ВВЕДЕНИЕ
Значительные изменения во многих областях науки и техники обусловлены развитием электроники. В настоящее время невозможно найти какую-либо отрасль агропромышленного комплекса, в которой не использовались бы электронные приборы или электронные устройства измерительной техники, автоматики и вычислительной техники. Причём тенденция развития такова, что доля электронных информационных устройств и устройств автоматики непрерывно увеличивается. Это является результатом развития интегральной технологии, внедрение которой позволило наладить массовый выпуск дешёвых, высококачественных, не требующих настройки и наладки микроэлектронных функциональных узлов различного назначения.
Промышленность выпускает почти все электронные функциональные узлы, необходимые для создания устройств измерительной и вычислительной техники, а также систем автоматики: интегральные электронные усилители электрических сигналов: коммутаторы; логические элементы; перемножители электрических напряжений; триггеры; счётчики импульсов; регистры; сумматоры и т. д.
Широко практикуется использование базовых матричных кристаллов и программируемых функциональных возможностей интегральных схем. В массовом количестве изготовляются единые матрицы нескоммутированных (не соединённых между собой) элементов. Электрические связи между ними выполняются индивидуально на этапе формирования разводки, исходя из требований заказчика. Изготовив базовую матрицу или программируемую логическую матрицу одного типа, на её основе можно создать сотни разнообразных функциональных узлов различного назначения. Причём различие между базовыми матричными кристаллами и логическими программируемыми матрицами заключается в том, что в последних соединениях можно не только создавать, но и разрушать.
Созданы также более простые полузаказные интегральные схемы, содержащие наборы элементов. Из них могут быть получены и аналоговые устройства, например усилители электрических сигналов. Это позволяет снизить затраты на проектирование и производство электронных устройств различного назначения и уменьшить сроки их внедрения в серийное производство.
В развитии электроники на протяжении многих лет остаётся стабильным только одно - это непрерывное изменение элементной и схемотехнической баз.
В связи с широким выбором интегральных схем, параметры которых известны из технических условий, изменились задачи, стоящие перед разработчиками электронной аппаратуры. Если раньше значительная часть времени уходила на расчёты режимов отдельных каскадов, определение их параметров, решение вопросов термостабилизации и т. д., то в настоящее время и взаимного согласования микросхем.
Типовые микроузлы позволяют собрать нужный электронный блок без детального расчёта отдельных каскадов. Разработчик электронной аппаратуры, определив, какие преобразования должен претерпеть электрический сигнал, подбирает необходимые интегральные микросхемы, разрабатывает схему их соединений и вводит обратные связи требуемого вида. И только в том случае, когда выпускаемые интегральные микросхемы не позволяют решить какой-то конкретный вопрос, к ним добавляют отдельные узлы на дискетных компонентах, требующие проведения соответствующих расчётов, или разрабатывают микросхемы частного применения.
Стремительные темпы компьютеризации всех сторон человеческой деятельности, массовость их применения привели к тому, что сегодня ЭВМ, и, прежде всего персональные компьютеры (ПК), стали непременным атрибутом самых различных технических комплексов. Это касается и современных систем управления и сбора данных, контрольно-измерительного и лабораторного оборудования, т.е. любых комплексов, основной задачей которых является обработка и интерпретация информации, поступающей из “внешнего мира”.
Сегодня практически все системы такого рода, за исключением сугубо специализированных систем, построенных на основе специализированных процессоров, оснащены персональными компьютерами – главным образом машинами семейства IBM PC или их аналогами. В результате перед разработчиками и пользователями любой подобной системы встает задача адекватной стыковки устройств, воспринимающих информацию из внешнего мира, а именно датчиков различного типа, с персональным компьютером, являющимся центральным узлом такой системы и выполняющим задачи координации работы системы, обработки поступающей информации и выдача ее пользователю в наиболее удобной для него форме.
Трудности реализации интерфейсных средств, встающие перед разработчиками, заключаются главным образом в том, что датчики и другие чувствительные устройства, как правило, имеют разнородные выходы, и для подключения к вычислительному оборудованию необходимо использовать или создавать специальные схемы преобразования сигналов, согласующие устройства, кодирующие преобразователи и т.д. Большинство систем с датчиками вырабатывают аналоговые напряжения, которые должны быть преобразованы в цифровые сигналы, прежде чем они могут быть введены в ЭВМ.
Измерительные преобразователи осуществляют преобразование измеряемых физических переменных в выходные электрические сигналы. С выхода датчика электрический сигнал поступает в согласующие схемы, где он готовится для дальнейшего преобразования в цифровую форму и передачи в IBM PC.
Совершенствование полупроводниковой технологии позволило также расширить сферы применения датчиков к тому же повысить их точность, быстродействие, надежность, долговечность, удобство сопряжения с электронными измерительными схемами. Массовый характер производства датчиков способствует снижению цены, что также является немаловажным фактором, определяющим их внедрение в практику.
По определению одного из основоположников техники измерения физических величин А.М. Туричина (1968 г.) к датчикам относятся все основные узлы электронной схемы для измерения неэлектрических величин, расположенные непосредственно у объекта. Необходимость преобразования измеряемой неэлектрической величины в адекватный электрический сигнал послужила позднее основанием для введения термина «измерительный преобразователь», рекомендованного государственной системой обеспечения единства вместо термина «датчик».
В русле общего направления технического прогресса существенные изменения претерпели также и датчики. На смену электромеханическим и электровакуумным устройствам пришли твердотельные (полупроводниковые, сегнетоэлектрические и т.п.) элементы и приборы, которые затем все больше и больше стали вытесняться интегральными схемами. Развитие техники детектирования магнитных и электрических полей, электромагнитных волн (от ИК- до УФ-диапазона), малых количеств примеси в жидких и газообразных средах существенно расширили возможности измерений на удаленных, труднодоступных, движущихся и т.п. объектах. Это сделало необязательным расположение датчиков непосредственно у объекта.
Общие тенденции к миниатюризации и компьютеризации коснулись, безусловно, и рассматриваемой области техники. При этом сигнал датчика, в большинстве случаев аналоговый, для обработки в микропроцессоре или в микроЭВМ должен быть представлен в цифровом виде. Это осуществляется обычным интерфейсным устройством, включающим в себя АЦП. В последнее время наряду с созданием датчиков, имеющих цифровой выходной сигнал, наблюдается тенденция к конструктивному объединению датчиков с микропроцессорными устройствами.
Задачей данного курсового является построение системы автоматического контроля и управления такими параметрами окружающей среды, как температура, влажность, освещенность и давление.
Эффективность управления тепло и такой системы в значительной степени зависит от аппаратурного решения используемых систем управления. Современные достижения науки и техники позволяют использовать для этого новую аппаратуру контроля и управления, основанную на применении микропроцессорной техники.
Применение микропроцессоров и микро-ЭВМ при автоматизации контроля и управления в современной технике позволяет осуществлять эффективную обработку первичной информации и реализовать сложные алгоритмы управления, приближающиеся к оптимальным, улучшать многие технические параметры системы, придав им ряд новых функций.
При разработке микропроцессорных систем необходимо решить ряд задач по обоснованию и выбору алгоритмов обработки информации, разработке программного обеспечения. При этом существенное значение приобретают вопросы получения объективной информации о состоянии контролируемого объекта.
При использовании средств распределенного контроля режимных параметров микроклимата объектов окружающей среды, объем и достоверность полученной информации определяется необходимым количеством датчиков, цикличностью и способом их опроса. В задачу контроля входит не только замер параметров микроклимата в дискретных точках исследуемого объекта, но и оперативная обработка полученной информации в форме, удобной для ввода в управляющее устройство при выработке регулирующего воздействия. В этих условиях наиболее целесообразно использовать интегральные представления полученной информации.
ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1. В книге [1] рассматриваются аппаратные и программные средства сопряжения самых разнообразных датчиков с персональными компьютерами фирмы IBM. Для каждого типа датчиков приводятся электронные схемы, предназначенные для обработки его выходного сигнала перед подачей в компьютер. Для иллюстрации принципов сбора и применения информации, поступающей от датчиков, включены примеры использования конкретных датчиков вместе с компьютерными программами. Большинство систем с датчиками вырабатывают аналоговые напряжения, которые должны быть преобразованы в цифровые сигналы, прежде чем они могут быть введены в ЭВМ. В настоящей книге рассматривается конструкция функционально законченной системы сбора и преобразования данных.
В главе 1 рассматриваются различные схемы на основе операционных усилителей, которые полезны для разработки усилительных схем, схем защитного экранирования и ряда других электронных схем, необходимых для обеспечения сопряжения с аналоговыми датчиками.
В главе 2 содержится практическая информация о способах снижения электрических помех в аналоговых и цифровых схемах. Здесь же обсуждаются источники питания.
В главе 3 объясняются принципы функционирования системной шины IBM PC и рассматривается базовый аппаратный интерфейс, с которым связаны все другие конструкции, представленные в данной книге. Рассматривается так же работа системы прерываний, счетчиков и таймеров.
В главе 4 излагается теория и практические аспекты преобразования сигналов, рассматриваются виды двоичных кодов, принципы дискретизации сигналов и цифро-аналоговые преобразователи.
В главе 5 идет речь о выборе и использовании аналого-цифровых преобразователей.
В главе 6 рассматривается универсальный последовательный интерфейс для сопряжения с IBM PC и другими аналоговыми микрокомпьютерными системами.
В главах 7, 8, 9, 10 описываются датчики температуры, датчики фотонов элекромагнитного излучения, датчики перемещения, различные типы датчиков потока и способы их сопряжения с IBM PC.
В главе 11 представлено многочисленное семейство внешних устройств, с помощью которых пользователь может управлять работой компьютера, минуя клавиатуру.
Именно из этой книги для меня явилось полезным использование датчиков температуры и освещенности, а также использование интерфейса RS-232C.
2. В книге [2] достаточно подробно изложены сведения о функциональных узлах и компонентах, применяемых в приборостроении, автоматике, вычислительной технике. Приведённый материал знакомит с наиболее распространенными типами элементов и компонентов, также приведены формулы расчёта параметров основных узлов используемых в электронике. Рассмотрены принципы построения генераторов электрических импульсов. В данном курсовом проекте использовался материал, изложенный в книге о генераторах напряжения прямоугольной формы (мультивибраторах) на основе логических элементов.
3. Cправочник [3] ознакамливает с основами построения цифровых интегральных микросхем и с наиболее распространенными их сериями малого и среднего уровня интеграции.
В первой главе справочника приведены общие сведения о цифровых интегральных схемах и конструктивных особенностях. Во второй – интегральные схемы транзисторно-транзисторной логики. В третьей описаны наиболее распространенные цифровые интегральные схемы на основе КМДП-транзисторов. Четвёртая глава знакомит с самыми быстродействующими микросхемами на основе эмиттерно-связанной логики. Пятая глава посвящена интегральной инжекционной логике. Приведены основные параметры рассматриваемых интегральных схем, которые сведены в таблицы по разделам.
www.coolreferat.com
Автоматизация воздушных компрессорных установок
Функции должны выполняться техническими системами контроля автоматически, без вмешательства оператора. Поэтому для управления системой используется специальное управляющее устройство. Рассмотрим наиболее распространенный вариант...
Автоматизация колонн получения биоэтанола
...
Автоматизация линии производства вяленой рыбы
В настоящее время основным направлением повышения производительности и надежности автоматизированных систем управления технологическими процессами и АСУ тп является созданием многоуровневых распределительных систем управления...
Автоматизация процесса парообразования в котле ДКВР-20-13 на "Третьем Березниковском калийном производственном рудоуправлении" ОАО "Уралкалий"
Котельные агрегаты типа ДКВР предназначены для получения пара для производственных целей, отопления и горячего водоснабжения...
Автоматизация процесса сушки в прямоточной барабанной сушилке
Контролю подлежат нерегулируемые режимные и входные параметры. Сигнализации подлежат все параметры, изменения которых может привести к аварийной ситуации или серьезному нарушению технологического режима и, в конечном счете...
Автоматическая система управления котельной установкой сельскохозяйственного предприятия
Контролю, регистрации и сигнализации подлежат следующие технологические параметры: Температура t=140 oC дымовых газов; Расход питательной воды F = 1...
Автоматическая система управления процессом производства восстановленного молока
Функциональная схема автоматизации даст представление о функционально-блочной структуре системы автоматического управления, регулирования, контроля, сигнализации...
Анализ средств измерения уровня в резервуарах для хранения нефтепродуктов
Подсистема обеспечивает сигнализацию уровня загазованности в непосредственной близости от объектов...
Контроль за наведенным напряжением
Для предварительного выявления отсутствия или наличия напряжения возможно применение УН бесконтактного типа, а также некоторых видов сигнализаторов напряжения (СН), достоинством которых является то...
Процесс фильтрования газовых систем
...
Работа системы автоматизированной котельной установки
Регулирование питания котельных агрегатов и регулирование давления в барабане котла главным образом сводится к поддержанию материального баланса между отводом пара и подачей воды. Параметром, характеризующим баланс...
Развитие автоматизированных систем контроля
...
Разработка системы автоматического управления на примере процесса фильтрации
...
Роль автоматизации в процессе производства нефтяного кокса
коксование нефтяной установка Блок печей Качество кокса во многом зависит от температуры нагрева сырья. Для этого используют трубчатые печи, где сырье нагревают до 490-510оС. чем выше температура на входе в камеры...
Установка гидроочистки дизельного топлива
При выборе средств контроля и регулирования руководствуются следующими положениями: - приборы должны обеспечивать необходимую точность измерения...
prod.bobrodobro.ru
Системы автоматического контроля - раздел Производство, Задачи автоматизации производственных процессов
Системы автоматического контроля предназначены для контроля уровня одного или нескольких параметров объекта управления. Структура системы автоматического контроля следующая:
ОУ – объект управления.
ИП – измерительный преобразователь.
ИУ - исполнительное устройство.
Информация с объекта управления поступает на исполнительный преобразователь (датчик), который преобразует ее в аналоговый сигнал и передает его на исполнительное устройство, регистрирующего через сигнал уровень состояния объекта управления.
Примером такой системы может быть телемеханическая система дистанционного контроля уровня добытого полезного ископаемого в бункерах.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Автоматическое управление По способу формирования управляющего воздействия автоматические устройства... Классификация САУ непрерывные и дискретные прямого и непрямого...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Системы автоматического контроля
Задачи автоматизации производственных процессов. Автоматизация технологических процессов предполагает решение следующих задач по управлению техн
Системы автоматической сигнализации Системы автоматической сигнализации предназначены для дистанционной передачи информации о состо
Системы автоматической защиты. Системы автоматической защиты предназначены для поддержания в заданном пределе уровня одного или
Системы автоматического пуска и останова объекта управления. Эти системы предназначены для автоматического пуска или останова объекта управления. Автоматичес
Системы автоматического регулирования объектов управления. Системы автоматического регулирования объектов управления предназначены для поддержания заданн
Управление и его виды. Структура ручного управления объектом. Автоматизация любого процесса всегда связана с управлением этим процессом с помощью воздействия
Ручное управление При ручном управлении управляющее воздействие на объект управления производится непосредственно
Автоматическое управление. При автоматическом управлении управляющее воздействие на объект управления производится автоматическим
Структура устройства автоматического управления, работающего по принципу компенсации отклонения результата управления.
Структура устройства автоматического управления, работающего по принципу компенсации внешнего возмущения на объект управления. Структура устройства автоматического управления, работающего по принципу компенсации внешнего в
Структура автоматизированного управления объектом. Автоматизированное управление (рис.5) относится к комбинированному, человекомашинному способу упр
Разомкнутые САУ Сущность принципа разомкнутого управления заключается в жестко заданной программе управления. То есть упр
Следящие системы В следящих системах управляющее воздействие является величиной переменной, но математическое опи
Системы регулирования по отклонению. Принцип управления по компенсации отклонения резул
Системы регулирования по возмущению. Системы автоматического управления, работающие по
Характеристика дискретного автомата. Дискретный автомат – это абстрактное управляющее устройство дискретного действия с некоторой по
Разновидности таблиц состояний дискретных автоматов. Таблица переходов (функция δ) Внутренне состояние дискретного автомата в конкретн
Построение графа переходов дискретного состояния автомата. Для наглядности принципа последовательности функционирования автомата строятся графы, состоящие
Граф-схемы алгоритмов Последовательность функционирования дискретного автомата мажет быть представлена в виде структу
Логические схемы алгоритмов. Функциональная последовательность работы дискретного автомата мажет быть структурно представле
Синтез системы автоматического управления водоотливом. Для структурного синтеза дискретного автомата выберем нижний уровень системы управления
Структура микропроцессорных систем Несмотря на разное конструктивное исполнение, все микропроцессорные системы автоматического упр
Принцип работы микропроцессора при обработке команд Перед началом работы микропроцессора в его программный счетчик автоматически заносится адрес пер
Принцип работы микропроцессора при обработке цифровых сигналов Обработка цифровых сигналов производится в арифметико-логическом устройстве микропроцессора. Эт
Программируемый параллельный интерфейс. Назначение для САУ, структура, режимы работы. Программируемый параллельный интерфейс (ППИ) (адаптер параллельной связи) служит для связи микроп
Программируемый таймер. Назначение для САУ, структура, режимы работы. Программируемый таймер (ПТ) в микропроцессорных системах применяется для управления объектами в ф
Программируемый последовательный интерфейс. Назначение для САУ, его структура, структура кадра формата передачи данных по линии связи. Обмен информацией в параллельном коде через параллельные порты (интерфейсы) может быть успешно ос
Микроконтроллеры и принципы их объединения в распределенные сети управления объектами. В течение многих лет системы управления строились по централизованному типу, в котором имелось од
Протоколы обмена информацией в распределенных сетях управления, их виды (Физические протоколы RS-232, RS-485). Работа последовательного интерфейса (порта) в синхронном режиме связана с определенными недостат
Задачи автоматизации выемочных работ Технологические процессы горного производства связные с его спецификой требуют от систем автомат
Требования к системам автоматизации выемочных работ Системы автоматического управления технологическим процессом выемки полезного ископаемого долж
Структура и принцип работы регулятора САДУ-2.
Импульсный пропорциональный регулятор ИПИР-3М. Структура, работа. Аппаратура ИПИР-3М это импульсный пропорционально-интегральный регулятор нагрузки на приводе вые
Требования к системам автоматизации передвижки призабойной крепи. Способы и принципы их автоматической поддержки. Системы автоматической передвижки призабойной крепи должны обеспечивать: Автоматическую
Способы автоматической передвижки призабойной крепи При автоматической передвижке призабойной крепи применяют два способа этой передвижки: Способ пер
Способ групповой передвижки секций При групповой передвижке секций крепи (рис.41б) положительная полярность выходного сигнала блока управлени
Требования к системам автоматизации проходческих комбайнов Системы автоматического управления работой проходческих комбайнов должны обеспечивать:
Автоматизация управления траекторией движения рабочего органа проходческого комбайна. Проходка горных выработок по слабым горным породам выполняется проходческими комбайнами с различ
Автоматическое вождение проходческого комбайна в заданном направлении по лазерному лучу. Принцип автоматического вождения проходческого комбайна по лазерному лучу показан на рис. 48а. Сог
Автоматическое вождение проходческого комбайна в заданном направлении по гирокомпасу. Гирокомпасом называют прибор, предназначенный для измерения углового положения каких либо объект
Принцип автоматизации машин для обуривания забоя. Требования к системам автоматизации буровых машин. Процесс проведения горных выработок буровзрывным способом состоит из нескольких операций таких к
Требования к системам автоматизации буровых машин Системы автоматического управления работой буровых машин должны обеспечивать: Автоматич
Принцип автоматизации установки буровых машин для обуривания забоя. Алгоритм управления роботом-манипулятором.
Требования к системам автоматизации шахтных конвейерных линий. В соответствии с технологией транспортировки полезного ископаемого конвейерным транспортом по ш
Требования к системам автоматизации конвейерного транспорта. Системы автоматического пралния конвейерными линиями должны обеспечивать: Обеспечение в
Принципы автоматизации пуска конвейерных линий. Автоматический запуск конвейерной линии может осуществляться двумя способами: Запуск каж
Требования к системам автоматизации электровозной откатки. Транспортировка грузов по подземным шахтным выработкам может выполняться не только конвейерами,
Требования к системам автоматической блокировки и световой сигнализации рельсового транспорта Системы автоматической блокировки и световой сигнализации рельсового транспорта должны обеспечи
Аппаратура НЕРПА. Назначение, структура, принцип работы. Аппаратура «НЕРПА» также как и аппаратура АБСС-1 автоматически управляет огнями светофоров и прив
Требования к системам автоматизации шахтных подъемных установок. Транспортировка полезного ископаемого из забоя по подземным шахтным выработкам к рудничному ство
Требования к системам автоматизации шахтного подъема. Трбования к системам автоматизации шахтных подъемных установок делятся на три группы: Обе
Принцип автоматического контроля скорости подъемного сосуда шахтных подъемных установок с помощью ЭОС-2. Автоматическое включение предохранительного торможения должно происходить в случаях, описанных
Требования к системам автоматизации шахтных водоотливных устан. Шахтные водоотливные установки предназначены для откачки на дневную поверхность воды, которая пр
Требования к системам автоматизации шахтного водоотлива Аппаратура автоматизации шахтного водоотлива должна обеспечивать: Автоматическую контро
Требования к системам автоматизации проветривания шахты Аппаратура автоматизации управления шахтными вентиляторами должна обеспечивать: Работу установк
Особенности технологического процесса при добыче нефти Связь всех технологических объектов месторождения через единый нефтяной пласт; Недостаток информ
Принцип автоматизации группового контроля дебита нефтяных или газовых скважин Автоматизированный замер дебита куста нефтяных скважин осуществляется на групповой измерительно
Принцип автоматизации первичной сепарации нефти Технология первичной сепарации нефти (рис. 89) складывается из процесса ее подогрева до заданной те
Принцип автоматизации ДНС. Дожимная насосная станция (рис. 92) после первичной сепарации нефти обеспечивает ее перето
allrefers.ru
