Примеры курсовых работ от Бунько Е. Б. (курсовой -семеновой)

Посмотреть архив целиком

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

«МАМИ»



Факультет «Автоматизация и управление»


Кафедра «Автоматика и Процессы Управления»









К У Р С О В А Я Р А Б О Т А

по дисциплине


«Разработка микропроцессорной системы управления (МСУ) манипулятором для отгрузки деталей с конвейера»





Студент: Семенова Т.В. Группа: 9-УИ-7

Вариант: 6




«Защиту принял»: Бунько Е.Б. /________________/


Дата защиты: «__» ______ 200_ г.



МОСКВА - 2005



Задание на курсовую работу:

по дисциплине

«Проектирование систем управления»



Выдано студентке: Семеновой Т.В. Группа: 9-УИ-7

Выдано: «___» сентября 2005 г. Срок сдачи: «___» декабрь 2005 г.


Исходный данные:

Вариант 6. Разработка микропроцессорной системы управления (МСУ) манипулятором для отгрузки деталей с конвейера.

Рис. 1. Технологическая схема.


Х - это датчики и органы управления

Y- это исполнительные механизмы и органы индикации


Разработать: по технологической схеме объекта управления (рис.1) микропроцессорную систему управления (МСУ) объектом, включая:

  1. Структурную схему МСУ

  2. Первичное описание функционирования объекта в виде параметрического графа операций (ПГО) (этап алгоритмического проектирования).

  3. Промежуточное описание алгоритма управления объектом в виде систем секвенций (этап логического проектирования – логического программирования).

  4. Алгоритм управления в виде граф-схемы алгоритмов.

  5. Таблицы привязки датчиков и исполнительных механизмов к конкретным портам (входам и выходам) микроконтроллера.

  6. Программу управления в системе команд микроконтроллера МКП – 1.



1. Введение.


В данной курсовой работе разрабатывается микропроцессорная система управления (МСУ) объектом, по его технологической схеме (рис. 1). В качестве объекта управления мы рассматриваем манипулятор для отгрузки деталей с конвейера на подвижный столик.

В данной работе рассматривается система управления объектом на базе программируемого микроконтроллера типа МКП-1, который предназначен для циклового двухпозиционного программного управления манипуляторами и промышленным технологическим оборудованием. Технологический процесс контролируется датчиками. Сигналы, поступающие от датчиков, обрабатываются микроконтроллером МКП-1 и передаются на исполнительные механизмы.

Конечной целью работы является составление программы управления технологическим процессом в системе команд МКП-1. Ввод и отладка программ в микроконтроллер, а так же управление режимами работы осуществляется с клавиатуры встроенного пульта управления, состоящей из 17 клавиш, одна из которых, обозначенная буквой «Р» - является клавишей режима работы, а остальные клавиши от «0» до «F» - информационные, предназначенные для ввода кодов в шестнадцатеричной системе счисления. Вся информация вводится с клавиатуры и выводится на встроенный однострочный цифровой дисплей в шестнадцатеричной системе. В процессе составления программы выполняются этапы проектирования:

  • первичное описание функционирования объекта в виде графа операций (ГО) (этап алгоритмического проектирования);

  • промежуточное описание алгоритма в виде систем секвенций (этап логического проектирования);

  • алгоритм управления в виде граф-схемы алгоритмов;

  • расчет объема памяти и быстродействия.

При переходе от одного вида описаний к другому проверяются полученные описания на соблюдение принципа локальности преобразований.


2.Таблицы привязки датчиков и исполнительных механизмов к конкретным портам (входам и выходам) микроконтроллера.


Таблица 1. Таблица датчиков и органов управления.

номер

Назначение

Порт подключения Е2

S0

датчик общего включения.

E22

S1

датчик поворота стола вправо

E23

S2

датчик движения вниз

E24

S3

датчик движения вверх

E25

S4

датчик отсутствия детали в схвате

E26

S5

датчик поворота стола влево

E27

S6

датчик движения конвейера

E28

S7

датчик перехода в начальное положение

(манипулятор вверху, стол в левом положении)

E29


Таблица 2. Таблица исполнительных механизмов и органов индикации.


номер

Назначение

Порт подключения Z1

Y1

сигнал поворота стола вправо

Z11

Y2

сигнал поворота стола влево

Z12

Y3

сигнал движения руки вниз

Z13

Y4

сигнал движения руки вверх

Z14

Y5

сигнал зажима

Z15

Y6

сигнал разжима

Z16

Y7

сигнал перехода в исходное состояние (манипулятор вверху, стол в левом положении)

Z17

Y8

поворот конвейера

Z18


Таблица 3. Таблица технологических операций.

Позиции

Назначение

Р0

Исходное состояние (манипулятор вверху, стол в левом положении)

Р1

Поворот стола вправо

Р2

Движение робота вниз

Р3

Поворот конвейера

Р4

Зажим схвата робота

Р5

Движение робота вверх

Р6

Поворот стола влево

Р7

Движение руки вниз

Р8

Разжим схвата робота

Р9

Движение руки вверх

Р10

Переход в исходное состояние



















Таблица 4. Таблица переходов

Позиции

Назначение

t0

Исходное состояние (манипулятор вверху, стол в левом положении)

t 1

Поворот стола вправо

t2

Движение робота вниз, Поворот конвейера

t3

Зажим схвата робота, выдержка времени

t4

Движение робота вверх

t5

Поворот стола влево

t6

Движение руки вниз

t7

Разжим схвата робота, выдержка времени

t8

Движение руки вверх

t9

Переход в исходное состояние

t10

Переход в исходное состояние



















3. Структурная схема МСУ


Рис.2. Структурная схема системы управления


МКП - микроконтроллер

БП - блок питания

МСУ - микропроцессорная система управления








4. Первичное описание алгоритма функционирования манипулятора в виде графа операций


В графе операций используются вершины двух типов, изображаемых кружками (позиции) и прямоугольниками (переходы), в котором стрелками соединяются только вершины разного типа. В позиции графа помещаются метки (маркеры, точки), которые перемещаются из одних позиций в другие по определенным правилам, отображая динамику управляемого процесса. Размещение точек в позициях в каждый момент времени называется маркировкой графа; при задании графа всегда фиксируется его начальная маркировка.

Изменение маркировки (перемещение точек из позиции в позицию) происходит в результате выполнения (срабатывания) переходов, с каждым из которых сопоставлено некоторое внешнее событие. Переход срабатывает, если во всех его входных позициях (из которых ведут стрелки в переход) есть точки и, кроме того, наступает внешнее событие. При срабатывании перехода из каждой его входной позиции удаляется точка, а в каждую выходную позицию (в которую ведет стрелка из перехода) точка вносится.

При использовании графа операций как динамической модели функционирования, позиции соответствуют технологическим операциям реализуемым в объекте управления, а переходы - событиям, определяющим смену операций. Попадание точки в позицию означает начало операции, а ее удаление из позиции - конец операции. Таким образом, операция протекает во времени, а переходы срабатывают мгновенно.

Позиции графа помечены функциями (конъюнкциями) сигналов на исполнительные механизмы и органы индикации объекта управления, а переходы функциями (конъюнкциями) сигналов от датчиков и органов управления.

На рис. 3 приведен граф, отображающий работу системы по загрузки деталей на конвейер (манипулятор, подвижный столик, конвейер). Перечень сигналов дан в табл. 1, содержание операций, соответствующее позициям графа, указано в табл. 3.







5. Система секвенций (СС), эквивалентная графу (рис3).


Согласно графу операций работы системы секвенциальные выражения для каждого перехода t данной системы будут иметь вид:




Рис.4.













5. Граф-схема алгоритмов (ГСА) эквивалентная СС на рис. 4


Рис. 5.


6. Программа в системе команд микроконтроллера МКП-1 реализующая заданный алгоритм управления объектом.


Адрес

Команда

Описание команды

Действия робота

Поз.

000

2601

активизация счетчика 1

включение системы

Р0

001

0614

выключение нагрузки Y1



002

0512

включение нагрузки Y2



003

0614

выключение нагрузки Y3



004

0514

включение нагрузки Y4



005

0615

выключение нагрузки Y5



006

0616

выключение нагрузки Y6



007

0617

выключение нагрузки Y7



008

0618

выключение нагрузки Y8



009

0422

Проверка датчика S0 по адресу Е22 на наличие сигнала



00А

0В00

Переход на адрес 000, если БУ=0



00B

2601

активизация счетчика 2

Поворот стола вправо

Р1

00C

0511

включение нагрузки Y1



00D

0512

включение нагрузки Y2



00E

0422

Проверка датчика S0 по адресу Е22 на наличие сигнала



00F

0В0B

Переход на адрес 00B, если БУ=0



010

2603

активизация счетчика 3

Движение робота вниз

Р2

011

0513

включение нагрузки Y3



012

0614

выключение нагрузки Y4



013

0423

Проверка датчика S1 по адресу Е23 на наличие сигнала



014

10

Переход на адрес 010, если БУ=0



016

0504

активизация счетчика 4

Поворот конвейера

Р3

017

0518

включение нагрузки Y8



018

0428

Проверка датчика S6 по адресу Е28 на наличие сигнала



019

16

Переход на адрес 016, если БУ=0



01А

2605

активизация счетчика 5

Зажим схвата робота

Р4

01В

0515

включение нагрузки Y5



01С

0516

включение нагрузки Y6



01D

2800

запись «0» в счетчик 5



01Е

2700

инкремент счетчика 5



01F

2906

сравнения значения счетчика 5 с числом 06



020

1Е

переход на адрес 01Е, если значение счетчика 5 не равно 06



021

2606

активизация счетчика 6

Движение робота вверх

Р5

022

0613

выключение нагрузки Y3



023

0514

включение нагрузки Y4



024

0425

Проверка датчика S3 по адресу Е25 на наличие сигнала



025

21

Переход на адрес 021, если БУ=0



026

0426

Проверка датчика S4 по адресу Е26 на наличие сигнала

Проверка отсутствия детали в схвате


027

0В40

Переход на адрес 040, если БУ=0



028

0428

Проверка датчика S6 по адресу Е28 на наличие сигнала

Проверка передвижения конвейера


029

0В40

Переход на адрес 040, если БУ=0



02A

2607

активизация счетчика 7

Поворот стола влево

Р6

02B

0611

выключение нагрузки Y1



02C

0512

включение нагрузки Y2



02D

0427

Проверка датчика S5 по адресу Е27 на наличие сигнала

Проверка поворота стола влево


02E

2A

Переход на адрес 02A, если БУ=0



02F

2608

активизация счетчика 8

Движение руки вниз

Р7

030

0513

включение нагрузки Y3



031

0614

выключение нагрузки Y4



032

0424

Проверка датчика S2 по адресу Е24 на наличие сигнала



033

2F

Переход на адрес 02F, если БУ=0



034

2609

активизация счетчика 9

Разжим схвата робота

Р8

035

0616

выключение нагрузки Y6



036

0515

включение нагрузки Y5



037

2800

запись «0» в счетчик 9



038

2700

инкремент счетчика 9



039

2906

сравнения значения счетчика 9 с числом 6



03A

38

переход на адрес 038, если значение счетчика 9 не равно 06



03B

26

активизация счетчика 10

Движение руки вверх

Р9

03C

0512

включение нагрузки Y2



03D

0614

выключение нагрузки Y4



03E

0425

Проверка датчика S3 по адресу Е25 на наличие сигнала



03F

3B

Переход на адрес 03B, если БУ=0



040

050В

активизация счетчика 11

Переход в исх. сост.

Р10

041

0517

включение нагрузки Y7



042

0429

Проверка датчика S7 по адресу Е29 на наличие сигнала



043

40

Переход на адрес 040, если БУ=0



044

090B

Безусловный переход на адрес 00B













  1. Эффективность программной реализации.


Оценка эффективности секвенциально - счетчиковой программы (ССП) производиться по памяти (V) и быстродействию (Т):


М, М1, М2, М3 - число переходов соответственно: общее, возбужденных, выполненных (в каждый момент времени), имеющих более одной входной или выходной позиции;


То - время выполнения одной команды микропроцессорного сред­ства;

То =0,01 сек.


φ,ξ - максимальный ранг конъюнкций соответственно: от входных или выходных переменных, помечающих пере­ходы или позиции

Рассчитаем, согласно нашим данным:


Управляющая программа хранится  в энергозависимом запоминающимся устройстве (ЭНЗУ) МКП-1. Объем модуля ЭНЗУ составляет 512 байт и позволяет осуществить запись 256 команд. Адресное пространство каждого модуля образует одну зону памяти, а каждая зона памяти делиться на 2 страницы памяти, т.о., объем каждой страницы памяти составляет 256 байт, что позволяет записать в нее 128 команд. Каждая

В получившейся в п.6 программе имеется 4416 = 6910 команды, следовательно, объем занимаемой ею памяти будет составлять 138 байт, что входит в рамки полученных расчетных результатов.











8. Выводы.


В курсовой работе разработана микропроцессорная система управления манипулятором для отгрузки деталей с конвейера на подвижный столик.

Составлена программа для микроконтроллера типа МКП-1.
На каждом этапе проектирования соблюдался принцип локальности преобразований. Управляющая  программа написана в кодах входного языка и обеспечивает выполнение заданного алгоритма управления каждым элементом системы: манипулятором, конвейером и подвижным столиком.

С Расчетом что-то не то!

да ладно вижу читали лекции.


Случайные файлы

Файл
38583.rtf
187195.rtf
154446.rtf
9485.doc
15624.doc




Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.