Разработка микропроцессорной системы контроля (стр. 1 из 2)

СОДЕРЖАНИЕ

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1 Описание назначения и устройства микропроцессорной системы контроля

2 Описание функциональной схемы микропроцессорной системы контроля

3 Расчет статической характеристики канала измерения

4 Разработка алгоритма функционирования микропроцессорной системы контроля

5 Разработка программы для микропроцессорной системы контроля

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Разрабатываемая МП система должна осуществлять контроль концентрации газа и обеспечивать:

· индикацию значений концентрации и режима работы системы

· сигнализацию превышения предельно допустимого значения концентрации

· автоматическое отключение (блокировку) подачи газа при превышении концентрации в течение заданного времени

· сброс блокировки и подачу газа по команде с клавиатуры при допустимом значении концентрации

– предельное значение концентрации;

#АЦП = 0 – номер входа АЦП;

– задержка срабатывания блокировки;

# OUT 1 = Р1.1 – номер линии для управления сигнализацией;

# OUT 2 = Р1.2 – номер линии для управления блокировкой;

"1" + "*"– комбинация нажатия кнопок для сброса блокировки.

1 ОПИСАНИЕ НАЗНАЧЕНИЯ И УСТРОЙСТВА МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ

Микропроцессорная система контроля служит для индикации значения концентрации и режима работы системы, сигнализации превышения предельно допустимого значения концентрации, автоматического отключения (блокировки) подачи газа при превышении концентрации в течение заданного времени, сброса блокировки и подачи газа по команде с клавиатуры при допустимом значении концентрации.

Микропроцессорная система контроля состоит из микропроцессорной системы, клавиатуры, индикатора, двух сигнализирующих лампочек (L1 «сигнализация», L2 «блокировка») и усилителя.

Термокондуктометрический газоанализатор соединен через усилитель с первым входом микропроцессорной системы. Сигналом с клавиатуры, поступающим на второй вход микропроцессорной системы, можно осуществлять включение или выключение электромагнитного клапана и сброс блокировки.

Первый выход микропроцессорной системы подключен к сигнализирующей лампочке L1 «сигнализация». Второй выход микропроцессорной системы соединен с сигнализирующей лампочкой L2 «блокировка» и электромагнитным клапаном, служащим для подачи газа в аппарат. Третий и четвертый выходы микропроцессорной системы соединены с клавиатурой и индикатором.

2 ОПИСАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ

Электромагнитный клапан KLможет находиться в двух состояниях: 0 – клапан закрыт и 1 – клапан открыт.

Сигнализирующие лампочки L1 «сигнализация», L2 «блокировка» также могут находиться только в двух состояниях: 0 – лампочка не горит, 1 – лампочка горит.

Сигналом с клавиатуры, поступающим на второй вход микропроцессорной системы, можно осуществлять подачу газа клавишей «2», переход в режим «ожидание» клавишей «1» и снятие блокировки клавишами "1" + "*".

Микропроцессорная система может работать в трех режимах:

regim 1 – ожидание сигнала «рабочий режим» при закрытом электромагнитном клапане;

regim2 – подача газа в аппарат до заданного значения концентрации с переходом после превышения заданного значения концентрации в течение заданного времени в regim3 (блокировка) с возможностью подачи сигнала «ожидание» с клавиатуры;

regim3 – автоматическая блокировка подачи газа в аппарат при превышении заданного значения концентрации в течение заданного времени с возможностью перехода в рабочий режим при нажатии клавиш "1" + "*" и при допустимом значении концентрации.

3 РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ КАНАЛА ИЗМЕРЕНИЯ

Напряжение на выходе термокондуктометрического газоанализатора:

,

где

- концентрация монооксида углерода;

- радиус нити;

- радиус камеры детектора;

- ток нити;

- длина нити;

- сопротивление нити;

- температурный коэффициент сопротивления платиновой проволоки;

- теплопроводность воздуха;

- теплопроводность монооксида углерода.

Статическая характеристика вторичного преобразователя имеет вид:

,

где

- коэффициент усиления; - выходной сигнал усилителя.

;

Статическая характеристика канала измерения будет выглядеть следующим образом:

4 РАЗРАБОТКА АЛГОРИТМА ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ МИКРОПРОЦЕССОРНОЙ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ

На рисунке 1 представлена блок-схема алгоритма функционирования микропроцессорной системы контроля.

В блоке 1 производится настройка индикатора для отображения информации и инициализация таймера/счетчика 0.

В блоке 2 задается regim 1 и устанавливается предельное значение концентрации 0,2.

В блоке 3 производится проверка, является ли regim 1 текущим режимом. При невыполнении этого условия программа переходит к блоку 8.

В блоке 4 производится закрытие электромагнитного клапана.

В блоке 5 осуществляется отключение сигнализирующих лампочек.

В блоке 6 производится проверка, нажата ли клавиша «2». При выполнении этого условия программа переходит к блоку 7, где устанавливается regim2, в противном случае – к блоку 3.

В блоке 8 производится проверка, является ли regim2 текущим режимом. При невыполнении этого условия программа переходит к блоку 18.

В блоке 9 выполняется подпрограмма индикации С(х).

В блоке 10 производится открытие электромагнитного клапана и присваивается начальное значение переменной time=0.

В блоке 12 производится проверка, нажата ли клавиша «1». При выполнении этого условия программа переходит к блоку 13, где устанавливается regim 1.

В блоке 14 выполняется проверка превышения концентрации при regim 2. При невыполнении этого условия программа переходит к блоку 8.

В блоке 15 производится включение сигнализирующей лампочки L1.

В блоке 16 выполняется проверка превышения заданного времени. При не выполнении этого условия программа переходит к блоку 14, в противном случае – к блоку 17, где устанавливается regim 3.

В блоке 18 производится проверка, является ли regim3 текущим режимом. При невыполнении этого условия программа переходит к блоку 3.

В блоке 19 производится закрытие электромагнитного клапана и выполняется подпрограмма индикации С(х).

В блоке 20 производится проверка превышения предельного значения концентрации. При выполнении этого условия программа переходит к блоку 21, в котором включает сигнализирующие лампочки L1 и L2, иначе – к блоку 22, где включает сигнализирующую лампочку L2 и выключает L1.

В блоке 23 производится проверка нажатия клавиш "1" + "*" при допустимом значении концентрации. При невыполнении этого условия программа переходит к блоку 18, иначе – к блоку 24, в котором устанавливается regim 2 .

На рисунке 2 представлена блок-схема алгоритма опроса клавиатуры.

В блоке 1 инициализируется переменная scan для опроса первого столбца клавиатуры.

В блоке 2 производится проверка окончания сканирования последнего столбца. Если условие выполняется, то программа переходит к блоку 4, где осуществляется выход из подпрограммы.. Если нет, то программа переходит к блоку 3.

В блоке 3 производится вывод значения переменной scan в порт P4 для сканирования клавиатуры.

В блоке 5 осуществляется ввод с порта P4 и присвоение этого значения переменной key.

В блоке 6 выполняется проверка факта нажатия кнопки в опрашиваемом столбце.