Курсовой проект по автоматизации технологических процессов и производств



Скачать 373,91 Kb.
страница4/5
Дата28.10.2016
Размер373,91 Kb.
1   2   3   4   5

4.4 Цель использования в установке вибрации


Особенностью движения жидкостей, их смесей и растворов через капилляры и узкие щели является уменьшение (вплоть до прекращения) утечки с течением времени вследствие облитерации этих каналов.

Одна из причин уменьшения утечки жидкости — образование слоя адсорбированных на их поверхности молекул жидкости. Толщина этого слоя зависит от молекулярной структуры жидкости и для некоторых жидкостей может составлять несколько микрометров, поэтому при течении жидкости через малые зазоры этот слой может существенно уменьшить площадь поперечного сечения зазора или даже полностью его перекрыть. Процесс «зарастания» щели наблюдается даже при отсутствии течения жидкости.

Облитерация каналов происходит также вследствие их засоре­ния твердыми и смолообразными частицами, находящимися в жид­кости они образуют у твердых стенок рыхлые структуры, способ­ные выдерживать большое гидростатическое давление, но легко разрушаемые, например, с помощью вибрации или при пульсирующем изменении давления жидкости [3].

Кроме того, испытания изделий на герметичность в условиях производства производятся при статических давлениях, а в реальных условиях .большинство полых изделий ра­ботают при знакопеременных нагрузках и утечки через микрощели существенно интенсифицируются. Результаты испытаний влияния вибрационной нагрузки на герметичность фланцевых соединений показывают, что приложение вибрации снижает герметичность соединения [4].

Поэтому с целью приближения условий испытаний изделий к работе радиаторов в эксплуатационных условиях и повышения эффективности контроля герметичности изделий путем интенсификации утечек через микрощели и уменьшения общего времени испытаний в данной установке при испытании изделию сообщают вибрацию (механические колебания) с заданными амплитудой и частотой. Для этого в установке предусмотрен вибростол с приводом от электродвигателя с эксцентриком. Также имеются датчики для контроля амплитуды и частоты колебаний изделия (акселерометр) и система поддержания заданных параметров вибрации.


5 Блок нормализации сигналов от датчиков и ввода их в УВМ


В блок нормализации сигналов дат­чиков и ввода их в МСУ входят:

- модуль ограничения аналоговых сигналов по максиму­му и выбора необходимой чувствительности аналоговых из­мерительных преобразователей на резисторах R1 – R31 (не­четные номера), R2 – R32 (четные номера) и стабилитро­нах DV1 – DV16;

- модули усиления и фильтрации аналоговых сигналов Е1.1 – E1.16;

- модули формирования инициативных сиг­налов от аналоговых датчиков Е2.1 - Е2.6;

- модули ввода в MСУ дискретных сигналов Е.3.1 – Е3.13;

- модуль коммутаторов, АЦП и параллельного интерфей­са ввода аналоговых сигналов от ИП а МСУ;

- разъемы XI, Х2, ХЗ, Х6, Х7, Х8, Х9.

Разъем X1 содержит электрические цепи D0 - D7, А0, А1, I/OR и I/OW и другие и обеспечивает управление рабо­той параллельного интерфейса DD10, АЦП DC11 и коммута­торов DD6, DD7, DD8. Все эти устройства входят в модуль под названием "Модуль коммутаторов, АЦП и параллельного интерфейса ввода аналоговых сигналов от ИП в МСУ". К этому же модулю подключен также разъем Х2 с линиями связи 12 - ВК107 и Р1.5 - READY внешний.

На разъем Х3 выводятся инициативные аналоговые сигна­лы от компараторов Е2.1 - Е2.6. Этим сигналам присваивается обозначение IR7 – IR11 для последующего подключения к входам контроллеров прерывания.

Разъем Х6 предназначен для подключения аналоговых датчиков. Аналоговые сигналы от датчиков должны иметь токовый выход 0-5 mA. На входном разъеме Х, указывают обозначение измерительного преобразователя (датчика), или преобразователя сигналов, от которого сигнал подает­ся в МСУ, и номер позиции.


Для усиления аналоговых сигналов от измерительных преобразователей, а также для уменьшения пульсаций сигналов и недопущения прохождения в МСУ колебаний частотой 50 и 100 Гц используются входные модули усиления и фильтрации аналоговых сигналов Е1.1 – Е1.16. Развернутая схема модуля содержит три операционные усилителя DA1 - DA3 типа К140УД1В, режекторный (заграждающий) Т-образный RC - мостовой фильтр, настроенный на 50 Гц, и Т-образный фильтр низкая частот с частотой среза 5.0 Гц.

Усилители DA1 - DA3 имеют по два входа прямой и инверсный. На усилитель DA1 входной сигнал по­дается на инверсный вход. Через резистор R52 осуществля­ется положительная обратная связь, На выходе усилителя DA1 сигнал инвертируется. Инвертирование сигнала обеспе­чивает дополнительное ограничение сигнала по максимуму. На усилитель DA2 входной сигнал поступает на прямой вход, а сигнал обратной связи - инверсный вход, что обеспечивает отрицательную обратную связь (улучшающую качество выходного сигнала).

Усилитель DA3 включен аналогично усилителю DA1 с положительной обратной связью через конденсатор С6. Рези­сторы R51, R57, R62 являются резисторами смещения рабочей точки усилителей. Резисторы R52, Р.58, R60, R61 обеспечивают обратную связь сигналов по посто­янному току, а конденсаторы С4 и С6 - обратную связь для сигналов переменного тока.

Резисторы R1 и R2 предна­значены для формирования потенциала рабочей точки на входе микросхемы DD5.1 типа К155ЛН1 и для ее четкого сраба­тывания при изменении состояния контакта дискретного дат­чики или другого устройства, подключаемого к линии связи 1. Когда контакт, соединенный с линией связи 1, ра­зомкнут и не соединяет линию связи 1 с корпусом модуля, тогда на выходе модуля в линии 140 U=1, а когда этот контакт замкнут и линия связи 1 соединена с корпусом мо­дуля, тогда в линии 140 U=0 . Значения логических сигна­лов на выходе модуля согласованы для работы в схемах с микропроцессором КР560ИК80А.



Конденсатор С1 предназначен для исключения ложных срабатываний микросхемы DD5.1, то есть защищает модуль от "дребезга" контакта, который подключается к линии свя­зи 1.

Резистор R3 предназначен для отвода потенциала с ли­нии связи 140 на корпус, когда выход элемента DD5.1 пе­реключается в нулевое состояние.

На выходе усилителя DA3 установлен Т – образный фильтр низших частот (пропускает на выход низкие частоты) на резисторах R59 и R61 и конденсаторе С5.
При автоматизации технологических процессов иногда требуется пассивные аналоговые сигналы, поступающие в МСУ через модули усиления и фильтрации, преобразовать в инициативные сигналы. Такая необходимость возникает, на­пример, при организации световой и звуковой сигнализации или при переходе на подпрограмму для выполнения необходи­мого технологического регламента. По каждому регулируемому параметру при разработке систем автоматизации и управления обычно предусматрива­ется по четыре сигнала. Первые два сигнала выводятся на сигнализацию о том, что значение регулируемого параметра выше или ниже рекомендуемого предела, то есть используется как предупредительная сигнализация об отклоне­нии технологических параметров от нормального хода. Вторая пара сигналов обеспечивает аварийную сигнализацию, кото­рая выводится или только на пульт управления, или осуще­ствляет также и аварийные переключения исполнительных ме­ханизмов или приводов технологического оборудования. Кроме сигналов на сигнализацию от каждого из аналого­вых датчиков могут формироваться дополнительно по одному или по несколько инициативных сигналов различного уров­ня.

Чтобы МСУ могла вы­полнять операции включения или выключения технологическо­го оборудования по инициативным сигналам от аналоговых датчиков, сигналы от этих датчиков в проектируемой систе­ме управления должны подаваться на входы контроллеров прерывания.

Аналоговый сигнал от аналогового измерительного преобразователя поступает на инверсный вход дифференци­ального усилителя DA1 типа К140УД6. Необходимый уро­вень входного сигнала, при котором должен сработать уси­литель DA1 и изменить на выходе логический сигнал, за­дается резисторами R66 и R67 . Резисторы R66 и R67 соеди­нены между собою как делители напряжения, подключенные к источнику питания +5 В. От точки соединения этих резисто­ров между собою отводится потенциал на прямой вход усили­теля DA1.

Так как сигнал от измерительного преобразователя по­ступает на инверсный вход усилителя DA1, тогда при вход­ном сигнале большем, чем заданный электрический потенциал резисторами R66 и R67, на выходе модуля формирования ини­циативного сигнала появляется логический сигнал равный единице. Если же сигнал от измерительного преобразователя меньше заданного потенциала резисторами R66 и R67,тогда на выходе модуля формируется сигнал/ равный логическому нулю. Резистор R65 обеспечивает утечку электрического тока на корпус из линии 89 (резистор утечки с базы входного транзистора усилителя). Резистор R68 и диод VD27 обеспе­чивают передачу сигнала обратной связи, а резистор R69-буферный, сглаживающий выходной сигнал.

Стабилитрон VD2 ограничивает выходное напряжение мо­дуля формирования инициативного сигнала по максимальному значению, равному 5 В.


Модуль преобразования аналоговых сигналов от датчи­ков в цифровые коды и ввода их в МСУ содержит параллельный интерфейс DD10 (К580ИК55), аналого-цифровой преобразователь (АЦП DD11 (К1113ПВ1А), усилитель DD9 (К140УД1А) и три коммута­тора (мультиплексора) DD6, DD7, DD8 типа K590KM6. Каж­дый из этих мультиплексоров может осуществлять подключе­ние к АЦП от 1 до 8 аналоговых датчиков. К проектируемой МСУ подключено 16 анало­говых датчиков, поэтому используем три мультиплексора.

При использовании в проектируемой МСУ от одного до четырех мультиплексоров и одного параллельного интерфей­са, порты А и С (16 каналов) этого параллельного ин­терфейса используются для управления мультиплексорами, а порт В - для ввода сигналов от АЦП.

Мультиплексор содержит восьмиразрядный ком­мутатор 8-1 (8 в 1) для восьми входных линий I0 - I7 и выходной линии О и дешифратор 3-8(3 в 8) с адресными входами А0, А1, А2 и входом сигнала разрешения EN. Таким образом, от кода на адресных входах дешифратора зави­сит, какая из входных линий I0 - I7 мультиплексора соединится с выходной линией мультиплексора О.

Аналого-цифровой преобразователь DD11 типа К1113ПВ1А имеет следующие выводы: D0 - D9 - выводы 10-разрядного кода сигнала (для 9-разрядных процессоров используются любые 8 выводов); I- вход аналогового сигнала; GND, GND- ноль аналогового выхода I ноль цифро­вого выхода, 0- сигнал управления сдвигом на ноль регист­ра цифрового кода; CLR/RX- сигнал низкого уровня на этом выходе указывает на готовность- приема данных внешним устройствам из АЦП (этот сигнал поступает от DD10); RDY-сигнал низкого уровня на этом выходе указывает на готов­ность данных на выходам DO - D9 (этот сигнал выдается АЦП и поступает по линии Р1.5 на микропроцессор).

Сущность работы модуля преобразования аналоговых сиг­налов от датчиков в цифровые коды и ввода их в МСУ состо­ит а следующем. По команде от таймера срабатывает кон­троллер прерывания и переводит микропроцессор (МП) на об­служивание конкретной группы датчиков по вводу от них информации в МСУ. По этой подпрограмме МП передает в па­раллельный интерфейс DD10 все необходимые управляющие слова для программирования его портов А, В и С, а также выводит в порт и (А0 - А7) и порт С (СО - С2) код для включения пути прохождения сигнала от датчика до АЦП с помощью коммутаторов. Подается при этом также от DD10 сигнал РСЗ на коммутатор DD8 и АЦП DD11. Таким образам, аналоговый сигнал поступает в АЦП и преобразуется в циф­ровой код. К этому моменту МП также открывает пути про­хождения цифрового кода с АЦП через порт В DD10 в МП и МП становится в режим ожидания сигнала RDY от АЦП, что данные на шину выставлены. После получения сигнала RDY по линии Р1.5 МП возвращается из подпрограммы в исходную программу.

Разъём Х7 предназначен для ввода дискретных сигналов.

Разъём Х8 обеспечивает вывод дискретных сигналов от модулей ввода дискретных сигналов Е3.1 – Е3.13 на сигнализацию или обычную блокировку (без контроллеров прерывания микропроцессорной системы управления).

Через разъём Х9 осуществляется вывод сигналов от аналоговых датчиков через компараторы Е2.1 – Е2.6 на сигнализацию или в цепи блокировки.
Модуль ограничения аналоговых сигналов по максимуму и выбора необходимой чувствительности измерительных преобразователей (ИП) представленный на листе 2, содержит резисторы R1 – R31 (нечётные номера), R2 – R32 (чётные номера) и стабилитроны VD1 –VD16.

Измеряемое давление Рвх поступает на ИП, а выход ИП подключён на резистор R1. По резистору R1 протекает ток от ИП давления и создаётся падение напряжения. С помощью резистора R1 формируется необходимое значение выходного сигнала Uвых. Отношение изменения выходного сигнала ИП к изменению входного параметра представляет в данном примере чувствительность измерительного преобразователя давления. Перемещение ползунка резистора R1, изменяет чувствительность ИП. Для исключения прохождения в МСУ сигнала выше допустимого значения установлен стабилитрон VD1 между линиями 45 и 0V. Он пропускает ток из линии 45 в линию 0V, если разность напряжений превышает 4.5В.




Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5


База данных защищена авторским правом ©grazit.ru 2017
обратиться к администрации

    Главная страница