тригер DD20.2 на інверсному виході видає строб із частотою 2 МГц, а знімає його із частотою 4 МГц, що надходить на вхід R, якщо на вхід D - тригера DD20.2 надходить сигнал синхронізації SYN з виходу МП DD2. У вихідному стані на інверсному виході тригера DD20.2 U=1, прямому виході тригера DD20.1 U=1, сигнал DBIN=0 на виході МП DD2, тому на обох входах DD18.2 U=1, але в його виході сигнал подовжений DBIN=0. Якщо МП видає сигнал DBIN=1, тоді верхньому вході DD18.2 U=0 (при U=1 на нижньому вході) і сигнал подовжений DBIN=1. При зміні сигналу верхньому вході DD18.2 з 1 до 0 відбувається скидання тригера DD20.1 і прямому виході стає U=0.

Таким чином, на обох входах DD18.2 U=0, а на його виході подовжений DBIN=1. Через деякий час МП DD2 знімає сигнал DBIN, він дорівнює нулю, і на верхньому вході DD18.2 U=1, але сигнал подовжений DBIN продовжує дорівнювати одиниці поки строб не надійде на вхід С тригера DD20.1. Після цього сигнал подовжений DBIN = 0. Подовження сигналу DBIN за часом відбулося рахунок спрацювання тригерів DD20.2 і DD20.1

• Формування сигналівI/ OR(читання ВУ) таMEMR

(читання ОЗУ та ПЗУ)

Схема формування сигналів містить МП DD2, регістр СС DD12, схему подовження DBIN та два елементи "І" DD17.3 і DD17.4. З таблиці

стану сигналів у кожному циклі слід, що для читання з ВУ на виході О6 DD12 U=1, на виході О7 U=0 і подовжений сигнал DBIN=1 в лінії 9. У цьому випадку на виході DD17.3 U=0, тобто сигнал I/OR=0 і проводитиметься читання даних з ВП (на виході DD17.4 U=1). Якщо ж на виході О7 DD12 U=1, на виході О6 U=0 і подовжений DBIN=1, тоді на виході DD17.4 U=0, тобто сигнал MEMR=0 і буде читати дані з пам'яті (ОЗУ або ПЗУ) . Сигнал на виході DD17.3 дорівнює одиниці.

• Формування сигналівCSіSELдля керування буферами

шин даних

Схема формування сигналів CS та SEL для управління шин даних DD7 та DD11 містить МП DD2, регістр СС DD12, буфери шини даних DD7 та DD11, тригер DD20.1 та інші елементи. З таблиці стану сигналів кожному за циклу роботи МП випливає, що з О1=0 на виході РСС DD12 відбувається запис даних, а при О1=1 тому ж виході читання даних. Якщо, наприклад, відбувається читання (прийом) даних з пам'яті (ОЗУ або ПЗП) або ВУ, тоді О1=1 на виході DD12 і HLDA=0 на виході DD2 (оскільки захоплення шин не буде МП дозволено) і DBIN=1 тому, що МП прийом даних дозволяє. Оскільки сигнал DBIN=1, тоді на входах SEL DD7 і DD11 U=1 ці буфери включаються на введення даних у МП. На лінії 47 в цей час U=0 (буфери DD7 і DD11 включаються в роботу) тому, що на вході DD18.3 U=1 від DD12 (при читанні) та на виході тригера DD20.1 U=0. На прямому виході DD20.1 U=0 оскільки при надходження сигналу DBIN=1 від МП DD2 на виході DD18.1 сигнал змінюється від 1 до 0 і відбувається скидання тригера DD20.1 в нульовий стан. З приходом чергового строба слова стану (СС) тригер DD20.1 встановлюється одиничний стан, на прямому його виході U=1, на виході DD18.3 U=0, але в виході DD18.4 U=1 (лінією 71 U= 1) сигнал CS=1 і DD7 і DD11 вимикаються. Якщо буде записуватися даних в ОЗУ або ВУ, тоді DBIN=0 і на входах SEL U=0. На виході DD18.1 U=1, тому тригер не скидається і його прямому виході U=1. Сигнал О1=0 на виході DD12. На виході DD18.3 U=1, а на виході DD18.4 U=0, CS=0 лінії 47 і буфери DD7 і DD11 включаються на виведення даних з МП на шини даних і далі на ОЗУ і ВУ. Після закінчення циклу запису даних на виході О1 DD12 сигнал змінюється на U=1, лінії 47 U=1 і DD7 і DD11 вимикаються.

• Формування сигналів переривання в мікропроцесорній

Модуль пріоритетного переривання призначений для використання в

мікропроцесорні САУ, в яких режим обробки інформації змінюється в залежності від зовнішніх програмно-непередбачуваних подій. Основна функція модуля пріоритетного переривання зводиться до розпізнавання зовнішніх подій та видачі керуючих сигналів у мікропроцесорну САУ, яка (за певних умов) тимчасово припиняє виконання поточної програми та передає керування іншою програмою, спеціально передбаченою для даного випадку. Мікропроцесор КР580ІК80А дозволяє реалізувати векторне багаторівневе пріоритетне переривання шляхом підключення до нього додатково спеціальної схеми переривання, основним елементом якої є контролер переривання. У аналізованої мікропроцесорної САУ використовуються

контролери переривання типу КР580ВН59.

Периферійні пристрої мікропроцесорної САУ можуть запросити переривання поточної програми мікропроцесора DD2 шляхом подачі сигналу INT, що подається на його вхід INT. Сигнал переривання може виникнути будь-якої миті циклу команди. Обробка переривань організована таким чином, що переривання запит фіксується у внутрішньому тригері запиту переривання мікропроцесора. Причому запит переривання фіксується лише за переході мікропроцесора до циклу М1, тобто початкового циклу черговий команди, що свідчить про закінчення виконання поточної операції. Виконання цих умов призведе до того, що наступний цикл машини буде циклом обробки запиту переривання. Машинний цикл переривання, який починається в такті Т1 за умов дозволеного переривання, повторює в основному машинний цикл вибірки. Протягом часу, який визначається одиничним (Н - рівнем) сигналом синхронізації, мікропроцесор формує на своєму виході INTE сигнал U=1.

Фактично сигнал INTE на виході мікропроцесора є квітуючим, тобто сигналом, що повторюється двічі протягом одного повного циклу роботи мікропроцесора. У аналізованої мікропроцесорної САУ сигнал запиту переривання на вхід INT мікропроцесора DD2 може надходити від паралельного інтерфейсу, який обслуговує клавіатуру, і зовнішніх пристроїв через контролер переривання DD13. Припустимо, що натискається будь-яка клавіша клавіатури і надходить сигнал U=1 на вхід 1D тригера DD18.2. Мікропроцесор DD2 на циклі М1 на виході INTE формує сигнал, що дорівнює одиниці. Цей сигнал проходить елементи “І-НІ” DD15.2 та DD15.3 та надходить на вхід R тригера DD8.2. За сигналом синхронізації, який надходить на вхід з тригера DD8.2 від регістра слова стану DD12 з виходу О5, з урахуванням сигналів, що надходять на входи 1D і R тригера DD8.2, цей тригер переходить у режим установки, при якому прямому виході U =1, але в інверсному виході U=0. Цей сигнал проходить елемент "І-НІ" і у вигляді сигналу U = 1 надходить на вхід INT мікропроцесора і зафіксується внутрішнім тригером. Мікропроцесор знімає сигнал INTE, тобто він стає рівним нулю, тригер DD8.2 перетворюється на режим скидання, у якому прямому виході U=0, але в інверсному виході U=1.

Сигнал з інверсного виходу тригера проходить елемент "І-НІ" і тому на вході мікропроцесора INT встановлюється сигнал, що дорівнює нулю. Така

послідовність формування сигналу INT на мікропроцесор спостерігається у разі, коли сигнал запиту переривання від контролера переривання DD13 з виходу INT не надходить, тобто він дорівнює нулю. Якщо запит переривання надходить від будь-якого зовнішнього пристрою, він спочатку надходить однією з входів IR0 - IR7 контролера переривання DD13.

Контролер переривання формує на виході INT сигнал, рівний одиниці, який проходить інвертор "НІ" та елемент "І-НІ" (за умови, що з інверсного виходу тригера DD8.2 надходить сигнал U=1) і у вигляді сигналу U=1 надходить на вхід INT мікропроцесора DD2. Робота мікропроцесора по сприйняттю сигналу запиту у разі від паралельного інтерфейсу клавіатури. Однак після переходу на обслуговування переривання мікропроцесор DD2 передає регістр слова стану DD12 відповідне слово стану. У слові стану в розряді О0 на виході регістра слова стану DD12 формується сигнал U=1, який надходить на вхід контролера INTA переривання DD13. За цим сигналом контролер переривання лініями даних за командою CALL передає адресу осередку пам'яті, з якої починається підпрограма обслуговування зовнішнього пристрою.

Мікропроцесорна САУ обслуговує запит зовнішнього пристрою, а після виконання підпрограми повертається у вихідну програму.

7 Блок клавіатури, індикації та формування

векторів переривання

7.1 Основні елементи блоку прямого доступу до пам'яті та виведення

інформації на дисплей

Цей блок містить такі елементи. Генератор сигналів на 1200 Гц, який зібраний на двох логічних інверторах DD1.1 та DD1.2, резисторі R25 та конденсаторі С1. Сигнал з виходу генератора постійно подається на вхід С синхронізації тригера DD3, а також через два інвертори DD1.3 і DD1.4 на вхід С2 лічильника DD6 і на вхід елемента - НІ DD4.3.

Лічильник DD6 типу К155ІЕ5 містить 4 Т-тригера і елемент І-НІ на два входи для формування сигналу установки лічильника на нуль (скидання на нуль). Лічильник має два входи Т0 і Т1 та чотири виходи СТ0 - СТ3. Якщо вхідний сигнал подається Т1, тоді лічильник працює як трирозрядний. Якщо з'єднати Т1 з виходом СТ0 і вхідні сигнали подавати на вхід Т0, тоді лічильник буде працювати як чотирирозрядні.

У схемі прямого доступу до пам'яті лічильник DD6 працює як трирозрядний і призначений для формування восьми адрес з кодами від 000 до 111 на молодших лініях адреси А0, А1 і А2 при почерговому доступі до 8 осередків ОЗП при ПДП. Для цієї мети сигнали від лічильника DD6 надходять на 3 логічні елементи І-НІ DD5.2, DD5.3 і DD5.4. При надходженні другого сигналу ці елементи від тригера DD3 вони спрацьовують і передають код адреси від лічильника лінії адреси А0, А1 і А2.

Дешифратор адреси DD7 з урахуванням здвоєного дешифратора - демультиплексора К155ИД4 призначений для чергової видачі сигналів на восьми виходах при безперервному формуванні кодів адрес на адресних лініях А0, А1, А2 лічильником DD6. Сигнали з виходів DD7 через підсилювачі VT2 - VT16 (парні) надходять на катоди 8 індикаторів дисплея та забезпечують їх почергове підключення до джерела живлення.

Багаторежимний буферний регістр DD8 призначений для защіпки на кожному такті доступу до пам'яті (з частотою 1200 Гц) даних осередку пам'яті ОЗУ (по черзі з восьми осередків ОЗУ), зберігання цих даних протягом такту і видачі їх на аноди всіх індикаторів дисплея. За цими даними формується на індикаторах (на всіх) якась цифра або буква, а ця цифра або буква висвічуватиметься на тому індикаторі, катод якого підключений в даний момент до джерела живлення за допомогою дешифратора адреси DD7. Сигнали від буферного регістру на аноди індикаторів проходять через підсилювачі VT1 – VT15 (непарні).

Спільне підключення підсилювачів VT2 - VT16 (парних) на катоди індикаторів і підсилювачів VT1 - VT15 (непарних) на аноди індикаторів показано на аркуші 4. На входи 1 - 8 і на бази тріодів VT2 - VT16 (парні), а потім сигнали (по черзі) від дешифратора адреси DD7, але в входи 9 - 16 і бази тріодів VT1 - VT15 (непарні) подаються (одночасно всі аноди всіх індикаторів) дані з буфера DD8.

У проектованій МСУ передбачається як дисплей використовувати вісім індикаторів. Кожен індикатор є семисегментною світлодіодною матрицею типу АЛС335А. Кожна з восьми світлодіодних матриць обслуговує одну з восьми осередків ОЗУ, до яких здійснюється прямий доступ. Тому програмно в кожен осередок ОЗУ суворо певна інформація.

7.2 Організація ПДП та виведення інформації на дисплей

У мікропроцесорній системі управління технологічним процесом блок прямого доступу до пам'яті та виведення інформації на дисплей працює у мультиплексорному режимі. Мікропроцесор К580ІК80А працює на частоті 2 МГц. Генератор сигналів ПДП на інверторах DD1.1 та DD1.2 має частоту 1200 Гц та пристрій ПДП спрацьовує з цією частотою. Якщо 2 МГц розділити на 1200 Гц, тоді отримаємо, що через кожні 1666 тактів спрацьовує МП, він переривається і дає можливість протягом необхідного числа тактів відпрацьовувати системі ПДП і виводити інформацію на дисплей. З іншого боку до пристрою ПДП підключені 8 індикаторів, причому вони приєднані по прийому інформації по черзі тому, що дешифратор адреси DD7 видає сигнали на катоди восьми індикаторів послідовно. На підставі цього катоди індикаторів будуть запалюватися з частотою, що дорівнює 1200:8 = 150 Гц, на час, що дорівнює одному періоду цієї частоти (а не 1200 Гц або 2 МГц). Зі світлотехніки відомо, що якщо частота коливань перевищує 15 - 20 Гц, тоді створюється ефект безперервного світіння, тому і інформація на всіх індикаторах візуально сприйматиметься безперервною.

Крім розглянутих пристроїв у здійсненні прямого доступу до пам'яті, беруть участь елементи DD1.5, DD4.1, DD14.3, DD15.1, DD4.2, DD5.1, DD2.1, DD4.3. Елемент DD1.5 через роз'єм Х1 з'єднаний з входом R МП і з кнопкою "Скидання" і забезпечує скидання системи ПДП у вихідний стан. Елемент DD4.1 служить введення у систему ПДП сигналу від кнопки “Скидання” через DD1.5 і сигналу HLDA від МП DD2 через елемент DD14.3. Елемент DD15.1 служить для введення МП сигналу INT (на переривання). Якщо сигнал INT не надходить (вихідний стан), тоді на роз'ємі INT зовнішній U = 1, а на виході DD15.1 U = 0, МП не переходить у режим переривання і може дозволити ПДП. З цього випливає, що елемент DD4.2 служить для блокування сигналів INT і HOLD і виключення одночасної подачі цих сигналів на МП. Елемент DD5.1 ​​забезпечує аналогічне блокування із введення сигналу HOLD від зовнішнього пристрою.

Безпосередня робота модуля ПДП відбувається у наступній послідовності. на кожен сигнал від генератора сигналів частотою

1200 Гц спрацьовує тригер DD3 і його прямому виході з'являється сигнал U=1. За відсутності запитів від зовнішніх пристроїв на переривання та захоплення шин цей сигнал пропускається елементами DD4.2 та DD5.1 ​​і надходить на вхід HOLD МП, запитуючи МП “захоплення шин”. Якщо МП дозволяє здійснити ПДП, він видає на вихід HLDA сигнал U=1 (до дозволу захоплення шин на виході HLDA U=0, на виході DD14.3 U=1 і від DD1.5 U=1, але в виході DD2. 1 U=0, тому DD2.1 неспроможна спрацювати). Цей сигнал перемикає DD14.3 у нульовий стан на виході, а на виході DD4.1 та на вході DD2.1 буде U=1. Другий сигнал на вході DD2.1, що надходить від тригера DD3, також дорівнює одиниці (він робить запит на ПДП). Третій сигнал елемент DD2.1, що надходить через роз'єм Х1, є сигналом синхронізації МСУ. Після цього елемент DD2.1 спрацьовує і на виході з'являється фронт сигналу від 1 до 0. Цим фронтом нижній тригер DD3 встановлюється, на прямому виході з'являється сигнал U=1, який дозволяє пройти код адреси на лінії А0, А1, А2 від лічильника DD6 через елементи DD5.2, DD5.3, DD5.4. Після того, як адреса на шинах адреси виставлена, дані з осередків ОЗП за цією адресою заносяться в регістр DD8 і з'являється інформація на індикаторах дисплея.

Нижній тригер DD3 з інверсного виходу подає сигнал з фронтом, що змінюється від 1 до 0, на вхід R верхнього тригера DD3 і скидає його, встановлюючи на прямому виході U=0 і знімаючи запит HOLD з МП DD2.

МП знімає сигнал HLDA і на виході DD4.1 та вході DD2.1 сигнал знижується до нуля, а на виході DD2.1 U=1, нижній тригер скидається на нуль за допомогою сигналів на виходах D та C, які заземлені. На верхньому виході нижнього тригера DD3 встановлюється U=0, елементи DD5.2, DD5.3 і DD5.4 відключають шину адреси пристрою ПДП і починається звичайна робота системи управління і МП, а режим ПДП закінчується.

7.3 Програмований таймер КР580ВІ53

У САУ таймери використовуються:

а) для здійснення наступного включення механізмів та пристроїв в одній послідовності та вимикання цих пристроїв зазвичай в іншій послідовності;

б) для безперервного генерування сигналів заданої частоти та можливістю зміни цієї частоти;

в) визначення часу зміни якогось параметра;

г) визначення поточного часу.

Таймер КР580ВІ53 – це фактично лічильник часу, з іншого боку таймер – це генератор частоти. Причому таймер має синхронізацію по запуску та вимкненню. DOUT0 – DOUT2 – вихідні сигнали таймера від 3-х його входів. SYN0 – SYN2 – входи синхронізації лічильників. Тобто. входи сигналів від генераторів Сигнали повинні надходити безперервно на ці входи. EN0 - EN2 - сигнали дозволу включення лічильників у роботу. А0 - А1 - молодші розряди шини адреси, призначені вибору одного з лічильників чи регістрів управляючого слова.

Таблиця 6 - Сигнали під час обміну інформацією між МП та ПТ

Операції	Сигнали керування
Запис УС у регістр управління таймером
Читання зі СТО0
Читання зі СТО1
Читання зі СТО2
Вимкнення програми таймера

Робота ПТ (програмованого таймера) у режимі “0”:

1. У цьому режимі таймер працює як реле часу із замкнутими контактами для формування вихідного сигналу DOUT.
2. Вводиться слово керування.
3. Вводиться до лічильника цього каналу число - кількість тактів сигналу SYN, після відпрацювання яких має з'являтися сигнал DOUT.
4. Внаслідок введення числа в лічильник сигнал DOUT не змінюється.
5. Після подачі сигналу EN лічильник починає зворотний рахунок від введеного числа до 0.
6. Коли показник лічильника стає рівним 0, тоді попередньому фронту сигналу синхронізації з'являється сигнал DOUT=1:
7. Сигнал DOUT знижується до 0, якщо сигнал EN=0.
8. Сигнал DOUT скидається на 0 під час нового завантаження числа в лічильник. Число в лічильник необхідно заносити щоразу.

Робота ПТ в режимі "1" (режим мультивібратора, що чекає). Мультивібратор – це 2-х каскадний генератор прямокутних коливань. Очікуючий мультивібратор або один вібратор - це схема, яка реагує на вхідний імпульс і змінює свій стан на 1 цикл або на кілька циклів, а тому ділиться на один вібратор без перезапуску (як у таймері), і один вібратор з повторним автоматичним перезапуском. Час автоматичного перезапуску зазвичай встановлюється за допомогою RC – ланцюжка.

1. Завантажує до каналу УС.
2. Вводить до лічильника число N (N=4).
3. При введенні числа у лічильник вихідний сигнал DOUT=1.
4. При подачі сигналу EN та переднього фронту сигналу синхронізації сигнал DOUT знижується до 0.
5. Число в лічильнику в цьому режимі залишається при подачі (зйомі), а потім подачі сигналу EN цикли повторюються.

Режим "2" - програмований дільник частоти зі шпаруватістю один такт вихідного сигналу по лінії 5 і 6.

Режим "3". Це режим меандру (генератор меандру). Тобто. ділить вихідну частоту на рівні статі періоди, якщо число N, на яке необхідно розділити парне. А якщо число N непарне, тоді підлозі періоди відрізняються на один такт сигналу синхронізації.

Режим "4". Строб із програмованим запуском. Поодинокий строб.

Режим "5". З перезапуском цього строба через час, внесений числом до таймера. Строб.

При складанні програми для таймера необхідно мати на увазі таке:

1. Вводити УС для лічильника СТ2, потім СТ0, потім СТ1.
2. Вводиться молодший байт числа СТ1.
3. Вводиться старший байт числа СТ1.
4. Вводиться молодший байт числа СТ2.
5. Вводиться старший байт числа СТ2.
6. Вводиться молодший байт числа СТ0.
7. Вводиться старший байт числа СТ0.

7.4 Пристрій прямого доступу до пам'яті (ПДП)

У проектованої МСУ ПДП використовується висновку інформації на індикатори, тобто. під час роботи оператора з клавіатурою. У пристрій ПДП входить:

а) генератор із частотою 1200 ГЦ на елементах R25, C1, DD1.1, DD1.2. Ця частота безперервно подається на вхід тригера DD3 верхнього і через 2 інвертори DD1.3, DD1.4 на лічильник DD6 (один інвертор використаний для розв'язування сигналів, інший для повернення сигналу вихідний стан, тобто для узгодження сигналу);

б) 2 тригери DD3 верхній та нижній;

в) лічильник DD6, який формує безперервно та по черзі на виходах адреси 8 осередків ОЗУ з номерами від 000 до 111;

г) регістр DD8, який фіксує дані однієї з 8 осередків ОЗУ на певний цикл (його виходи з'єднані з сегментами всіх 8 матриць);

д) дешифратор DD7, який по черзі за кодом на вході від лічильника DD6 видає сигнал низького рівня на один із 8 виходів (ці виходи підключені до 8 катодів матриць);

е) елементи DD5.2, DD5.3, DD5.4, які служать для з'єднання шини адреси пристрою ПДП (3-х ліній від лічильника DD6) до 3 ліній шини адреси МСУ, тобто. А0, А1, А2;

ж) частина елемента DD13, який служить для відключення 3-х ліній шини адреси МП А0, А1, А2 від МП під час ПДП;

з) елемент DD4.2, який служить для блокування введення МСУ сигналів INT зовнішній і HOLD (запит на захоплення шин від DD3), тобто. якщо надходить сигнал INT зовнішній, сигнал запиту HOLD не буде формуватися (у вихідному стані на верхній вхід DD4.2 надходить U=1, через роз'єм Х1, тригер DD3 при запиті HOLD видає U=1, тобто в цьому випадку на виході DD4.2 з'являється U=0, який надходитиме далі на МП);

і) елемент DD5.1 ​​здійснює аналогічне блокування між сигналами HOLD від DD3 і HOLD зовнішній. На вхід RES МП DD2 і вхід інвертора DD1.5 надходить сигнал напруги від кнопки RESET. У вихідному стані цей сигнал дорівнює 0, а при натисканні кнопки RESET він дорівнює 1. При U=1 відбувається скидання тригера на вході МП для запиту HOLD та INT. Цей сигнал скидання проходить елементи DD1.5, DD4.1, DD2.1 і надходить на вхід S нижнього тригера DD3. З інверсного виходу цього тригера сигнал надходить на вхід R верхнього тригера і скидає його.

Перед вибором даних або адреси або позначення регістрів на екран вони спочатку програмно заносяться в 8 перших осередків ОЗУ з адресою 000Н до 007Н. Ці 8 осередків ОЗП і 8 індикацій дисплея працюють попарно, з 1-ї осередки ОЗУ дані завжди виводяться на 1-й індикатор, а з 8-ї осередки ОЗУ на 8 індикатор. Виведення даних із 8 осередків ОЗП на дисплей відбувається в режимі ПДП. Виведення даних на дисплей у режимі ПДП здійснюється при мультиплексорній роботі індикаторів.

Клавіатура МСУ містить 25 клавіш та один тумблер. 24 кнопки утворюють матрицю 3х8. Сканування клавіатури – ідентифікація натиснутої клавіші здійснюється за методом сканування. Сутність цього методу полягає у наступному: клавіатура у вигляді матриці 3х8. Сканування може бути кодоване, коли використовують дешифратор адреси по одному розміру матриці, якщо її розмір дорівнює 8 або сканування. Програмним шляхом по черзі однією з ліній МСУ 13, 14 чи 15 виставляється сигнал U=0, але в інших лініях рівний 1. Сигнали йдуть починаючи з меншого номера розряду.

8 Пристрій виведення сигналів на ІМ, графобудівник та друк

Блок виведення даних на виконавчі механізми (ІМ), друк та графобудівник містить три групи пристроїв: для виведення керуючих сигналів на ІМ, для виведення даних на друк і для виведення даних на графобудівник (або інший самописець).

Паралельний інтерфейс DD1 використовується для управління ІМ та видачі даних на друк, а саме: порт В (В0 - В7) - 8 виходів забезпечують виведення 8 керуючих сигналів на ІМ (для 8 нереверсивних ІМ), а порт А та порт С (А0 -А7 і С0, С1, С4 і С5) забезпечують обмін сигналами управління та виведення даних на цифродрук через елементи узгодження (по струму та напрузі) DD2, DD3.1, DD3.2, DD4, DD5 і через роз'єм Х5. Дані виводяться через порт А елемента DD1, а керування виведенням на друк здійснюється через порт З допомогою ГІ, СТО, ДП і ЗП.

Паралельний інтерфейс DD6 використовується для виведення даних на графобудівник і на ІМ, а саме: сім ліній виходу порту С (С0 - С6) забезпечують виведення сигналів на ІМ, через висновки порту А (А0 - А7) надходить 8-розрядний цифровий код технологічного параметра цифроаналоговий перетворювач (ЦАП) DD7 типу К572ПА1А, а через висновки порту (В0 - В7) надходить 8 - розрядний цифровий код іншого технологічного параметра або поточного часу на інший ЦАП DD9.

Цифроаналогові перетворювачі DD7 та DD9 мають такі висновки: D0 -D9 - входи для введення цифрового коду; вхід 15 - введення опорної напруги; вхід 16 - введення сигналу зворотного зв'язку; виходи О1-О2 - висновки прямого та інверсного вихідного аналогового сигналу. Для формування опорної напруги, що надходить на DD7 і DD9 лініями 19, використовується підсилювач DD11 типу К140УД7, резистори R1, R2, R3 і стабілітрон VD. Резистором R1 задається усунення на вході 2 DD11 по відношенню до потенціалу на вході 3 і величина опорної напруги. Постійність потенціалу на вході 3 DD11 забезпечує стабілітрон VD. Підсилювачі DD8 та DD10 перетворять бінарні сигнали від ЦАП на унарні сигнали. Ці сигнали представляють дві поточні координати, які по лініях 17 і 18

лінію групового зв'язку та через роз'єм Х4 подаються на два електроприводи двох координат графопобудівника (або іншого самописця). Інвертор DD3.3, тріод VT1 та електромагніт YA1 призначені для підйому пера самописця при його холостому ході. Сигнал для управління підйомом пера надходить по лінії 20 паралельного інтерфейсу DD6 і виходу С7.

Виведення керуючих сигналів на реверсивні ІМ може здійснюватися через інтерфейси DD1, DD6 та тригери DD12 та аналогічні їм. На реверсивні ІМ подаються з МСУ сигнали управління 0 або 1 по двох лініях, наприклад, лініями 1 і 2, 3 і 4 і т.д. Тригер DD12 служить для защіпки управляючих сигналів, що видаються з інтерфейсів, а також для виключення одночасної подачі сигналів, рівних 1, при включенні ІМ на відкриття та закриття. При надходженні, наприклад, лінії 1 сигналу управління U=1 від інтерфейсу DD1 і по тактовому сигналу, що надходить на вхід, спрацьовує верхній D-тригер DD12 і на прямому виході 5 формується сигнал U=1. На інверсному виході сигнал 6 змінюється від 1 до 0, надходить на R - вхід нижнього тригера і скидає його в нульове положення (саме по зміні сигналу від 1 до 0 скидається тригер). В цьому випадку на виході 9 нижнього тригера встановлюється U=0, а на інверсному виході 8 напруга змінюється від 0 до 1 і надходить на R-вхід тригера DD12. Однак за такої зміни сигналу на R - вході тригер не скидається, а залишається в тому ж стані, яке було раніше, тобто в одиничному стані. Якщо після цього інтерфейс DD1 на лінію 1 видає сигнал U=0, тоді на виході 5 U=0, а на вході сигнал 6 сигнал змінюється від 0 до 1, а тому перемикання нижнього і верхнього тригерів не відбувається. Якщо приходить сигнал U=1 по лінії 2 тоді процес спрацьовування нижнього тригера і блокування по верхньому тригеру аналогічні процесу при надходженні сигналу по лінії 1.

Транзистори VT1, VT2 та інші призначені для посилення сигналів потужності, достатньої для спрацьовування слаботочних електричних реле KV1 або KV2. Діоди VD1 і VD2, підключені паралельно обмоткам реле, забезпечують більш точне повернення їх у вихідний стан при зніманні сигналів з баз транзисторів. Різниця потенціалів на обмотках реле у разі миттєво вирівнюється після закриття тріодів. Перемикачі SA1, SA2 та інші дозволяють переводити керування з автоматичного на дистанційне, КМ1, КМ2 та інші магнітні пускачі підводять три фази електроживлення на електродвигуни ІМ. Теплові реле КК1 та КК2 захищають електродвигун ІМ від навантаження або роботи на двох фазах. Запобіжники FU1 - FU3 захищають електричну мережу від коротких замикань у силовому ланцюзі ІМ. Таким чином, для керування реверсивним ІМ використовується два тригери, а для керування нереверсивним ІМ - один тригер.

ЦАП містить 10 електронних підсилювачів з входами 4, 5 - 13 та виходами на загальні лінії 1 та 2 та дільник напруги на резисторах R1 - R20. Дільник напруги формує 10 рівнів потенціалів та подає їх на підсилювачі. Кожен підсилювач - це один черговий розряд 10 - розрядного коду числа, що подається на ЦАП, який виконує як би роль вмикача відповідного ступеня дільника напруги до вихідних ліній.

9 Функціонування підсистем автоматизованої ділянки

У мікропроцесорній системі автоматичного керування процесом зборки, що розробляється, є різні підсистеми контролю і управління, які в залежності від часу перехідного процесу при регулюванні параметра відносяться до різних груп.

Залежно від належності датчика до тієї чи іншої групи організується послідовність опитування та збору інформації датчиків технологічних параметрів та виведення керуючих сигналів на ІМ МСУ.

Для обслуговування підсистем при безперервній роботі МСУ вводиться така підпрограма ініціалізації таймерів:

MVI A, 95H; - завантажити в акумулятор код УС для CT2 DD17

ОUT D01BH; - вивести код УС для CT2 DD17 у регістр УС DD17

MVI A, 15H; - завантажити в акумулятор код УС для CT0 DD17

ОUT D01BH; - вивести код УС для CT0 DD17 у регістр УС DD17

MVI A, 55H; - завантажити в акумулятор код УС для CT1 DD17

ОUT D01BH; - вивести код УС для CT1 DD17 у регістр УС DD17

<аналогично вывод всех УС для счетчика DD18:>

<аналогично вывод всех УС для счетчика DD19:>

<аналогично вывод всех УС для счетчика DD20:>

MVI A, 18H; - Завантажити в акумулятор молодший байт числа для CT1 DD17.

ОUT D019H; - вивести число 18 у CT1 DD17.

MVI A, 25H; - Завантажити в акумулятор молодший байт числа для CT2 DD17.

ОUT D019H; - вивести число 25 у CT2 DD17.

MVI A, 10H; - Завантажити в акумулятор число для CT0 DD17.

ОUT D018H; - вивести число 10 у CT0 DD17.

<аналогично ввод чисел в DD18:>

MVI A, 08H; - молодший байт числа

<аналогично ввод чисел в DD19:>

MVI A, 98H; - молодший байт числа

MVI A, 02H; - старший байт числа

MVI A, 50H; - молодший байт числа

MVI A, 04H; - старший байт числа

MVI A, 48H; - молодший байт числа

MVI A, 01H; - старший байт числа

<аналогично ввод чисел в DD20:>

MVI A, 75H; - молодший байт числа

MVI A, 08H; - старший байт числа

RET – повернення до основної програми.

9.1 Формування та виведення керуючих сигналів на ІМ

Управління ІМ здійснюється портом У паралельного інтерфейсу DD1 і портом З інтерфейсу DD6 (лист 5) та інтерфейсом DD4.

Алгоритм формування та видачі керуючих сигналів на ІМ представлений малюнку 4.

Малюнок 4 - Алгоритм формування та видачі сигналів, що управляють

Алгоритм введення даних від ІП представлений малюнку 5.

Рисунок 5 – Алгоритм введення даних від ІП

У даному курсовому проекті була розроблена мікропроцесорна система автоматичного контролю установки піролізу зношених шин з теплообмінниками в реакторі і живильному бункері. Модулі та блоки, розглянуті в курсовому проекті, узгоджені для роботи в комплекті з мікропроцесором КР580ІК80А. Ця система включає блок нормалізації сигналів від датчиків і введення їх в УВМ; блок мікропроцесора СУ; блок клавіатури, індикації та формування векторів переривання; пристрій виведення сигналів на виконавчі механізми, графобудівник та друк.

В ході проектування була розроблена функціональна схема автоматизації, яка включає в себе підсистеми автоматичного управління тиском і амплітудою змінного тиску в реакторі шляхом зміни підведення газів, що рециркулюються, в нижню частину цього реактора; автоматичне регулювання рівня матеріалу в реакторі; автоматичного керування вивантаженням твердого залишку піролізу з нижньої частини реактора; систему автоматичного регулювання температури піролізу зношених шин у реакторі шляхом зміни підведення частини піролізного газу в топку; автоматичного регулювання рівня матеріалу в бункері, що обігрівається; автоматичного контролю витрати піролізних газів, що виходять з верхньої частини реактора і динамічної витрати газів, що рециркулюються в реакторі.

Список використаних джерел

1. "Мікропроцесорні САУ", під ред. В.А. Бесекерського, Л.: Машинобудування, 1988, 365 стор.
2. Н.І. Жежера "Мікропроцесорні САУ", навчальний посібник, Оренбург, 2001, ОГУ, УМО.
3. А.С. Клюєв, Б.В. Ока “Проектування систем автоматизації технологічних процесів”. Довідковий посібник, М.: Вища школа, 1990 р., 464 стор.
4. "Мікропроцесорне управління технологічними об'єктами мікроелектроніки", за редакцією А.А. Сазонова, М.: Радіо та зв'язок, 1988 р., 264 стор.
5. Інтегральні мікросхеми: Довідник/Б.В. Тарабрін, Л.Ф. Лунін, Ю.М. Смирнов та ін; За ред. Б.В. Тарабріна. - М: Радіо і зв'язок, 1984 - 528 с.
6. Мікропроцесори та мікропроцесорні комплекти інтегральних мікросхем: Довідник: У 2 т. / Н.М. Авер'янов, А.І. Березенко, Ю.І. Борщенко та ін; За ред. В.А. Шахнова. - М: Радіо і зв'язок, 1988. - Т. 1, 2. - 368 с.
7. Нефьодов А.В. Інтегральні мікросхеми та їх закордонні аналоги: Довідник у 6 томах. - М: ІП РадіоСофт, 2001. - 608 с.
Курсові /