Автоматизация системы управления термической вертикальной печи ТВП В-1

Канал связи основан на элементе SP485, который представляет собой полудуплексный трансивер, который отвечает требованиям RS-485. Его конструкция имеет низкое энергопотребление без ущерба для производительности. Приемник SP485 имеет дифференциальные входы с входной чувствительностью всего ± 200 мВ. Входное сопротивление приемника, как правило, 15 кОм.

Рисунок 3.20 - Схема модуля связи RS485

3.5 Проектирование программы управления

Программа управления состоит из таких основных узлов: модуль инициализации, модуль обслуживания интервала дискретности системы 1мс, модуль чтения данных с АЦП, модуль UART, модуль RS485, модуль автоподстройки.

void RS485Init(uint32_t Baudrate);

voidUART_IRQHandler(void);

void RS485Send(uint8_t *BufferPtr, uint32_t Length);

voidUARTFillTHR(void);

void RS485Send_async_from_buf(uint8_t Adress, uint32_t Length);

void RS485Send_async(uint8_t Adress, uint8_t *BufferPtr, uint32_t Length);

void RS485WriteBuf_async( uint8_t *buffer, uint8_t *count );

void RS485WriteBuf_async_2bytes( uint8_t *buffer);

void RS485ChangeAdress(uint8_t adress);

extern uint8_t UARTRxBuffer[BUFSIZE_RX_UART];/* Round-robbin */

extern volatile uint32_t UARTRxCount;

extern volatile uint8_tUARTTxBuffer[BUFSIZE_TX_UART]; /* Round-robbin */

extern volatile uint32_t UARTTxCount;

extern volatile uint8_t UART0TxEmpty ;

extern volatile uint32_t UARTTxToSend ;

extern volatile uint32_t UARTTxCountLastTrans;

extern volatile uint8_tUARTTx2Buffer[BUFSIZE2_TX_UART]; /* Round-robbin */

extern volatile uint32_t UARTTx2Count;

#endif /* end __RS485_H */

intmain (void)

{

uint32_t i;

uint32_ttemp,DeviceConnected ;

uint16_tTimeCounter=0;

uint16_t Led_State_Count;

SystemInit();

GPIOInit();

Sensor_IndicatorLEDInit();

Sensor_IndicatorLEDSwitch(OFF);

init_timer16(1,SystemAHBFrequency/1000); // На 1 мс - 1000 Hz

enable_timer16(1);

while ( 1 )

{

if(timer16_1_tick)

{

timer16_1_tick = 0;

TimeCounter++;

DeviceConnected = 0;

if(TimeCounter == 1)

{

UARTRxCount = 0;

SendRequestSubmitt(0x8F);

NumRequests ++;

}

if(TimeCounter == 3)

{

TimeCounter=0;

if(UARTRxCount>0)

{

if(UARTRxCount == 4)

{

if((UARTRxBuffer[0] == 0x8F) && (UARTRxBuffer[1] == COMMAND_SUBMIT))

{

DeviceConnected = 1;

UARTRxCount = 0;

NumAnswers ++;

}

else if(UARTRxCount> 4)

{

UARTRxCount = 0;

}

if(DeviceConnected)

Sensor_IndicatorLEDSwitch(ON) ;

else

Sensor_IndicatorLEDSwitch(OFF);

}

voidSendRequestSubmitt(uint8_t adress)

{

uint8_t submit[2];

submit[0] = adress;

submit[1] = COMMAND_SUBMIT;

//RS485Send(submit,3);

RS485Send_async(adress, &submit[1], 1);

}

voidSensor_IndicatorLEDInit(void)

{

GPIOSetDir( 3, 5, 1 );

return;

}

3.6 Моделирование системы регистрации

конденсатор детектор датчик фильтр

Моделирование представляет собой график работыдатчикарегистрации малоразмерных быстролетящих неметаллических объектов выполненную на примере зерна. График изменения ёмкостиизображен на рисунке 3.21.

Рисунок 3.21 - Изображение графика изменение ёмкости

Программный код графика изменения ёмкости разработанный в программе Matlab

clear;clc;

e0 = 8.854e-12; %

L=30e-3;

H=12e-3;

B = 80e-3;

a=3e-3;

b=6e-3;

e1 = 4;

Cap0 = e0*B*H/L;

S1 = a^2;

l1 = b;

S2 = S1;

l2 = L-l1;

S3 = B*H-S1;

l3 = L;

c1 = e0*e1*S1/l1;

c2 = e0*S2/l2;

c3 = e0*S3/l3;

Cap1 = c1*c2/(c1+c2)+c3;

%%

S1 = a*b;

l1 = a;

S2 = S1;

l2 = L-l1;

S3 = B*H-S1;

l3 = L;

c1 = e0*e1*S1/l1;

c2 = e0*S2/l2;

c3 = e0*S3/l3;

Cap2 = c1*c2/(c1+c2)+c3;

dCap1 = Cap1 - Cap0;

dCap2 = Cap2 - Cap0;

fprintf('Емкостьдатчика %ffF\n',Cap0*1e15);

fprintf('Изменениеемкостидатчика dCap1 %ffF\n',dCap1*1e15);

fprintf('Относительное изменение емкости датчика dCap1/Cap0 %f\n',dCap1/Cap0);

fprintf('Изменение емкости датчика dCap2 %f fF\n',dCap2*1e15);

fprintf('Относительное изменение емкости датчика dCap2/Cap0 %f\n',dCap2/Cap0);

fprintf('Отношение изменений dCap2/dCap1 %f\n',dCap2/dCap1);

Вывод

Был проведен анализ современных датчиков, определены его основные преимущества и недостатки. Поставлены задачи проектирования.

Произведен расчет изменения емкости при пролете объекта между пластинами конденсатора, расчет фильтров нижних частот. Также был смоделирован резонансный усилитель. Выбраны элементы для источника питания.

Была спроектирована структурная схема датчика регистрации, что позволило разработать его функциональную схему и печатную плату в программном комлексе KiCAD. Разработана программа управления датчиком регистрации. Также спроектирована программная модель системы разработанная в программе Matlab.

Произведен анализ проектируемого объекта и расчет капитальных затрат на создание датчика регистрации и посчитана экономическая выгода от применения такого комплекса по сравнению с ближайшими аналогами на рынке.

Определены и математически рассчитаны основные факторы риска при работе с ЭВМ.

Размещено на Allbest.ru