ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ СОКРАЩЕНИЙ

АЧХ – амплитудно-частотная характеристика

КУ – корректирующее устройство

ЛАЧХ – логарифмическая амплитудно-частотная характеристика

ЛФЧХ – логарифмическая фазо-частотная характеристика

САУ – система автоматического управления

ВВЕДЕНИЕ

Системы автоматического управления создаются для того, чтобы автоматически, без непосредственного участия человека поддерживать необходимый режим работы различных обслуживаемых этими автоматами объектов. Системы автоматического управления самостоятельно, без вмешательства извне либо поддерживают постоянной, либо изменяют по заранее заданному закону одну или несколько физических величин, характеризующих процессы, происходящие в обслуживаемых объектах, или же сами определяют в зависимости от ряда условий нужный или оптимальный закон управления объектом.

Управляемый процесс может определяться рядом параметров и их соотношениями. В простых случаях управляемый процесс может достаточно полно определяться одним параметром (координатой). Системы для управления такими процессами носят название локальных систем автоматики – это системы автоматики, предназначенные для решения одной функциональной задачи, для управления одним устройством или для управления или сигнализации одного параметра.

Процесс регулирования может быть осуществлен одним из двух основных способов регулирования или их комбинацией.

Первый способ – это компенсация всех возмущений, действующих на систему (регулирование по возмущению). Но поскольку в реальных системах количество таких факторов очень велико и постоянно изменяется, то это не рационально.

Второй способ – регулирование по отклонению выходной величины от заданного значения, лишен этого недостатка и получил широкое распространение.

Системы автоматического управления позволяют повысить эффективность ведения технологических процессов, сократить частично или полностью количество обслуживающего персонала на том или ином объекте, повысить производительность автоматизированных устройств и объектов и повысить их экономичность, получить возможность вести требуемый процесс в условиях и местах, недоступных для человека.

1 Техническое задание на систему автоматического

УПРАВЛЕНИЯ СМЕШИВАНИЯ РАСТВОРОВ

Система автоматического управления (САУ) смешивания растворов имеет в своем составе микропроцессор (МП), два двигателя (ДВ1 и ДВ2), два насоса (Н1 и Н2), смеситель (С) и датчик уровня (ДУ).

Функциональная схема системы автоматического управления смешивания растворов представлена на рисунке 1.

МП – микропроцессор; ДВ1, ДВ2 – двигатели; Н1, Н2 – насосы;

С – смеситель; ДУ – датчик уровня.

Рисунок 1 – Функциональная схема системы автоматического управления

смешивания растворов

Управление в системе происходит следующим образом: сигнал с микропроцессора (управляющее напряжение U₁) поступает на двигатели (ДВ1 и ДВ2), которые приводят в действие насосы (Н1 и Н2), закачивающие две различные жидкости (воду и спирт) с разных емкостей в одну общую ёмкость-смеситель. Уровень закаченной жидкости в смесителе контролируется датчиком уровня. По окончании закачки в смесителе раствор перемешивается.

Проектируемая система автоматического управления смешивания жидкостей имеет ряд преимуществ:

- размещение объекта управления на небольшой территории;

- возможность наращивания производства за счет добавления новых смесителей.

Технические данные САУ смешивания растворов.

Рабочий диапазон температур, ⁰С от минус 40 до плюс 50.

Время регулирования, с 60.

Перерегулирование системы , % 30.

Колебательность 1,5.

Период дискретизации датчика, с 0,1.

2 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ, ПРОВЕДЕНИЕ ЛИНЕАРИЗАЦИИ,

РАСЧЕТ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ФУНКЦИЙ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ

2.1 Выбор и расчет передаточной функции микропроцессора

Среди устройств автоматики наиболее широкое распространение получили микропроцессорные комплекты (МПК) серий К580, К583, К588. /10, с. 64/. Указанные серии МПК обладают следующими преимуществами по сравнению с другими:

- высокая производительность МП, достаточный объем ОЗУ и ПЗУ;

- возможность цифровой обработки аналоговых сигналов в реальном масштабе времени;

- возможность программной коррекции;

- малое энергопотребление;

- совместимость с другими микросхемами;

- доступность элементов;

- мощная и гибкая система команд МП;

- наличие встроенных ЦАП и АЦП.

На основании выше сказанного выбираем МП серии К583ВГ2. Это однокристальный МП цифровой обработки аналоговых сигналов в реальном масштабе времени, со встроенными аналоговыми системами ввода-вывода (ЦАП и АЦП), с 16-ти разрядным ПЗУ, ОЗУ, ALU.

Выбранный микропроцессор обладает необходимой производительностью, мощной и гибкой системой команд и управления обработкой информации, возможностью программной коррекции ЛСУ, совместим с БИС, и имеет возможность обрабатывать аналоговый сигнал в режиме реального времени благодаря встроенным АЦП и ЦАП.

Технические характеристики К583ВГ2.

АLU, разрядность 25.

ОЗУ (192х24 бит), разрядность 16.

ПЗУ (40х25 слов), разрядность 16.

Время преобразования, мкс не более 50 мкс.

Тактовая частота, МГц 5.

Напряжение питания, В 2.

Потребляемая мощность, В∙А 1,0.

Входное аналоговое напряжение, В не более 2.

Выходное сопротивление (хранение), кОм не менее 100.

Выходной ток, мА 0,4 ÷ 2.

Входной ток, мА не более 2,0.

Диапазон рабочих температур, ⁰С от минус 10 до плюс 70.

Передаточную функцию МП принимаем равной единице:

. (1)