Анализ объекта автоматизации и постановка задачи проектирования
 Скачать 1.09 Mb.
|
1.4. Постановка задачи проектированияОрганизация рационального управления подъемно-транспортными машинами имеет большое значение, так как от нее зависит производительность машины, ее долговечность и условия работы обслуживающего персонала. В данной курсовой работе будет разработана система автоматического управления электроприводом лифта на основе микроконтроллера MCS 51 фирмы Intel. В качестве объекта автоматизации взят пассажирский лифт номинальной грузоподъёмностью 400 кг. и максимальной скоростью движения 0.7 м/с. Электропривод лифта организован на двигателе постоянного тока. Работает на канатных тягах, с верхним расположением лебёдки с канатоведущим шкивом и противовесом. Проанализировав вышеизложенный материал, были сформулированы следующие задачи данной курсовой работы: - разработка структуры системы управления электроприводом лифта; - выбор датчиков веса, положения, аварийного торможения, предела работы по перемещению лифта, открытия и закрытия дверей, скорости движения; - выбор исполнительного устройства (электродвигателя для привода лифта); - разработка импульсного источника питания для исполнительного механизма; - разработка функциональной схемы системы управления электроприводом лифта; - разработка принципиальной схемы и перечня элементов; - разработка блок-схемы алгоритмов программы управления микроконтроллером; - разработка программы управления электроприводом на языке Ассемблера. ЧАСТЬ 2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ЛИФТА2.1 Анализ измерительных средств и методов получения измерительной информации от объектаДля обеспечения требуемой плавности разгона и торможения, необходимой скорости, безопасности и надёжности лифта в системе управления электроприводом используются следующие датчики: - датчик температуры – для контроля температуры импульсного блока питания и электродвигателя, предотвращения их перегревания и, как следствие, выхода из строя; - датчик перемещения – для отслеживания местоположения кабины лифта и, соответственно, задания режимов работы электропривода; - датчик скорости – для контроля скорости перемещения кабины лифта и включения аварийного тормоза в случае превышения ею предельного значения; - датчик веса – для контроля загруженности кабины лифта (если данный параметр превышает допустимые значения, то тормоз электропривода лифта не отключается); - датчик закрытия и открытия дверей – только в случае закрытия дверей, кабина начинает движение; - датчик тока – для контроля величины тока, протекающего через ДПТ и транзисторные ключи. В качестве датчика температуры используется устройство на основе терморезистора R(T)KTY10. Устройство устроено таким образом, что при достижении определённой температуры и изменения соответственно сопротивления на резисторе, а также увеличения на нём падения напряжения, на вход микроконтроллера перестаёт поступать сигнал логической единицы и микроконтроллер формирует сигнал аварийного останова.  Рисунок 2.1 – Структурная схема подключения терморезистора к микроконтроллеру Uоп - опорное напряжение МК – микроконтроллер Для контроля перемещения кабины лифта можно использовать фотоэлектрический датчик перемещений. Датчики такого типа позволяют контролировать перемещения на любые расстояния. Используем фотоэлектрический датчик типа ВЕ-178В. Его основные технические характеристики: - дискретная способность – 1000-5000 имп/об; - габаритные размеры – 56х96; - масса – 0.67 кг.; - класс точности – второй.  Рисунок 2.2 – Структурная схема подключения фотоэлектрического датчика перемещений к микроконтроллеру ФИД – фотоэлектрический импульсный датчик СОНД – схема определения направления движения Сигнал с выхода фотоэлектрического датчика представляет собой два импульсных сигнала синусоидной и косинусоидной форм. При движении в одном направлении (например, «вверх») они будут расположены друг относительно друга в следующем виде (рисунок 2.3):  Рисунок 2.3 – Вид сигналов на выходе фотоэлектрического датчика при движении «Вверх» При движении в обратном направлении (например, «вниз») они будут расположены друг относительно друга в следующем виде (рисунок 2.4):  Рисунок 2.4 – Вид сигналов на выходе фотоэлектрического датчика при движении «Вниз» Схема определения направления движения (СОНД) в зависимости от вида смещения сигналов друг относительно друга, формирует на своём выходе соответствующий сигнал, указывающий микроконтроллеру направление движения кабины лифта. На валу исполнительного механизма устанавливается датчик угловой скорости, с помощью которого контролируется скорость перемещения кабины лифта. В качестве такого датчика может быть использован тахогенератор. Используем тахогенератор постоянного тока типа СЛ-161. Его основные технические характеристики: - напряжение питания – 27 В; - потребляемый ток – 300 mA; - чувствительность – 0.02 В/об/мин; - nmax = 2400 об/мин; - максимальный ток нагрузки – Imax = 0.02 A; - сопротивление обмотки якоря – 115 Ом; - масса – 0.8 кг.  Рисунок 2.5 – Структурная схема подключения тахогенератора к Микроконтроллеру ТГ – тахогенератор АЦП – аналого-цифровой преобразователь В качестве датчика веса используем выключатель (SB1), который устанавливается под полом кабины лифта. Пол кабины лифта установлен на пружинах, которые удерживают его в начальном положении. По мере загрузки кабины лифта, пружины сжимаются и при достижении определённой нагрузки на пол кабины, срабатывает выключатель, размыкая контакт и, тем самым, давая сигнал о запрете закрытия дверей и отключения тормозной системы лифта. При уменьшении нагрузки выключатель снова замыкается и поступает сигнал разрешения закрытия дверей и начала движения.  Рисунок 2.6 - Структурная схема подключения датчика веса к микроконтроллеру АЦП – аналого-цифровой преобразователь МК – микроконтроллер Для контроля закрытия и открытия дверей может быть использован аналогичный выключатель (см. рисунок 2.6), который при закрытых дверях замыкается и тем самым даёт сигнал разрешения на отключение тормозной системы лифта и на начало движения его кабины и, наоборот, при открытых дверях он разомкнут, и сигнал через него не проходит. Для контроля величины тока и отключения системы в случае его превышения над критическим значением используются два аналогичных датчика тока. Один из них устанавливается непосредственно в систему питание ДПТ и контролирует величину тока через двигатель, а второй – в систему питания импульсного блока питания и контролирует величину тока, протекающего через силовые транзисторные ключи.  Рисунок 2.7 - Структурная схема подключения датчика тока к микроконтроллеру Для преобразования аналоговых сигналов в дискретную форму используется аналого-цифровой преобразователь типа MAXI202 с параметрами: - частота дискретизации сигнала – 133 кГц; - разрядность – 8 разрядов; - напряжение питания - +3...+5 В. |