1.1 Технические характеристики системы регулирования

_{Разрабатываемая система автоматического регулирования температуры и давления воздушной смеси аппарата искусственной вентиляции легких, должна обеспечивать ряд характеристик.}

_{Время установления рабочего режима, с не более 60.}

_{Частота опроса датчиков, с 1.}

_{Перерегулирование, % 30.}

_{Диапазон регулирования давления, кПа от 10 до 20.}

_{Диапазон регулирования температуры, °С от 0 до 37.}

_{Рабочий диапазон температур, °С от 0 до плюс 50.}

Производительность, т/ч до 15.

Напряжение питания, В 380.

Потребляемая мощность, кВт 22.

Наработка на отказ, ч 5000.

Масса, кг 360.

Экономические требования: применение предлагаемой системы регулирования позволит автоматизировать процесс подачи сырья в бункер, то есть двинуться навстречу экономии общественного труда и исключить рутинные операции рабочего персонала; с другой стороны экономически целесообразно применение системы по отслеживанию уровня сырья в бункере, что исключит работу дробилки в холостом режиме.

Эксплуатационные требования: данная система является мобильной и при необходимости может быть в кратчайшие сроки переведена в другое производственное помещение, а также может использоваться для контроля уровня сырья иных технологических стадий.

1.2 Функциональная схема системы регулирования

_{Работа системы автоматического регулирования загрузки бункера дробилки заключается в поддержании требуемого уровня зерна.}

_{Система функционирует следующим образом (см. рисунок 1): с выхода задающего устройства, роль которого выполняет микропроцессор (МП), поступает сигнал на изменение режима работы данной системы, который усиливается усилителем напряжения (У). Далее сигнал поступает на контактор-реле (Р), осуществляющий пуск-останов исполнительной части схемы – погрузчик зерна пневматический (ПЗП). Последний представляет собой комплекс из двигателя (Д), редуктора (РД) и пропеллера (ПР). Исполнительное устройство формирует воздушный поток, который и отвечает за подачу зерна в бункер. Для отслеживания уровня сырья в бункере установлен датчик уровня (ДУ), который непосредственно связан с микропроцессором.}

МП – микропроцессор; У – усилитель; Р – реле; ПЗП – погрузчик зерна пневматический; Д – двигатель; РД – редуктор; ПР – пропеллер; Б –бункер;

ДУ – датчик уровня.

Рисунок 1 – Функциональная схема системы автоматического регулирования загрузки бункера дробилки

2 ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

2.1 Выбор микропроцессора

_{Одним из важнейших устройств в любой системе автоматического регулирования можно считать устройство сравнения, от точности проведенной им операции будет зависеть насколько точным окажется регулирование. Следует достаточно тщательно подойти к выбору этого элемента.}

Микропроцессор характеризуется очень большим числом параметров и качеств, поскольку он, с одной стороны, функционально является сложным программно - управляемым цифровым процессором, то есть устройством ЭВМ, а с другой – интегральной схемой (схемами) с высокой степенью интеграции элементов, то есть электронным прибором. Поэтому для микропроцессора важны такие качества и параметры, как тип корпуса, количество источников питания, требования к синхронизации, мощность рассеивания, температурный диапазон, возможность расширения разрядности, наличие встроенных ЦАП и АЦП, помехоустойчивость, нагрузочная способность, объединения сигналов на выходах, надежность, долговечность. Микропроцессор как функциональное устройство ЭВМ обеспечивает эффективное автоматическое выполнение операций обработки цифровой информации в соответствии с заданным алгоритмом.

В данной системе регулирования информация с датчика имеет аналоговый вид, поэтому целесообразнее подобрать такой микроконтроллер, который бы включал в себя аналого-цифровой преобразователь. Среди широкого круга микропроцессорных устройств был выбран PIC-микроконтроллер фирмы Microchip PIC16C74. /7/

Технические характеристики микроконтроллера PIC16C74 представлены ниже.

Максимальная тактовая частота, МГц 20.

Память программ, кБайт 4.

Память данных, Байт 192.

Количество таймеров 3.

Захват/Количество/ШИМ 2.

Каналы АЦП (8 бит) 8.

Внешнее прерывание да.

Источники прерывания 12.

Входы/выходы 33.

Напряжение питания, В 2,5 ÷ 6.

Количество команд 35.

Уровни на входах/выходах PIC-микроконтроллера будут соответствовать уровням ТТЛ, то есть напряжению питания.

Передаточная функция микроконтроллера как цифрового устройства:

.