АННОТАЦИЯ 2
СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ 6
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 9
1.1 Область применения устройства 9
1.2 Устройства бесконтактной коммутации 10
2 СТРУКТУРА ПОСТРОЕНИЯ УСТРОЙСТВА КОММУТАЦИИ 13
2.1 Принцип работы разрабатываемого устройства 13
2.2 Описание функциональной схемы 14
3 РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ 17
3.1 Выбор элементной базы 17
3.2 Работа блока питания 19
3.2.1 Расчет ограничителя пускового тока 20
3.2.2 Выбор модуля питания 23
3.3 Расчет линейного ограничителя напряжения 24
3.4 Работа блока процессора 30
3.4.1 Выбор микроконтроллера 31
3.4.2 Выбор кварцевого генератора 33
3.4.3 Выбор интерфейсного приемопередатчика 34
3.4.4 Выбор оптоэлектронного реле 36
3.5 Работа исполнительного устройства 38
4 МОДЕЛИРОВНИЕ НА ЭВМ РАБОТЫ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ УЗЛОВ . 40
4.1 Моделирование линейного ограничителя напряжения 40
4.2 Моделирование блока питания 43
5 ОПИСАНИЕ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ 47
5.1 Общие сведения 47
5.2 Описание логической структуры 50
6 КОНСТРУКЦИЯ УСТРОЙСТВА КОММУТАЦИИ 57
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 59
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 60
Стремительное развитие систем автоматического управления (САУ) связано с совершенствованием и усложнением разного по своему роду и характеру универсальной вычислительной техники в системах. Использование вычислительного оборудования в САУ формирует высокое качество и надежность технологического процесса. Одно из развитий систем является бесконтактное управление оборудованием системы.
САУ - это комплекс технических средств, которые функционально связаны между собой для выполнения поставленных перед ним задач в процессе.
В силу необходимости разделения аппаратуры на конструктивно самостоятельные приборы, выполняющие частные функции и не являющиеся самостоятельными в эксплуатационном отношении [3]. Например, самолетная аппаратура часто требует ее разделить на пять частей: пульт управления, антенна, приемопередающее устройство, устройство обработки информации, индикатор, каждая из которых конструктивно закончена и размещается в разных местах на борту самолета. При этом все части работают совместно и должны быть электрически связаны [3]. Для обеспечения защиты и контроля коммутационных линий связи и передачи информации между всеми частями системы используются устройства коммутации (УК).
УК - устройство для сочленения и расчленения электрических цепей системы предназначенных для обработки сигнала с минимальной вероятностью появления ошибок и временем восстановления. Использование этой аппаратуры в САУ с большими токами снижает потребляемую энергию, увеличивает быстродействие, исключает дребезг контактов.
Целью выпускной квалификационной работы является разработка дистанционного устройства коммутации с применением кодированной информации (однозначными кодами в определенной временной последовательности), позволяющих повысить качество и надежность коммутации цепей в процессе работы системы.
В качестве электромеханического коммутатора представлен шаговый двигатель - электромеханическое устройство, который преобразует электрические импульсы в дискретные механические перемещения контактной группы [7].
Структура проектирования блока управления электромеханическим
коммутатором (БУЭМК) на основе мультиплексного канала передачи данных (МКПД) включает в себя разработку аппаратных и программных средств, позволяющих организовывать обмен информацией.
В связи с этим в выпускной работе предстоит решить следующие задачи:
- определение области применения;
- создание функциональной схемы БУЭМК;
- создание электрической принципиальной схемы устройства
управления;
- моделирование схемного проекта;
- создание алгоритма работы и программного обеспечения устройства.
Результатом работы является спроектированный блок управления электромеханическим коммутатором для замыкания электрических цепей систем автоматического управления. В работе проведен анализ аппаратного и программного комплекса БУЭМК, который получает значение от датчиков и выдает управляющие воздействие на электромеханический коммутатор.
В ходе работы были разработаны функциональная и электрическая принципиальная схемы устройства бесконтактной коммутации. Основой полученной электрической схемы является микроконтроллер 1986ВЕ1Т, выполняющий правильность работы устройства. Питание блока управления было организовано при использовании законченного модуля питания СМПВ 1,5 3,3 ОВ.
В результате моделирования функциональных узлов БУЭМК показали, что линейный ограничитель напряжения входное напряжение +33,5 В преобразует в +27 В, ограничитель пускового тока предотвращают выбросы напряжения на входе в модуль питания, так же блок питания выполняет свою функцию преобразования напряжения на входе +27 В в напряжение на выходе +3,3 В. Это означает, что выбор схемы, её элементов, и последующий расчёт выполнены корректно.
Для корректной работы микроконтроллера был создан алгоритм работы программного обеспечения контроля и анализа информации. На языке Си разработан программный код, который был загружен в микроконтроллер при помощи разъёма для внутрисхемного программирования.
