Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Структурная схема лабораторной установки

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4

Тема:

Моделирование процессов управления технологическими объектами.

Цель:

Ознакомление с методами решения ситуационных задач управления.

Содержание:

Предлагается к рассмотрению технологический процесс, одним из параметров которого является температура (Т). Регулирование данного параметра осуществляется двумя органами управления – нагревательным элементом (повышение) и вентилятором (понижение). Контроль текущего значения параметра Т производится с помощью моста потенциометрического класса КСМ-4. Мост имеет уставки-ограничителя, обеспечивающие выработку инициативных сигналов в случае повышения текущего значения Т требуемого значения, определяемого уставками.

Задача:

Используя ЭВМ и программируемый универсальный контроллер, обеспечить реализацию следующего процесса управления:

t₂

t₁

t₀

Рис. 1

t₀ - включение КСМ-4 и нагревательного элемента;

t₁ - при достижении Т=Т₁, отключить нагрев и включить охлаждение;

t₂ - при достижении Т=Т₂, отключить охлаждение и КСМ-4.

Операции управления типа «включить/выключить», операции контроля уровня и процесс изменения параметров Т во времени смоделировать и осуществить, используя универсальный контроллер.

Универсальный контроллер представляет собой отдельную плату, вставляемую в свободный слот ЭВМ - ПК IBM PC и содержит в своём составе:

- модуль параллельного интерфейса на основе микросхемы К580 ВВ55;

- модули цифро-аналогового и аналого-цифрового преобразователей (ЦАП и АЦП);

- модуль программируемого таймера.

Все модули контроллера являются для ЭВМ внешними устройствами. Выходы модулей контроллера сведены в соединительный разъём на задней панели контроллера. Рассмотрим структурную схему лабораторной установки, которая приведена на рис.2.

Структурная схема лабораторной установки

ША - шина адреса ЭВМ;

ШД - шина данных ЭВМ;

РУС - регистр управляющего слова;

РА, РВ - регистр параллельных портов А и В;

ЦАП - цифро-аналоговый преобразователь;

В лабораторной работе используются:

1. Модуль параллельного интерфейса – для операций вкл/выкл. и операций контроля.

2. Модуль ЦАП – для операций эмуляции изменения температуры.

3. Измерительный мост КСМ-4.

4. Эмуляторы нагрева и охлаждения.

Микросхема К580 ВВ55А содержит три параллельных порта А, В и С, способных работать как в режиме ввода, так и в режиме вывода информации. ЭВМ управляет работой микросхемы через четыре регистра, доступных как для записи, так и для чтения. Режим работы портов задаётся кодом, записываемым в регистр управляющего слова (РУС). Адрес РУС – 703Н (Н – идентификатор шестнадцатеричной системы счисления). Формат РУС приведён на рис. 3.

Рис.3

Биты D5, D6, РУС задают режимы ввода/вывода:

асинхронный (режим 0),

синхронный (режим 1),

двунаправленный (режим 2).

Каждый из трёх портов имеет свой регистр, соответственно – А, В, С, через которые ЭВМ может контролировать устройства лабораторной установки посредством ввода/вывода (записи/чтения) через эти регистры. Назначение битов регистраторов А и В указаны на рис.2. Регистр и порт С не используются. Адрес РА - 700Н, РВ - 701Н.

Модуль ЦАП – 12-ти разрядный, управляется двумя регистрами: регистром старшего байта (адрес – 709Н) и регистром младшего байта (адрес – 708 Н), в котором задействованы только 4 старших бита (D7 – D4) (младшие (D3 – D0) не используются).

Диапазон регулирования выходного сигнала ЦАП =(-5000... 5000) мВ;

Зависимость Uвых ЦАП/Квх ЦАП представлена в таблице 1:

Uвых/Квх	РСБ D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0	РБМ D7 D6 D5 D4
- 5000	0 0 0 0 0 0 0 0	0 0 0 0
	1 0 0 0 0 0 0 0	0 0 0 0
2,5	1 0 0 0 0 0 0 0	0 0 0 1
	1 1 1 1 1 1 1 1	1 1 1 1

Обращение к ЦАП на ввод данных осуществляется строго путём выдачи двух последовательных команд:

1 шаг РБМ → 708

2 шаг РСБ → 709

Измерительный мост КСМ-4 – аналоговый прибор – милливольтметр, его особенностью является наличие зоны нечувствительности (А) входного сигнала, в общем случае зависимость выход/вход определяется формулой:

Lвых ксм = -А + Uвых цап (1) где А=20 мв=128 ед.цап