1 линия антикоррозионного защитного покрытия труб как объект автоматизации (стр. 3 из 6)
1.3.2 Преобразователь температуры ПТ-С.
Особенности: Содержит термопреобразователь сопротивления ТСМ с номинальной статической характеристикой 50М по ГОСТ 6651-84 (первичный) и нормирующий преобразователь (вторичный).
Имеет совмещенную двухпроводную линию подключения нагрузки и напряжения питания.
Степень защиты корпуса — IP65.
Назначение: для преобразования температуры в стандартный выходной сигнал постоянного тока, используемый в автоматических системах сбора данных, контроля и регулирования температуры.
Технические характеристики:
Пределы измеряемых температур, °С: -50…+50; -50…+150; 0…100; 0…150;
Длина погружаемой части: 160, 250, 320 мм;
Основная погрешность: ±0,5 %;
Выходной сигнал: 4-20 мА;
Сопротивление нагрузки: 0-1,2 кОм;
Напряжение питания постоянного тока: 12-36 В;
Потребляемая мощность не более: 1,0 Вт;
Рабочее давление: 6,3 МПа;
Относительная влажность окружающего воздуха при температуре 25 °С: 80%;
Масса не более: 0,6 кг;
2 МИКРОПРОЦЕССОРНАЯ СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ТЕМПЕРАТУРЫ УСТАНОВКИ НАНЕСЕНИЯ ВНУТРЕННЕГО ПОКРЫТИЯ.
2.1 Проектирование центрального процессора.
Центральный процессор контроллера имеет в своем составе следующие элементы:
1) микропроцессор К1821ВМ85 (аналог Intel 8085), являющийся центральной частью системы;
2) формирователи магистралей адреса на основе микросхем шинного формирователя КР580ВА86 и буферного регистра КР580ИР82, предназначенные для обеспечения необходимой нагрузочной способности магистрали адреса;
3) формирователь магистрали данных системы на основе микросхемы шинного формирователя КР580ВА86, предназначенный для обеспечения необходимой нагрузочной способности магистрали данных;
4) схема управляющих сигналов (управляющие сигналы “Чтение памяти”, “Запись в память”, “Чтение портов ввода/вывода”, “Запись портов ввода/вывода”), на основе буферного регистра КР580ИР82, предназначенной для передачи управляющих сигналов элементам микропроцессорной системы.
К выводам X1, X2 микропроцессора (DD1) подключается кварцевый резонатор Q1 с резонансной частотой 6,25 МГц. К выводу RESIN подключается схема формирования сигнала сброса. Входы запроса на прерывание TRAP, RST7.5, RST 6.5, RST 5.5 подключаются на землю. Вход INTR соединен с выходом OUT0 таймера-счётчика, который через каждые 10 мс формирует сигнал запроса на прерывание. На вход готовности READY поступает сигнал READY микросхемы АЦП, который свидетельствует об окончании преобразования.
Старший байт адреса формируется с помощью микросхемы шинного формирователя КР580ВА86 (DD3). Т.к. передача адреса постоянно идёт только в одном направлении, то вывод CS выбора микросхемы подключен на землю (т.е. на нем постоянно присутствует логический ноль), а на входе Т, управляющем направлением передачи, поддерживается логическая единица.
Младший байт адреса, посупающий по мультиплексированным выводам микропроцессора AD0-AD7, формируется с помощью буферного регистра КР580ИР82 (DD2).
Сигнал разрешения записи ALE микропроцессора поступает на стробирующий вход STB микросхемы DD2. Младший байт шины адреса, поступивший на выводы AD0-AD7 будет записан в буферный регистр КР580ИР82 (DD2) по заднему фронту сигнала ALE. После возвращения уровня сигнала ALE в нулевое состояние данные будут сохранены в буфере. Сигнал активации микросхемы КР580ИР82 OE подключен на землю и поэтому данная микросхема всегда подключена к магистрали адреса.
Магистраль данных формируется с помощью микросхемы шинного формирователя КР580ВА86 (DD4), вывод OE которой также постоянно посажен на землю. Направлением передачи данных управляет сигнал RD (инверсный) микропроцессора.
Указанные выше микросхемы КР580ВА86 и КР580ИР82 служат для обеспечения достаточной нагрузочной способности магистралей данных и адреса.
Шина управления состоит из четырех линий по которым передаются сигналы: чтение данных из памяти MEMR, запись данных в память MEMW, чтение данных из портов ввода/вывода IOR, запись данных в порты ввода/вывода IOW.
Схему формирования управляющих сигналов поясняет таблица 1:
Таблица 1
| RD | WR | IO/M | |
| 1 | 0 | 0 | MEMW |
| 0 | 1 | 0 | MEMR |
| 1 | 0 | 1 | IOW |
| 0 | 1 | 1 | IOR |
2.2 Выбор памяти.
В качестве ПЗУ возьмём микросхему К573РУ14 (DD5) перепрограммируемую, с ультрафиолетовым стиранием и организацией 2К х 8.
В качестве ОЗУ возьмём микросхему КР537РУ8 (DD6) с организацией 2К х 8.
2.3 Блок дешифратора адресов памяти и портов ввода/вывода.
Блок дешифратора адресов производит подключение микросхем памяти и портов ввода/вывода. В качестве дешифратора используется К155ИД4 (DD11)
Блок дешифрации обеспечивает подключение микросхем памяти и ли портов ввода/вывода при поступлении на биты А12-А13 следующей двоичной комбинации:
00 - подключение микросхемы ПЗУ DD5;
01 - подключение микросхемы ОЗУ DD6;
10 – подключение программируемого параллельного интерфейса DD7;
11 – подключение программируемого параллельного интерфейса DD8;
2.4 Выбор микросхем устройств ввода/вывода и системного таймера-счетчика.
В качестве устройств ввода/вывода, которые служат для сопряжения центрального процессора с датчиками, системой управления механизмами и сигнализацией, клавиатурой и дисплеем выбраны два программируемых интерфейса КР580ВВ55 (DD7 и DD8).
В качестве системного таймера использована микросхема программируемого таймера КР580ВИ53 (DD9). Таймер в системе служит для организации прерываний через определенные промежутки времени. Прерывания, в свою очередь, необходимы для периодического опроса клавиатуры и индикации символов на дисплее.
2.5 Организация дешифрации адреса для устройств ввода/вывода и таймера-счетчика.
Таблица 2
Номера портов ввода/вывода.
| Микросхема | Порт | Назначение порта | Номер |
| DD7 (КР580ВВ55) | A | информация с датчиков | F0 |
| B | выбор датчика и запуск АЦП | F1 | |
| C | сигнализация и управление | F2 | |
| РУС | регистр управляющего слова | F3 | |
| DD8 (КР580ВВ55) | A | индикация | F8 |
| B | опрос клавиатуры | F9 | |
| C | сканирование | FA | |
| РУС | регистр управляющего слова | FB | |
| DD9 (КР580ВИ53) | CLK0 | счетчик 0 | 00 |
| CLK1 | счетчик 1 | 01 | |
| CLK2 | счетчик 2 | 02 | |
| РУС | регистр управляющего слова | 03 |
2.6 Организация опроса датчиков.
Для того чтобы организовать последовательный опрос датчиков в данной системе использована микросхема аналогового мультиплексора К590КН1 (DD10), которая управляется программно, посредством передачи управляющих сигналов по линиям PВ0-PВ1 порта ввода/вывода (микросхема DD7).
В качестве АЦП используем К572ПВ3. Запуск АЦП (DA1) на преобразование и считывание данных организовано программно посредством передачи управляющих сигналов по линиям порта ввода/вывода (микросхема DD8) при аппаратной поддержке сигналом состояния BUSY АЦП, который подается на вход READY (готовность) микропроцессора.
Для преобразования токовых сигналов датчиков 4-20 мА в сигнал напряжением 0-10 В используются прецизионные сопротивления марки ОМЛТ 0.125 номиналом 500 Ом.
2.7 Организация сигнализации и управления.
Сигнализация и управление реализованы на лампах накаливания и реле, питающихся напряжением 12В постоянного тока.
В качестве ключей использованы оптроны марки АОТ127.
Управление и сигнализация организованы программно посредством передачи управляющих сигналов по линиям С0-С7 порта ввода/вывода (DD7). Сигналы с этих линий поступают на АОТ127 через буфер К155ЛП10. Сигналы, служащие для световой сигнализации, инвертируются и поступают на схему для организации звуковой сигнализации.
Управление и сигнализация осуществляются сигналами низкого уровня (логического нуля).
2.8 Организация опроса клавиатуры и индикации.
Для ввода параметров управления в системе используется клавиатура из 16 клавиш.
Для индикации значений технологических параметров применяются четыре семи сегментных светодиодных индикатора АЛ305Г красного свечения с напряжением питания 6В и максимальным потребляемым током 22мА. В схеме питания использованы транзисторы VT1-VT4 марки КТ630, управляемые сигналами линий сканирования клавиатуры.
Сканирование клавиатуры и активизация светодиодного семи сегментного индикатора реализуется с помощью дешифратора К155ИД4 на входы которого циклически передается ряд чисел 0h,1h,2h,3h по линиям порта ввода/вывода (DD7). Для защиты от короткого замыкания между линиями сканирования в схеме должны быть предусмотрены диоды. Для опроса матрицы клавиатуры используются линии порта ввода/вывода (DD8).
Код индицируемого символа передается по линиям PА0-PА7 порта ввода/вывода (DD8). Необходимо предусмотреть токоограничивающие резисторы.
2.9 Расчет потребляемой мощности
Расчет потребляемой мощности системы производится по формуле:
Pпот.max=SPД+SPА,
где SPД - суммарная мощность, потребляемая всеми микросхемами устройства, SPА - суммарная мощность, потребляемая всеми аналоговыми элементами.