На выполнение курсового проекта
Курсовой проект
по курсу «Компьютерная и микропроцессорная техника в исследовании и управлении электроприводами»
Тема: «Микропроцессорная система управления электроприводом на основе микропроцессора К580»
Пояснительная записка
ОГУ 13.03.02.4117.08 ПЗ
Руководитель
_____________ Хрипко В.Л.
“___” ______________2017 г.
Исполнитель
Студент группы: 03 ЭП
_______________ Учкин Н.Ф.
“___” ______________ 2017 г.
Оренбург 2017 г.
ЗАДАНИЕ
На выполнение курсового проекта
студенту Сергину Артему Александровичу______________________________
по направлению профиля подготовки ____Электропривод и автоматика______
по курсу "Компьютерная и микропроцессорная техника в исследовании и управлении электроприводами".
1. Тема работы "Микропроцессорная система управления электроприводом на основе микропроцессора К580".
2. Срок сдачи студентом работы______ "27" декабря 2017 г._________________
3. Цель и задача работы:
Целью курсового проекта является закрепление практических навыков самостоятельного решения инженерных задач, развитие творческих способностей и умение пользоваться технической, нормативной и справочной литературой.
Задачей курсового проекта является разработка микропроцессорной системы, выполняющей программное управление электроприводом.
4. Исходные данные к работе и перечень вопросов, подлежащих разработке:
4.1 Разработать электрическую принципиальную схему модуля центрального узла микропроцессорной системы (МПС) на основе микропроцессора К580 ВМ 80А. Представить технические данные и параметры его элементов, включая условные графические обозначения основных элементов схемы, таблицу выводов. Объяснить назначение и работу этих элементов МПС. На схеме выделить шины данных, адреса и управления, к которым будут подключаться другие функциональные узлы МПС посредством электрического контактного разъема. Выполнить описание работы процессорного узла МПС.
4.2 Разработать модуль памяти МПС, включающий постоянное (ROM) и оперативное (RАM) запоминающие устройства, дешифратор областей памяти. Представить технические данные и параметры микросхем (МС) памяти, включая условные графические обозначения, таблицы выводов и состояний МС. Разработать карту распределения памяти ROM и RАM. Сделать описание работы узла памяти.
Разработать электрическую принципиальную схему модуля памяти, включая ее подключение к шинам данных, адреса и управления МПС посредством электрического контактного разъема.
Данные по типу микросхем памяти ROM и RАM, объему оперативной и постоянной памяти модуля памяти приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Вариант | ПЗУ | ОЗУ | ||
| Объем, кб | Тип МС | Объем, кб | Тип МС | |
| К573РФ23 | КМ132РУ9А |
4.3 Разработать модуль периферийных устройств МПС, включающий контроллер параллельного обмена информацией К580 ВВ 55А и программируемый таймер К580 ВИ 53.
Данные по МС периферийных устройств приведены в таблице 2.
Таблица 2
| Вариант | К580 ВВ 55А | К580 ВИ 53 | ||
| Кол-во МС | Разряд подключения к DC по входу CS | Кол-во МС | Разряд подключения к DC по входу CS | |
| 3 и 4 |
4.3.1 Представить технические данные и параметры микросхем (МС) модуля периферийных устройств и дешифратора, включая условные графические обозначения, таблицы выводов.
Выполнить описание работы модуля периферийных устройств.
Разработать электрическую принципиальную схему модуля периферийных устройств, включая его подключение к шинам данных, адреса и управления МПС посредством электрического контактного разъема.
4.3.2 Для контроллера параллельного обмена информацией определить:
Содержимое регистра управляющего слова (РУС) для случая, если работа осуществляется в режиме “0” и порты запрограммированы для работы в следующих направлениях:
| Вариант 8 | Канал А | Канал В | Канал С |
| ВВ 55А - первая | ввод | ввод | ввод |
| ВВ 55А - вторая | вывод | вывод | вывод |
Составить карту адресов каналов (портов) и РУС контроллеров.
Составить программу инициализации микросхем котроллеров.
4.3.3 Для программируемых таймеров составить карту адресов каналов OUT0, OUT1, OUT2 и РУС.
Составить программу инициализации программируемых таймеров.
4.4 Разработать схему силовой цепи и управления асинхронным двигателем с фаз-ным ротором (АД) обеспечивающую пуск, работу и торможение двигателя:
| Используемый двигатель | АД |
| Число пусковых ступеней | |
| Время работы на ступени, с | 1,5; 3; 4,5 |
| Вид электрического торможения двигателя | противовключением |
| Время торможения, с | |
| Номинальное напряжение катушки контактора, В | |
| Номинальный ток катушки контактора, А |
Пуск и останов двигателя осуществлять тумблером, включенным в канал А контроллера параллельного обмена информацией К580 ВВ 55А.
Управление контакторами двигателя осуществлять от канала В К580 ВВ 55А.
Создать гальваническую развязку между электрическими цепями управления двигателем и микропроцессорной системой.
В качестве электронного ключа коммутации обмотки контактора использовать транзистор или твердотельное электронное реле.
Сделать описание работы блока силовых устройств и управления двигателем.
5 Спроектировать программное обеспечение.
6. Перечень графического материала: Принципиальная электрическая схема микропроцессорной системы (по модулям).
Дата выдачи и получения задания:
Руководитель "___" ___________2017г. ________________ В.Л. Хрипко
Студент "___" ___________2017г. ________________ А.А. Серегин
Пояснительная записка содержит 24 страницы, 2 приложения. Графическая часть выполнена на трех листах формата А3.
В данном проекте разрабатывается микропроцессорная система - программируемый контроллер, позволяющая управлять асинхронным двигателем с фазным ротором и программное обеспечение управлением двигателя по заданному алгоритму.
Пояснительная записка содержит состав и описание работы всех основных модулей микропроцессорной системы.
Содержание
| Введение ………………………………………………………………………. | ||
| Проектирование аппаратной части программируемого контроллера …… | ||
| 1.1 | Микропроцессор К580 ВМ 80А.……………….................................…….... | |
| 1.1.1 | Назначение микропроцессора К580 ВМ 80А ……………………........….... | |
| 1.1.2 | Технические параметры микропроцессора …………………...............……. | |
| 1.1.3 | Схема выводов микропроцессора.................................................................... | |
| 1.1.4 | Таблица выводов микропроцессора................................................................ | |
| 1.1.5 | Подключение кварцевого резонатора, других элементов микропроцессорного узла ............................................................................… | |
| 1.2 | Узел памяти программируемого контроллера ……...….………………….... | |
| 1.2.1 | Постоянное запоминающее устройство (ROM) …….....………………… | |
| 1.2.2 | Оперативное запоминающее устройство (RAM) ……........………….…. | |
| 1.2.3 | Дешифратор(ы) блока памяти ………………...……………….......…….… | |
| 1.2.4 | Разработка карт распределения памяти…………………..….................…. | |
| 1.3 | Разработка модуля периферийных устройств МПС..................................... | |
| 1.3.1 | Разработка узла контроллера параллельного обмена информацией К580 ВВ55А.................................................................................................................. | |
| 1.3.2 | Разработка узла программируемого таймера К580 ВИ53 …..............….…. | |
| 1.4 | Разработка принципиальной электрической схемы электропривода (силовая часть)...................................................................……………………. | |
| 1.5 | Проектирование гальванической развязки и электронного ключа…..…… | |
| Проектирование программного обеспечения контроллера …...............…… | ||
| 2.1 | Блок – схема алгоритма управления двигателем .………………...……… | |
| 2.2 | Формирование временной задержки ………............................. | |
| 2.3 | Программа управления двигателем .……………………………………….. | |
| Заключение.......................................................................................................... | ||
| Список использованных источников ……………………………………….. | ||
| Приложение А (обязательное)…Модуль центральный микропроцессорный (схема электрическая принципиальная)…………… | ||
| Приложение Б (обязательное) Модуль памяти (схема электрическая принципиальная)…........................................................................................… | ||
| Приложение В (обязательное)…Модуль периферийных устройств (схема электрическая принципиальная)………………......................……… | ||
| Приложение Г (обязательное) – Силовая схема, гальваническая развязка, электронный ключ ........................................................................... | ||
Введение
/Во введении необходимо показать актуальность и целесообразность применения микрокопроцессоров и программируемых контроллеров на их основе в управлении технологическими системами и комплексами, в том числе и с применением электроприводов. Необходимо разъяснить – в чем заключается эта целесообразность. Необходимо дать сведения о фирмах, которые выпускают микропроцессорную технику./
Микропроцессорные средства позволяют расширить функциональные возможности систем электропривода, облегчают реализацию сложных законов управления.
Систему управления электроприводами с управляющими МП-средствами имеют следующие отличительные особенности от аналоговых систем: законы управления реализуются в виде алгоритмов, выполняемых с помощью аппаратных и программных средств; отрабатываются дискретные во времени сигналы.
В отличие от цифровых систем с жесткой логикой МП-системы управления электроприводами обеспечивают большую гибкость в процессе работы за счет быстрого перехода с одной программы на другую. МП одинаково хорошо работают как в линейных, так и в нелинейных системах управления.
МП применяются для автоматизации работы электроприводов, энергетических систем и отдельных энергоблоков, при управлении автомобилями, в бытовой технике, для автоматизации научных исследований и проектных работ и во многих других случаях.
Микропроцессор К580ВМ80А
1.1.1 Назначение микропроцессора.
Микропроцессор К580ВМ80А предназначен для реализации любых по сложности алгоритмов управления электроприводов (технологических объектов), автоматизации производства и т.д.
(Дать информацию о назначении контроллера, его аналогах, сведения по технологии МС этой серии).
1.1.2 Технические параметры микроконтроллера.
.......................................
Система команд микропроцессор содержит 244 команды форматом 1, 2, или 3 байта
1.1.3 Схема выводов микроконтроллера.
Схема выводов микропроцессора К580ВМ80А показана на рисунке 1.1
.......
Рисунок 1.1 – Схема выводов микроконтроллера К580ВМ80А
1.1.4 Таблица выводов микроконтроллера.
Назначение выводов приведено в таблице 1.2
Таблица 1.2
................
1.1.5 Подключение кварцевого резонатора, других элементов микропроцессорного узла.
( Здесь дать описание работы Центрального микропроцессорного модуля. Схему модуля разместить в Приложении А).
Курсовой проект
по курсу «Компьютерная и микропроцессорная техника в исследовании и управлении электроприводами»
Тема: «Микропроцессорная система управления электроприводом на основе микропроцессора К580»
Пояснительная записка
ОГУ 13.03.02.4117.08 ПЗ
Руководитель
_____________ Хрипко В.Л.
“___” ______________2017 г.
Исполнитель
Студент группы: 03 ЭП
_______________ Учкин Н.Ф.
“___” ______________ 2017 г.
Оренбург 2017 г.
ЗАДАНИЕ
на выполнение курсового проекта
студенту Сергину Артему Александровичу______________________________
по направлению профиля подготовки ____Электропривод и автоматика______
по курсу "Компьютерная и микропроцессорная техника в исследовании и управлении электроприводами".
1. Тема работы "Микропроцессорная система управления электроприводом на основе микропроцессора К580".
2. Срок сдачи студентом работы______ "27" декабря 2017 г._________________
3. Цель и задача работы:
Целью курсового проекта является закрепление практических навыков самостоятельного решения инженерных задач, развитие творческих способностей и умение пользоваться технической, нормативной и справочной литературой.
Задачей курсового проекта является разработка микропроцессорной системы, выполняющей программное управление электроприводом.
4. Исходные данные к работе и перечень вопросов, подлежащих разработке:
4.1 Разработать электрическую принципиальную схему модуля центрального узла микропроцессорной системы (МПС) на основе микропроцессора К580 ВМ 80А. Представить технические данные и параметры его элементов, включая условные графические обозначения основных элементов схемы, таблицу выводов. Объяснить назначение и работу этих элементов МПС. На схеме выделить шины данных, адреса и управления, к которым будут подключаться другие функциональные узлы МПС посредством электрического контактного разъема. Выполнить описание работы процессорного узла МПС.
4.2 Разработать модуль памяти МПС, включающий постоянное (ROM) и оперативное (RАM) запоминающие устройства, дешифратор областей памяти. Представить технические данные и параметры микросхем (МС) памяти, включая условные графические обозначения, таблицы выводов и состояний МС. Разработать карту распределения памяти ROM и RАM. Сделать описание работы узла памяти.
Разработать электрическую принципиальную схему модуля памяти, включая ее подключение к шинам данных, адреса и управления МПС посредством электрического контактного разъема.
Данные по типу микросхем памяти ROM и RАM, объему оперативной и постоянной памяти модуля памяти приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Вариант | ПЗУ | ОЗУ | ||
| Объем, кб | Тип МС | Объем, кб | Тип МС | |
| К573РФ23 | КМ132РУ9А |
4.3 Разработать модуль периферийных устройств МПС, включающий контроллер параллельного обмена информацией К580 ВВ 55А и программируемый таймер К580 ВИ 53.
Данные по МС периферийных устройств приведены в таблице 2.
Таблица 2
| Вариант | К580 ВВ 55А | К580 ВИ 53 | ||
| Кол-во МС | Разряд подключения к DC по входу CS | Кол-во МС | Разряд подключения к DC по входу CS | |
| 3 и 4 |
4.3.1 Представить технические данные и параметры микросхем (МС) модуля периферийных устройств и дешифратора, включая условные графические обозначения, таблицы выводов.
Выполнить описание работы модуля периферийных устройств.
Разработать электрическую принципиальную схему модуля периферийных устройств, включая его подключение к шинам данных, адреса и управления МПС посредством электрического контактного разъема.
4.3.2 Для контроллера параллельного обмена информацией определить:
Содержимое регистра управляющего слова (РУС) для случая, если работа осуществляется в режиме “0” и порты запрограммированы для работы в следующих направлениях:
| Вариант 8 | Канал А | Канал В | Канал С |
| ВВ 55А - первая | ввод | ввод | ввод |
| ВВ 55А - вторая | вывод | вывод | вывод |
Составить карту адресов каналов (портов) и РУС контроллеров.
Составить программу инициализации микросхем котроллеров.
4.3.3 Для программируемых таймеров составить карту адресов каналов OUT0, OUT1, OUT2 и РУС.
Составить программу инициализации программируемых таймеров.
4.4 Разработать схему силовой цепи и управления асинхронным двигателем с фаз-ным ротором (АД) обеспечивающую пуск, работу и торможение двигателя:
| Используемый двигатель | АД |
| Число пусковых ступеней | |
| Время работы на ступени, с | 1,5; 3; 4,5 |
| Вид электрического торможения двигателя | противовключением |
| Время торможения, с | |
| Номинальное напряжение катушки контактора, В | |
| Номинальный ток катушки контактора, А |
Пуск и останов двигателя осуществлять тумблером, включенным в канал А контроллера параллельного обмена информацией К580 ВВ 55А.
Управление контакторами двигателя осуществлять от канала В К580 ВВ 55А.
Создать гальваническую развязку между электрическими цепями управления двигателем и микропроцессорной системой.
В качестве электронного ключа коммутации обмотки контактора использовать транзистор или твердотельное электронное реле.
Сделать описание работы блока силовых устройств и управления двигателем.
5 Спроектировать программное обеспечение.
6. Перечень графического материала: Принципиальная электрическая схема микропроцессорной системы (по модулям).
Дата выдачи и получения задания:
Руководитель "___" ___________2017г. ________________ В.Л. Хрипко
Студент "___" ___________2017г. ________________ А.А. Серегин
Пояснительная записка содержит 24 страницы, 2 приложения. Графическая часть выполнена на трех листах формата А3.
В данном проекте разрабатывается микропроцессорная система - программируемый контроллер, позволяющая управлять асинхронным двигателем с фазным ротором и программное обеспечение управлением двигателя по заданному алгоритму.
Пояснительная записка содержит состав и описание работы всех основных модулей микропроцессорной системы.
Содержание
| Введение ………………………………………………………………………. | ||
| Проектирование аппаратной части программируемого контроллера …… | ||
| 1.1 | Микропроцессор К580 ВМ 80А.……………….................................…….... | |
| 1.1.1 | Назначение микропроцессора К580 ВМ 80А ……………………........….... | |
| 1.1.2 | Технические параметры микропроцессора …………………...............……. | |
| 1.1.3 | Схема выводов микропроцессора.................................................................... | |
| 1.1.4 | Таблица выводов микропроцессора................................................................ | |
| 1.1.5 | Подключение кварцевого резонатора, других элементов микропроцессорного узла ............................................................................… | |
| 1.2 | Узел памяти программируемого контроллера ……...….………………….... | |
| 1.2.1 | Постоянное запоминающее устройство (ROM) …….....………………… | |
| 1.2.2 | Оперативное запоминающее устройство (RAM) ……........………….…. | |
| 1.2.3 | Дешифратор(ы) блока памяти ………………...……………….......…….… | |
| 1.2.4 | Разработка карт распределения памяти…………………..….................…. | |
| 1.3 | Разработка модуля периферийных устройств МПС..................................... | |
| 1.3.1 | Разработка узла контроллера параллельного обмена информацией К580 ВВ55А.................................................................................................................. | |
| 1.3.2 | Разработка узла программируемого таймера К580 ВИ53 …..............….…. | |
| 1.4 | Разработка принципиальной электрической схемы электропривода (силовая часть)...................................................................……………………. | |
| 1.5 | Проектирование гальванической развязки и электронного ключа…..…… | |
| Проектирование программного обеспечения контроллера …...............…… | ||
| 2.1 | Блок – схема алгоритма управления двигателем .………………...……… | |
| 2.2 | Формирование временной задержки ………............................. | |
| 2.3 | Программа управления двигателем .……………………………………….. | |
| Заключение.......................................................................................................... | ||
| Список использованных источников ……………………………………….. | ||
| Приложение А (обязательное)…Модуль центральный микропроцессорный (схема электрическая принципиальная)…………… | ||
| Приложение Б (обязательное) Модуль памяти (схема электрическая принципиальная)…........................................................................................… | ||
| Приложение В (обязательное)…Модуль периферийных устройств (схема электрическая принципиальная)………………......................……… | ||
| Приложение Г (обязательное) – Силовая схема, гальваническая развязка, электронный ключ ........................................................................... | ||
Введение
/Во введении необходимо показать актуальность и целесообразность применения микрокопроцессоров и программируемых контроллеров на их основе в управлении технологическими системами и комплексами, в том числе и с применением электроприводов. Необходимо разъяснить – в чем заключается эта целесообразность. Необходимо дать сведения о фирмах, которые выпускают микропроцессорную технику./
Микропроцессорные средства позволяют расширить функциональные возможности систем электропривода, облегчают реализацию сложных законов управления.
Систему управления электроприводами с управляющими МП-средствами имеют следующие отличительные особенности от аналоговых систем: законы управления реализуются в виде алгоритмов, выполняемых с помощью аппаратных и программных средств; отрабатываются дискретные во времени сигналы.
В отличие от цифровых систем с жесткой логикой МП-системы управления электроприводами обеспечивают большую гибкость в процессе работы за счет быстрого перехода с одной программы на другую. МП одинаково хорошо работают как в линейных, так и в нелинейных системах управления.
МП применяются для автоматизации работы электроприводов, энергетических систем и отдельных энергоблоков, при управлении автомобилями, в бытовой технике, для автоматизации научных исследований и проектных работ и во многих других случаях.