1. Описание лабораторного стенда

Лабораторный стенд состоит из микро-ЭВМ INTEL_*86, программируемого контроллера “Электроника МС2721” на базе процессора КР580ИК80А и лабораторного макета объекта управления. В лабораторный макет входят объекты управления и блоки сопряжения. Блок схема стенда представлена на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Функциональная схема стенда

В лабораторном стенде в качестве управляющих устройств используются ЭВМ или контроллер, каждый из которых формирует на своем выходе дискретные управляющие сигналы перемещения исполнительного механизма вперед и назад по двум линиям. Управляющие сигналы с ЭВМ передаются через порт LPT1, имеющий базовый адрес 378H. Порт буферизирован внешней схемой на TTL элементах, включение которой производится передачей в порт 37АН (базовый адрес LPT1+2) числа 3 (установкой 0-го и 1-го разрядов выходного регистра). Выходной сигнал, прошедший буфер, через разъем на задней стороне стенда поступает на переключатель выбора управляющего устройства, расположенный на крышке стенда. Дискретные выходные сигналы с контроллера поступают на переключатель выбора управляющего устройства через гнезда на боковой панели стенда. При поступлении сигнала "Логической 1" на левое (правое) входное гнездо макета происходит перемещение РО в сторону увеличения (уменьшения) входного воздействия на объект управления.

Управляющие сигналы, прошедшие переключатель выбора управляющего устройства, через согласующий усилитель поступают на переключатель выбора режима управления "ЭВМ - Ручное" и, далее, на бесконтактный реверсивный пускатель (ПБР-2), к выходам которого подключен исполнительный механизм МЭО-25. Переключатель "ЭВМ - Ручное управление" отключает входы макета, передавая управление перемещением ИМ на кнопки "Больше" и "Меньше". Исполнительный механизм (ИМ) осуществляет перемещение регулирующего органа, представляющего собой потенциометр, на выходе которого формируется управляющее воздействие в виде электрического сигнала, поступающего на усилитель мощности и далее через переключатель "Объект управления" на объект № 1 или № 2.

Объект управления № 1 является реальным тепловым объектом и содержит нагреватель и тепловой датчик, выполненный по мостовой схеме, в одно из плеч которой включено термосопротивление. Выходной сигнал датчика изменяется от 0 до 10 V при изменении температуры от 20 до 100 ⁰С. Выход датчика выведен на переднюю панель макета.

Объект управления № 2 представляет собой две последовательно включенных RC цепочки. Конденсатор второй цепочки может быть отключен. Таким образом, объект управления представляет собой одно-емкостный или двух-емкостный объект. Выход RC цепочки выведен на переднюю панель.

К внутреннему реостатному датчику положения исполнительного механизма подключен дистанционный указатель положения (ДУП), установленный на передней панели макета. Выход другого реостатного датчика положения ИМ через согласующий усилитель выведен на переднюю панель макета.

Питание макета осуществляется от внутреннего источника, включаемого тумблером "Сеть".

Блок релейного элемента, выполнен в виде отдельного устройства. Он содержит два независимых канала. Первый канал предназначен для согласования высокого выходного сопротивления датчиков с низкоомными входами управляющих устройств и представляет собой повторитель на операционном усилителе 140УД6. Второй канал служит для преобразования выходного аналогового сигнала датчиков в выходной дискретный сигнал, т. е. является релейным элементом.

А налоговый вход релейного элемента подключается к одному из выходов датчиков, а выход – к дискретным входам управляющих устройств.

Релейный элемент выполнен на операционном усилителе (м/с 140УД6). Зависимость выходного сигнала релейного элемента от входного представлена на рис. 1.2. Положение передней ветви петли гистерезиса регулируется потенциометром "Уровень", а положение ветви возврата (ширина петли ) - потенциометром "Ширина". Тумблер "Гистерезис" ликвидирует неоднозначность релейной характеристики. Питание блока осуществляется от внешнего источника +15 и -15в.

На вход тактовых импульсов таймера контроллера подается сигнал от внешнего генератора. Выходной сигнал таймера контролируется с помощью осциллографа.