Автоматизация испытаний изделий на герметичность с использованием вибрации

    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 Р_вх 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 U_вых. 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.

    5.1 Ввод данных от аналоговых ИП в память МСУ.

    1. Ввод данных от аналоговых  ИП в память МСУ производится  по подпрограммам, на которые  переходит центральный процессор. 

    2. Переход микропроцессора на подпрограмму  может происходить когда: а)  если подпрограмма вызывается  основной программой; б) проходит заданный промежуток времени для ввода информации, определённый обычно таймером; в) поступают инициативные сигналы от аналоговых или дискретных датчиков через контроллер прерывания; г) по заданию оператора. 3. Ввод данных от аналоговых ИП В МСУ может происходить без систем выборки и хранения как в КП, так и с такими системами. Системы выборки и хранения используют тогда, когда необходимо зафиксировать быстро изменяющиеся процессы. 4. Передача данных от ИП может происходить побайтно с помощью параллельных интерфейсов (КР580ИК55) или побитно с помощью последовательных интерфейсов (КР580ИК51).

    5. Программируемый параллельный интерфейс  (ППИ) (КР580ИК55) PPI имеет три порта А, В, С, которые объединены в 2 группы: а) группа А- входит порт А и С4– С7 порта С; б) группа В – порт В и С0 – С3 порта С.

    6. ППИ имеет кроме регистров  портов А, В и С регистр  управляющего слова РУС. Это  регистр 2-х байтный, т.е. 16-разрядный.  В него может быть записано:

    а) первый байт – управляющее слово  первого типа;

    б) во второй байт записывается управляющее  слово второго типа.

    7. В блоке управления ППИ имеются  выводы: RD – чтение данных; WR – запись данных; CS – выбор кристалла; RES – сброс. Этот сигнал сбрасывает на нули все регистры А, В, С и РУС и устанавливает все порты А, В, С на ввод. А0, А1 – адресные входы – младшие адреса шины адреса микропроцессора. Задают доступ к портами задается в соответствии с таблицей 1. 

    Таблица 1 – Программирование портов параллельного  интерфейса 

    

    

    8. ППИ может быть запрограммирован  и работать в одном из 3-х  режимах: а) режим 0 – основной (простой) режим ввода – вывода  информации; б) режим 1 – стробируемый  режим ввода – вывода информации; в) режим 2 – режим двунаправленной шины.

    9. Для инициализации ППИ используют  два типа управляющих слов:

    а) УС первого типа или УС режима работы;

    б) УС второго типа или УС манипуляции  с битами.  

    10. Формат УС первого типа имеет  вид:

         D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

         D7=1 – для УС первого типа;

         D6, D5 – режим 0 – 00, режим 1 – 01, режим 2 – 10;

         D4 - порт А (РА7 – РА0): ввод - 1, вывод - 0;

         D3 – порт С (РС7 – РС4): ввод – 1, вывод – 0;

         D2 – группа В: режим 0 – 0, режим 1 – 1;

         D1 – порт В (РВ7 – РВ0): ввод – 1, вывод – 0;

         D0 – порт С (РС3 – РС0): ввод – 1, вывод – 0. 

    11. Формат УС второго типа:

         D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

         D7=0 – для УС первого типа;

         D6, D5, D4 – всегда вводятся нули;

D3, D2, D1 равны соответственно N2, N1 и N0 – двоичному номеру разряда порта С: 

   Таблица 2 – Программирование порта С  параллельного интерфейса 

 

    12. УС для DD10 (лист 2) параллельного интерфейса для ввода информации от аналоговых ИП.

    12.1. Порт А – работает на вывод  информации, а именно: а) по линиям  РС0 – РС2 идёт выбор одного  из 8 датчиков по линиям 89-96 (DD6). РС3 активизирует DD6.

    12.2. Выводы порта А и порта С  (С7 – С4) не используются.

    12.3. Порт В (РВ0 – РВ7) работает на ввод информации от АЦП DD11 и далее в МП.

    12.4. Режим работы всех портов –  режим 0.

    12.5. УС первого типа имеет вид:

    D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0: 1 0 0 1 1 0 1 0

    12.6. Адресация портов для сигнала  ВК 107 от дешифратора первой ступени:  порт А – Е000Н; порт В – Е001Н; порт С – Е002Н; РУС – Е003Н.

    12.7. данные от датчиков будут храниться в ОЗУ4 начиная от адреса 8С00Н (8С00Н – 1000 1100 0000 0000), см. таблицу 3. Для каждого датчика отведён один байт памяти для хранения одного байта данных. 

    Таблица 3 – Адресация линий датчиков 

 

    12.8. Подпрограмма ввода данных от  датчика позиция РТ-1в по линии  89 в ОЗУ4 по адресу 8С00Н (и  по адресу 8С01Н для ИП по линии 90) с помощью ППИ DD10. 

MVI   A, 8AH;   - загрузить в аккумулятор код УС 1-го вида = 8АН.

ОUT   E003H;    - вывести код УС в регистр РУС DD10.

MVI   A, F8H;    - ввод в аккумулятор МП кода числа для порта C, чтобы

                              выбрать путь для ввода сигнала по линии 89 через DD6.

OUT   E000H;    - вывод кода F8H в порт C по адресу Е000Н.

MVI   A, 0FH;    - ввод в аккумулятор кода числа для младшей группы РС0