Контроллер управления

Контроллер управления

Во всех производственных процессах на предприятиях изаводах используются средства автоматизации и автоматизированные системыуправления (АСУ). Данные темы сейчас достаточно актуальны.

В данной работе разработан контроллер управления, которыйможет по командам от компьютера выполнять определенные действия: снятиепоказаний датчика температуры, управление реле и логическими схемами.

В работе использовалось следующее программноеобеспечение:

1.CodeVisionAVR V2.03.4

2. COM PortToolkit 1.7

CodeVisionAVRV2.03.4использовалась для написания и компиляции программы. COMPortToolkit использовалась вкачестве терминала для проверки связи с контроллером управления и хождениикоманд.

1.     Введение

Системы автоматизированного управления используются напроизводстве для управления работой конвейеров, в сельском хозяйстве для автоматическойполивки в теплицах, для поддержания температуры в инкубаторах или подачи кормана фермах. Также контроллеры используются в системах «умный дом» дляавтоматической работы охранных сигнализаций или систем поддержаниямикроклимата.

В составе всех таких систем входят контроллерыуправления, которые выполняют определенные действия. Например, включениемоторов и двигателей, открытие кранов, включение обогревателей иливентиляторов. снятие показаний с датчиков.

В данной работе представлен проект контроллерауправления, которое будет управлять различными нагрузками по команде отконтроллера или компьютера через интерфейс, а также передавать данные сразличных датчиков.

В процессе создания проекта были разработаны алгоритмработы устройства, написана программа для контроллера, проведены опыты наотладочной плате.

2.     Разработкаисполняющего устройства.

Для того чтобы создать какое либо устройство необходимопредварительно решить какие функции и в какой последовательности это устройствобудет выполнять. Для этого создается алгоритм работы устройства.

Исполнительное устройство как было сказано выше, должновключать и выключать порты контроллера по команде от компьютера. Было выбрано,что таких устройств будет двенадцать, и они будут разбиты на две группы по 4 и 6устройств. Это было сделано для удобства реализации на отладочной плате. Группавыключателей четырех устройств назовем группой «rele», а другую – группой «out» 

Чтобы управлять двумя группами выключателями достаточно двухпортов контроллера и две типа команд, в которых будут указания, какоеустройство нужно включить или выключить.

Для передачи информации о состоянии двустабильных датчиков,для которых, выделяем один порт (8 линий). Контроллер будет передавать данныеоб изменении состояний с кодом «$in».

Запрос на измерение температуры и ответ о температуре будемпередавать с кодом «$temp».

  После приема иобработки команды нужно отправить ответ о выполненной команде.

Таким образов можно составить таблицу функций и команд:


№п/п

Функция

команда

1

Прием команды от компьютера

 

2

Обработка команды о включении группы «rele»

$rele.XXX$end[1]

3

Обработка команды о включении группы «out»

$out.XXXXXX$end

4

Ответ о выполнении  команды  группы «rele»

$rele.ok$end

5

Ответ о выполнении  команды  группы «out»

$ out.XXXXXX$end

6.

Запрос температуры

$temp.$end

7

Ответ контроллера с температурой

$temp.XXX$end

8

Передача информации от контроллера о состоянии датчиков

$in.XXXXXXXX$end

 [1] Вкоманде «Х» — число 1 или 0.

После разработки алгоритма. Нужно написать программу для микроконтроллераи проверить ее работу.

Для отладки программы использовалась плата PinBoardII.

Отладочная плата, используемая для моделирования,представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 Внешний вид отладочной платы

В этой плате используется контроллер Atmega16 фирмы AnalogDivice.

Программа написана на СИ-подобном языке в среде Codevision .

Для начала была произведена настройка контроллера

Рисунок 2. Выбор микроконтроллера 

 

Рисунок 3. Настройка портов.

Рисунок 4 Настройка интерфейса

Далее сохраняем проект и в рабочем поле получается кодпрограммы с предварительными настройками.

 

 

Рисунок 5 Внешний вид программы с кодом инициализации.

 Интерфейсов программыслужим UART. На платеимеется микросхема преобразователя USBCOM,чтобы можно подсоединять компьютер к микроконтроллеру.

Параметры UART:

·       Скорость передачи данных – 9600 бит в секунду;

·       Бит данных – 8;

·       Четность – нет;

·       Стоповые биты – 1;

·       Управление потоком – нет.

 

В программе настраиваем прием команды таким образом, чтобыпо окончанию приема команды начиналась ее обработка. Признаком окончаниякоманды служит «$end».

Далее программа определяет, какая команд поступила иобрабатывает по своему алгоритму. После чего посылается ответ на компьютер.

По таймеру происходит опрос состояние входных линий порта –определяется наличие сигнала от датчиков. Если состояние совпадает с предыдущим(изменений не было)

Листинг программы приведен в приложении.

3.     Выводыи практические рекомендаций.

Проверку работоспособности программы проверяли с помощьютерминала на компьютере — COM Port Toolkit 1.7.

Из терминала посылались команды, изменялись состояния напорту подключения двустабильных датчиков и проверялись ответы на события.

Рисунок 6. Проверка разработанного контроллера управления.

Разработанная программа была проверена на макетной плате. Квыключателям группы «rele» была присоединена плата из четырех реле.Данные реле могут коммутировать нагрузку с питанием постоянным и переменнымтоком. То есть можно подключить лампочки, движки, или использовать дляподключения такие устройств как нагреватели, вентиляторы. 

К выключателям группы «out» присоединены светодиоды. Такие сигналы могут служитьсигналами на разрешение работы различных устройств. Например совместносигналами от двустубильных датчиков наличия присутствия человека, можнообеспечить включение освещения и выключение с задержкой.

Данное устройство будет применяться для создания проектаконтроллера управления на базе ПК.

4.     Заключение.

Данное устройство можно применить в качестве одного изконтроллеров в системе «Умный дом». В качестве датчиков можно использоватьдатчики движения или инфракрасные датчики. При наличии в комнате человека,автоматически включается свет, а после его ухода, через некоторое время,которое задает пользователь, свет выключается.

Температурный датчик и реле можно использоватьдля  управления системами отопления илиохлаждения.


 

 

19:16
1491

Комментарии

Нет комментариев. Ваш будет первым!