Разработка системы управления средствами упорядочения среды ГАЛ механического производства

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

Национальный аэрокосмический университет им. Н. Е. Жуковского

«Харьковский авиационный институт»

Кафедра теоретической механики, машиноведения и роботомеханических систем

Курсовой проект

по « Информационным устройствам технических систем »

на тему «Разработка систему управления средствами упорядочения среды ГАЛ механического производства»

Студента 4 курса 249 группы

Огилько А.С.

Руководитель: старший преподаватель

Белявский А. В.

г. Харьков - 2015 год

Содержание

1.Постановка задачи КР проектирования

2.Анализ технического задания и методов его решения

2.1 Оптоэлектронные измерительные средства

2.2 Акустоэлектронные измерительные средства

2.3 Магнитометрические измерительные средства(эффект Холла)

2.4 Методы и алгоритмы управления обьектом и его связи с управляющей ЭВМ позиционирование тележка механический алгоритм

3.Структурно -функциональное проектирование устройства управления позиционированием ТС

4.Проектирование узлов и блоков измерительного и управляющего устройства на основе МП семейства AVR

1.Постановка задачи КР проектирования

Разработка системы управления позиционирования тележки тактового стола.

Количество тележек -10 шт.

Мощность електро двигателя - 180 Вт.

Магнитный код каждой тележки изображон на рис 1.1

Рис 1.1

Номер ечейки обеспечим за счет расположенных магнитов.

Разработка системмы микропроцесорного устройства с магнитным кодированием.

Обеспечить передачу данных о номере тележки знаколиста в компютер диспетчера в михано-обработке.

Возможность розширения двух и более ТС.

Точность позиционирования с помощью оптического датчика точного останова.

2.Анализ сущности задачи и методов ее решения

2.1 Оптоэлектронные измерительные средства

В бортовых информационно-измерительных системах (ИИС) ракетной и космической техники (РКТ) датчики играют особо важную роль, обеспечивая получение, обработку и передачу огромных объемов информации о физических процессах, происходящих в контролируемых системах. Непрерывное совершенствование изделий РКТ, развитие ИИС требуют повышения точности решения традиционных задач и расширения областей исследований закономерностей протекания физических процессов в экстремальных условиях эксплуатации, что, в свою очередь, предполагает создание высокоточных, надежных, малогабаритных и экономичных датчиков физических параметров. При этом предпочтение отдается датчикам, не требующим в процессе измерения энергетического взаимодействия с контролируемым объектом.

Большую потребность предприятия РКТ испытывают в датчиках, предназначенных для бесконтактного измерения перемещений в диапазонах 0-45, 0-60, 0 - 90, 0 -125, 0 -180, 0 - 250, 0 - 500, 0 - 800, 0 - 1000 мм.Перечисленным требованиям наилучшим образом отвечают бесконтактные оптоэлектронные датчики линейных перемещений (ОЭДЛП). Отсутствие силового воздействия на перемещающийся объект, возможность дистанционного измерения параметра делает ОЭДЛП незаменимыми в тех случаях, когда наличие даже незначительного силового воздействия может привести к недопустимому изменению состояния контролируемого объекта. Кроме того, отсутствие механической связи с объектом контроля и, соответственно, механической преобразующей системы внутри датчика, делает их надежными в эксплуатации, простыми в изготовлении и т.п.\

2.2 Акустоэлектронные измерительные средства

Эти приборы реализуют совокупность достижений акустоэлектроники - раздела акустики, находящегося на стыке нескольких научных направлений - акустики твердого тела, физики полупроводников, сегнетоэлектриков и радиоэлектроники. В основе акустоэлектроники лежат исследования принципов построения ультразвуковых устройств с различными функциональными возможностями, а также разработка и серийный выпуск акустоэлектронных изделий.

В акустоэлектронных устройствах используются звуковые и ультразвуковые волны широкого диапазона частот от единиц до десятков ГГц. В низкочастотной области акустоэлектронные изделия выполняются на основе пьезокерамических материалов, позволяющих преобразовывать звуковые и ультразвуковые сигналы в электрические и обратно, что дает возможность создать очень много акустоэлектронных изделий, работающих в диапазоне от единиц до 30 МГц.

Для высокочастотного диапазона широко используются как объемные акустические волны (ОАВ), так и поверхностные акустические волны (ПАВ). Основным преимуществом ПАВ является доступность волнового фронта, что позволяет снимать сигнал и управлять распространением волны в любых точках звукопровода, а также управлять характеристиками этих устройств и создавать многочисленные устройства с различными функциями.

Современные акустоэлектронные приборы обычно представляют собой структуры резонансного типа. Принцип действия многих из них основан на использовании пьезоэффекта.

Прямой пьезоэффект проявляется в образовании зарядов на поверхности твердого тела под воздействием механических напряжений. Обратный пьезоэффект проявляется в изменении геометрических размеров тела под действием приложенного напряжения.

Исторически первым материалом, нашедшим применение в акустоэлектронике, был монокристалл кварца. На его основе реализуются различные акустоэлектронные приборы, наиболее распространенным среди которых является кварцевый резонатор.

Кварцевый резонатор представляет собой однородную пластину кварца. В кварцевом резонаторе возбуждаются ОАВ в виде продольных колебаний по типу сжатие-растяжение. Основным электрическим параметром кварцевых резонаторов является частота, вблизи которой изменение импеданса имеет резонансный характер. Эта частота жестко фиксирована. Основной размер, определяющий частоту продольных колебаний кварцевого резонатора это длина пластины.

Кварцевые резонаторы по сравнению с резонаторами из других материалов обладают наибольшей стабильностью частоты и отличаются высокой добротностью.

В теле однородной кварцевой пластины нельзя обнаружить область, соответствующую индуктивности, емкости или сопротивлению. Тем не менее, кварцевая пластина выполняет функции резонатора, т.е. заменяет несколько реактивных элементов и резисторов. В кварцевом резонаторе возбуждаются резонансные механические колебания за счет приложения к нему переменного электрического поля, и, наоборот, при возбуждении колебаний механическим путем на обкладках резонатора появляется электрическое напряжение, при этом резонатор должен иметь механическую связь с источником колебаний.

2.3 Магнитометрические измерительные средства(эффект Холла)

Магнитный вид контроля относится к одному из первых видов неразрушающего контроля, который стал использоваться для диагностики продукции и промышленных объектов. Магнитный контроль основан на регистрации магнитных полей рассеяния, возникающих над дефектами или на определении магнитных свойств объекта контроля. Этот вид контроля применяют в основном для контроля изделий из ферромагнитных материалов, т. е. из материалов, которые способны существенно изменять свои магнитные характеристики под воздействием внешнего (намагничивающего) магнитного поля. Его используют для дефектоскопии (с помощью магнитных методов могут быть выявлены закалочные, шлифовочные трещины, закаты, усталостные трещины и другие поверхностные дефекты с раскрытием несколько микрометров), для структуроскопии (определения твердости, определения марок сталей, измерения физических параметров материалов (например, магнитной проницаемости, магнитной восприимчивости), механических напряжений и даже химического анализа), для измерения толщины покрытий.

Еще в XIX в. магнитные методы контроля впервые применили для оценки структурного состояния материалов и прочностных характеристик изделий - корпусов разрывных снарядов, ружейных затворов, ружейных и артиллерийских стволов.

Применение магнитных методов определения дефектов сплошности и структуры насчитывает более ста лет. За этот период сформировались три основных области магнитного контроля: контроль дефектов сплошности в ферромагнитных материалах; оценка структурного состояния и прочностных характеристик ферромагнитных сталей и сплавов; определение фазового состава.

В области дефектоскопии задачи расчета магнитных полей рассеяния основных типов модельных дефектов успешно решены. Но сегодня доминирующую роль играют обратные задачи по восстановлению «образа» дефекта по измеряемой топографии магнитных полей рассеяния от дефекта.

В области магнитной структуроскопии определены основные области применения методов магнитной структуроскопии:

определение структурного состояния и механических свойств холодного и горячего проката;

контроль структурного состояния и прочностных характеристик объемно-термически обработанных стальных и чугунных изделий (отжиг, нормализация, закалка, отпуск и старение);

оценка напряженного состояния и его изменений в материалах и конструкциях после термической обработки и пластической деформации;

выявление кристаллографической текстуры, анизотропии механических свойств при штамповке или деформации листового проката;

контроль структуры, физико-механических свойств и толщины слоев поверхностно упрочненных изделий различными методами (закалка ТВЧ, химико-термическая обработка, упрочнение концентрированными потоками энергии, виброупрочнение, обезуглероживание в стали и отбел в чугуне);

сортировка изделий по марке, качественная оценка содержания основных легирующих элементов.

В настоящее время большое внимание уделяется вопросам контроля изменений структурного и напряженно-деформированных состояний конструкционных материалов в процессе эксплуатации. В связи с интенсивным освоением северных российских территорий магнитные методы должны быть адаптированы к задачам контроля эксплуатационных изменений параметров конструкционных материалов, работающих при низких температурах.

В области фазового магнитного анализа проведены теоретические и практические исследования, позволяющие производить оценку фазового состава конструкционных материалов, определение пористости в металлокерамических изделиях, выявление парамагнитных и ферромагнитных участков в деталях и элементах конструкций. В качестве перспективных работ следует отметить задачи контроля изменений фазового состава изделий в процессе эксплуатации изделий, работающих в сложных условиях (высокие давления, длительный срок эксплуатации, большой перепад температур, работа в агрессивных средах).

Практическое использование магнитных методов контроля невозможно без создания первичных преобразователей, методик преобразования измеряемого параметра в электрический сигнал и обработки полезного сигнала. В этой части, как и в других методах неразрушающего контроля, важное значение имеют работы по совершенствованию способов получения информации, ее накопления, обработки, архивирования и документирования.

В зависимости от конкретных задач НК, марки контролируемого материала, требуемой производительности метода могут использоваться те или иные первичные информативные параметры. К числу наиболее распространенных относятся следующие информативные параметры: коэрцитивная сила, намагниченность, индукция (остаточная индукция), магнитная проницаемость, напряженность, эффект Баркгаузена.

Согласно ГОСТ 24450-80 по способу получения первичной информации различают следующие методы магнитного вида контроля: магнитопорошковый (МП), индукционный (И), феррозондовый (ФЗ), метод эффекта Холла (ЭХ), магнитографический (МГ), магниторезисторный (MP), магнитополупроводниковый (МПП) и пондеромоторный (ПМ), а также не входящие в ГОСТ магнитооптический (МО) и метод магнитной памяти металла (МПМ). С их помощью можно осуществить контроль: сплошности (методами дефектоскопии) (МП, МГ, ФЗ, ЭХ, И); размеров (ФЗ, ЭХ, И, ПМ); структуры и механических свойств (ФЗ, ЭХ, И).

Магнитопорошковый метод - метод магнитного неразрушающего контроля, основанный на использовании в качестве индикатора магнитного порошка.

Индукционный метод - метод магнитного неразрушающего контроля, основанный на регистрации магнитных полей объекта контроля индукционными преобразователями.

Феррозондовый метод - метод магнитного неразрушающего контроля, основанный на регистрации магнитных полей объекта контроля феррозондовыми преобразователями.

Метод эффекта Холла - метод магнитного неразрушающего контроля, основанный на регистрации магнитных полей объекта контроля преобразователями Холла.

Магнитографический метод - метод магнитного неразрушающего контроля, основанный на записи магнитных, полей объекта контроля на магнитный носитель с последующим воспроизведением сигналограммы.

Магниторезистивный метод - метод магнитного неразрушающего контроля, основанный на регистрации магнитного поля объекта контроля магниторезистивными преобразователями.

Магнитополупроводниковый метод - метод магнитного неразрушающего контроля, основанный на регистрации магнитного поля объекта контроля магнитополупроводниковыми приборами.

Пондеромоторный метод - метод магнитного неразрушающего контроля, основанный на пондеромоторном взаимодействии регистрируемого магнитного поля объекта контроля и магнитного поля постоянного магнита, электромагнита или рамки с током.

Магнитооптический метод - метод магнитного неразрушающего контроля, в котором преобразователем служит магнито-оптическая пленка. При освещении пленки видна доменная структура, которая искажается при наличии магнитного поля дефекта.

Магнитометрический метод - метод магнитного неразрушающего контроля, основанный на анализе остаточных магнитных полей в объекте контроля, образовавшихся в результате намагничивания ферромагнитных объектов при их переходе из жидкого состояния в твердое состояние. Намагничивание производится магнитным полем Земли. По остаточным магнитным полям (остаточной индукции) получают информацию о наличии дефектов и зон участков, имеющих механические напряжения, в которых могут развиваться дефекты.

Магнитная дефектоскопия. Магнитная дефектоскопия является весьма эффективным методом обнаружения поверхностных и подповерхностных дефектов. Применяется для обнаружения нарушений сплошности (трещин, немагнитных включений и др. дефектов) в поверхностных слоях деталей из ферромагнитных материалов и выявления ферромагнитных включений в деталях из неферромагнитных материалов; для контроля толщины немагнитных покрытий на деталях из ферромагнитных материалов и толщины стенок тонкостенных деталей, а также для контроля качества термической или химико-термической обработки металлических деталей.

Наиболее широко распространенным методом магнитной дефектоскопии является метод магнитного порошка. При этом методе намагниченную деталь посыпают магнитным порошком (сухой метод) или поливают магнитной суспензией (мокрый метод). Частицы порошка, попавшие в зоны магнитных полей рассеяния, оседают на поверхности деталей вблизи мест расположения дефектов. Ширина полосы, по которой происходит оседание порошка, значительно больше ширины «раскрытия» дефекта, поэтому невидимые до этого дефекты фиксируют по осевшему около них порошку даже невооруженным глазом. Метод магнитного порошка весьма прост и позволяет определять места и контуры нарушений сплошности материала, расположенные на поверхности деталей, а также на глубине до 2-3 мм под поверхностью. Намагничивание деталей, обработка их порошком (чаще суспензией), а также последующее размагничивание производятся с помощью магнитных дефектоскопов.

Магнитный дефектоскоп - прибор, предназначенный для выявления дефектов типа нарушений сплошности материала объекта контроля и основанный на методе магнитного неразрушающего контроля. Принцип действия магнитных дефектоскопов основан на регистрации магнитных полей рассеяния дефектов, при намагничивании контролируемых ферромагнитных изделий. Регистрация полей рассеяния может осуществляться с помощью магнитного порошка, магнитной ленты, феррозондов, преобразователей Холла, индукционных и магниторезисторных преобразователей.

Методы магнитной дефектоскопии применяют для исследования структуры материалов (магнитная структуроскопия) и измерения толщины (магнитная толщинометрия).

Магнитная структуроскопия. Одним из направлений МНК является магнитная структуроскопия, основанная на определении основных магнитных характеристик материала (коэрцитивной силы, индукции, остаточной намагниченности, магнитной проницаемости). Эти характеристики, как правило, зависят от структурного состояния сплава, подвергаемого различной термической обработке. Магнитную структуроскопию применяют для определения структурных составляющих сплава, находящихся в нём в небольшом количестве и по своим магнитным характеристикам значительно отличающихся от основы сплава, для измерения глубины цементации, поверхностной закалки и т.п.

На производстве для магнитной структуроскопии уже много десятилетий широко и успешно применяется метод, основанный на измерении коэрцитивной силы Нс металла в точке контроля. Приборы, реализующие этот способ контроля, обычно называют коэрцитиметры. Однако, название коэрцитиметр для них не совсем корректно, так как выходной сигнал этих приборов хотя и пропорционален коэрцитивной силе материала, но зависит еще и от геометрических факторов. Поэтому в настоящее время подобные приборы все чаще называют структуроскопами.

Магнитный структуроскоп - прибор, предназначенный для определения физико-механических свойств или химического состава объекта контроля и основанный на методе магнитного неразрушающего контроля. Принцип работы таких приборов состоит в исполнении следующей последовательности операций:

а) намагничивание контролируемого участка детали накладным преобразователем;

б) последующее размагничивание этого участка нарастающим полем;

в) фиксации напряженности поля, соответствующей коэрцитивной силе (это происходит в процессе выполнения предыдущего пункта).

Магнитные структуроскопы позволяют решать различные задачи неразрушающего контроля. Среди них контроль режимов термообработки (контроль твердости поверхностно упрочненных изделий), контроль глубины закалки поверхностного слоя, в ряде случаев сортировка материалов по маркам сплавов, прогнозирование остаточного ресурса объектов ответственного назначения (конструкции подъемных механизмов, сосуды высокого давления, магистральные трубопроводы) и т. д.

Магнитная толщинометрия. Магнитная толщинометрия основана на измерении силы притяжения постоянного магнита или электромагнита к поверхности изделия из ферромагнитного материала, на которую нанесен слой немагнитного покрытия, и позволяет определить толщину этого покрытия.

Магнитный толщиномер - прибор, предназначенный для измерения толщины объекта контроля или его покрытия и основанный на методе магнитного неразрушающего контроля. Предназначены для контроля толщины немагнитных покрытий на ферромагнитном основании. Они позволяют, одним прибором измерять в равной степени толщину и диэлектрических, и электропроводящих покрытий. По принципу действия все магнитные толщиномеры можно разделить на три группы:

) толщиномеры пондеромоторного действия;

) толщиномеры индукционного действия;

) толщиномеры магнитостатического действия.

Пондеромоторный метод основан на регистрации силы отрыва постоянного магнита или сердечника электромагнита от поверхности изделия и на оценке толщины контролируемого покрытия по значению этой силы. В первом случае сила определяется при помощи пружинных динамометров, во втором - по изменению тока намагничивания.

Широкое распространение получили индукционные толщиномеры, у которых практически все недостатки толщиномеров пондеромоторного действия отсутствуют. Принцип их действия основан на измерении изменений магнитного сопротивления цепи, состоящей из ферромагнитной основы изделия, измерительного преобразователя и немагнитного зазора между ними, соответствующего толщине покрытия.

По сравнению с толщиномерами пондеромоторного действия индукционные толщиномеры обладают значительно более высокой точностью измерений (обычно 3% измеряемого знамения), процесс измерения в них идет практически непрерывно, что значительно его упрощает и ускоряет.

К третьей группе магнитных толщиномеров относятся магнитостатические толщиномеры. Принцип их действия основан на определении напряженности магнитного поля в зазоре между постоянным магнитом (или электромагнитом) и ферромагнитным материалом основы.

При работе с магнитными толщиномерами необходимо учитывать многочисленные факторы, влияющие на результаты измерений: колебания магнитных свойств покрытия или основы, состояние поверхности, форму изделия и др. В значительной мере влияние этих факторов обусловлено размерами и формой магнита, топографией и напряженностью магнитного поля. В связи с возросшими требованиями к точности и надежности производственного контроля толщины покрытий резко возросли требования к их метрологическому обеспечению.

2.4 Методы и алгоритмы управления обьектом и его связи с управляющей ЭВМ

Многие задачи в системах управления требуют формирования таких сложных законов управления объектами, которые не могут быть реализованы традиционными элементами и устройствами автоматики. Так, например, в системах управления движущимися объектами требуются сложные вычисле- ния с преобразованием координат, решением прямоугольных и сферических треугольников, счислением пути и т. п. Очень сложные вычисления производятся в адаптивных системах управления. Эти задачи решаются с помощью современных средств вычислительной техники, вводимых в контур управле- ния динамической системой или используемых для разнообразных расчетов и поисков оптимальных решений. Системы управления, в состав которых входят ЭВМ или иные устройства, осуществляющее обработку цифровой информации, принято называть цифровыми системами автоматического управления. Форма представления и способ обработки информации определяют основную особенность работы цифровых систем и методов синтеза цифровых регуляторов. Дискретный характер сигналов в управляющей ЭВМ вызывает необходимость использования дискретных алгоритмов управления, которые могут быть построены преобразованием соответствующих непрерывных регуляторов. Вместе с тем использование ЭВМ в контуре обратной связи приводит к целому ряду особенностей цифровой системы, обусловленных спецификой взаимодействия ее функциональных элементов, а для построения аналитической модели цифровой системы необходимо принимать во внимание аппаратные средства системы и процессы обмена информацией между ними.

Центральным элементом системы является управляющая ЭВМ, которая по заданному алгоритму осуществляет обработку информации от измерительных устройств и выполняет функции устройства управления (цифрового регулятора).

Важнейшими модельными особенностями управляющей ЭВМ как цифрового регулятора являются ее дискретность, циклический характер обработки информации и наличие запаздывания в процессе обработки сигналов. Дискретность обусловлена квантованием по уровню и времени всех вычислительных процессов, а, следовательно, и дискретным характером сигналов на входе Ny(kT) и выходе ЭВМ Nu(kT). Интервал квантования по времени задается с помощью таймера, а приращение по уров- ню зависит от разрядности ЭВМ. Для ЭВМ с достаточно большой разрядной сеткой квантованием по уровню обычно пренебрегают. Тогда сигналы Ny(kT) и Nu(kT) рассматриваются как стандартные амплитудно-модулированные импульсные последовательности (решетчатые функции). Запаздывание, вносимое управляющей ЭВМ, вызвано потерями времени на ввод-вывод инфор- мации и вычисление управления по заданному алгоритму. С учетом запаздывания выходом ЭВМ сле- дует считать дискретный сигнал Nu(kT-), смещенный относительно идеального сигнала на величину . Для упрощения модели системы запаздыванием либо пренебрегают, либо полагают равным одному интервалу дискретизации с выходным сигналом Nu((k-1)T). В дальнейшем будем полагать, что работа всех устройств цифровой системы синхронизирована и происходит с интервалом дискретности Т, а их разрядные сетки одинаковы. В функции устройств сопряжения с объектом входит промежуточное хранение цифровой информации и (при необходимости) преобразование аналоговых сигналов в цифровые и обратно.

ЭВМ В КОНТУРАХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ. Универсальность цифровых вычислительных машин как средства решения самых разнообразных задач, огромные объемы информации, перерабатываемые и хранимые в ЭВМ, мощные алгоритмические возможности сделали ЭВМ эффективным средством решения современных задач управления. В современной теории и практике управления динамическими системами используются электронно-вычислительные машины (ЭВМ) различных типов, отличающиеся принципом действия, составом элементной базы, возможностями использования в системах управления. ЭВМ общего назначения. Это такая архитектура вычислительных средств и программного обеспечения, которая позволяет единообразно решать большинство возникающих технических задач, включая задачи сопряжения с ЭВМ широкой номенклатуры внешних устройств и датчиков. Использование ЭВМ общего назначения упрощает и ускоряет процесс разработки стандартного проек- та в области автоматизации, однако конечное решение обычно не является оптимальным. ЭВМ общего назначения включает в себя стандартный набор компонентов: - Центральный процессор (один или несколько) и арифметический сопроцессор. - Быстродействующее запоминающее устройство. - Внешние накопительные устройства различной природы. - Мультимедийные (графическое и звуковое) устройства. - Терминал пользователя (дисплей, клавиатура, мышь и т.п.). - Средства сетевой поддержки. - Возможность подключения дополнительных интерфейсных устройств, в том числе, и в виде контроллеров, присоединяемых к шине ЭВМ. - Возможность установки разнообразного программного обеспечения. Последние два свойства чрезвычайно важны, так как соответствуют открытости архитектуры такой ЭВМ. Именно открытость архитектуры PC совместимых компьютеров в 80-е годы 20 века сыграла решительную роль в повсеместном распространении этой техники. Свойство открытости архитектуры является непременным условием универсальности при широком применении. На сегодняшний день этим требованиям в основном удовлетворяют персональные РС- совместимые компьютеры и контроллеры на базе их архитектуры. На такой базе строят системы автоматики, если к ним не предъявляются повышенные требования. Часто ПК используют на начальном этапе проектирования системы, когда требуется ускоренно получить работоспособную версию системы, необходимую для дальнейшей разработки. Обычно таким разработкам присущи следующие характерные недостатки: - невысокая надежность, как аппаратной, так и программной части; - узкий температурный диапазон, особенно в сторону отрицательных температур; - низкое качество исполнения материнских плат и плат контроллеров; - повышенный уровень помех и пульсаций по шинам питания. Тем не менее, ПК с успехом используются в качестве интеллектуальных измерительных приборов. Например, осциллограф на базе ПК позволяет, помимо удобного и наглядного отображения процессов, вести их запись на диск для протоколирования и передавать по сети обобщающую информацию для диспетчерского управления более высокого уровня. 5 Специализированные ЭВМ и вычислительные комплексы. Это ЭВМ, имеющие функциональные возможности и конструктивные особенности, позволяющие использовать их для эффективного решения ограниченного класса задач в определ?нных условиях окружающей среды. Отличия от ЭВМ общего назначения могут быть разнообразными, например, процессор со специальной системой команд. Типичный пример - процессоры цифровой обработки сигналов (DSP), эффективные в задачах цифровой фильтрации в составе комплекса обработки данных ультразвуковой локации. Вычислительный комплекс (ВК) - это комплекс средств ВТ, решающий прикладную задачу. В ВК могут входить разнородные компоненты. Обычно приходится применять специализированные или проблемно-ориентированные вычислительные средства для оптимизации окончательного решения при проектировании систем автоматического управления. Управляющие ЭВМ (УВМ), управляющие ВК (УВК) и промышленные ПК. УВМ и УВК ха- рактеризуются набором возможностей работы в режиме реального времени. Эти возможности касают- ся как подсистемы ввода-вывода, так и свойств операционной системы. Также следует отметить возможности обнаружения сбоев и быстрого восстановления после них. Промышленные (индустриаль- ные) ПК - это специально спроектированные ПК, совместимые со стандартными архитектурно и программно, но отличающиеся конструктивным исполнением. Цель - повышение над?жности, помехоза- щищ?нности и расширения диапазона параметров окружающей среды нормального функционирования (температурный диапазон и т.п.). Преимущество таких ПК - возможность отладки программного обеспечения на обычных ПК. Рабочие станции. Обычно это персональные компьютеры, находящиеся на рабочих местах сотрудников, решающих конкретную задачу с помощью ЭВМ. Поэтому рабочие станции оборудованы всеми необходимыми устройствами ввода-вывода. Обычно рабочие станции входят в сеть, в которой также имеются мощные серверы, поставляющие информационные ресурсы и необходимое сетевое программное обеспечение, хранение которого на рабочих станциях нецелесообразно. Рабочие станции не предназначены для работы в реальном времени и используются на диспетчерском уровне и на рабочих местах разработчиков. Управление системами на базе ЭВМ. Использование ЭВМ в контуре управления динамиче- скими автоматическими системами связано с решением ряда проблем, вытекающих из особенностей ЭВМ как дискретной системы. В САУ с ЭВМ необходимо решать вопросы связи ЭВМ с объектом управления и работы ЭВМ в реальном масштабе времени, в ритме работы объекта управления. Связь ЭВМ с объектами управления усложняется при использовании цифровых машин для управления не- прерывными автоматическими системами. ЭВМ в системе автоматического управления осуществляет обработку информации о состоянии объекта, обеспечивает программное и оптимальное управление объектом. На рис. приведен пример схемы автоматического управления технологическим процессом на базе ЭВМ. Вся совокупность устройств, подсоединенная к интерфейсу Б, образует систему связи ЭВМ с объектом. Состояние объекта характеризует информация, поступающая от датчиков физических величин (ДФВ). Эта информация после преобразования в соответствующих звеньях системы связи с объектом поступает в ЭВМ и составляет поток измерительной информации. От ЭВМ на входы исполнительных устройств (ИУ), приводящих объект в требуемое состояние, поступает поток управляющей информации в виде цифровых или аналоговых сигналов. Управляющая ин- формация с каналов ввода-вывода (КВВВ) поступает в коммутатор цифровых управляющих сигналов (КЦУС), с которого передается либо непосредственно на исполнительные устройства дискретного типа, либо в цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) для преобразования и последующей передачи на входы аналоговых исполнительных устройств

3.Структурно -функциональное проектирование устройства управления позиционированием ТС

При проектировании даной системи ми начали с аналогово принцыпиальной схеммы привиденной на Рис.2.1

По этой схемме мы пишем программу для управления ТС и точного позиционирования определенного номра тележки.Так же будем использовать кобальт емальевые магниты прикрепленные на каждой тележке,они будут направленны согласно нашей схемме.

При этом мы так же будем использовать датчик Холла для определения позиции ТС по направлению магнитного потока и определения номера тележки.

4.Проектирование узлов и блоков измерительного и управляющего устройства на основе МП семейства AVR

При проектировании точного позиционирования ТС мы начали с электрической принципиальной схемы приведённой на рис.4.1

Рис.4.1

Затем мы разработали блок схему для написания программы.

Рис.2.1

Размещено на Allbest.ru