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.