可编程控制器的气动系统设计.doc

可编程控制器的气动系统设计
本项目主要研究气动系统和可编程控制器，提供了一个有效的和简单的方法来控制序列的气动执行器的运动和状态的气动系统。该项目的一个特定的控制器的气动应用加入自动化研究设计和控制加工气动系统的电子设计基于单片机实现资源的控制器。
1. 介绍
自动化系统使用的电气技术的形成主要是由三种元素：电机，传感器或按钮和控制元件，如阀。如今，大多数的控制元件用来执行逻辑的系统取代了由可编程逻辑控制器（LC）。传感器和开关连接输入和直接控制阀门执行器插入输出。一个内部程序，执行所有必要的逻辑序列的运动，模拟其他组件的计数器，定时器和控制系统状态。
与使用的可编程控制器，项目获得的灵活性，因为它可以创建和模拟系统多次需要。因此，可以节省时间，减少风险，错误和复杂性可以增加使用相同的元素。
传统的，有可能在市场上找到许多公司，提供了许多资源，不仅控制气动系统，但各种系统使用的电气元件。可编程控制器可以非常灵活和强大的应用在各种工业应用或安全系统和自动化的建筑物。
因为这些特点，在某些应用中提供许多资源，甚至不是用来控制系统，气动系统是一种新型的应用。使用可编程控制器，尤其是对小规模的系统，可以非常昂贵的自动化工程。
另一种是在这种情况下创建一个特定的控制器，可以提供准确的规模和资源，该项目需要[ 3 , 4]。这可以用微控制器为基础的控制器。
该控制器，单片机，是非常具体的，只适合一种机器或它可以作为一个通用的控制器可以编程为通常与工作的逻辑，是可以改变的。所有这些特性取决于什么是需要的，多少经验的设计师与开发一个电子电路和微控制器的固件。但主要的优势，设计控制器，微控制器，设计总的控制器，这使得它可以控制大小控制器，变化的复杂性和它的应用。这意味着项目得到更加独立于其他公司，但在同一时间，负责控制系统的设计师手中。
2. 气动系统
关于自动化系统可以发现三个基本组成部分前面提到的，加上控制逻辑电路系统。一个适当的技术项目所需的逻辑电路和集成所有必要的组件来执行正确的动作序列。
一个简单的动作一个直观的直接序列方法可以使用[ 1 , 5]，但间接的或更复杂的序列的直觉可以生成一个非常复杂的电路和信号错误。要使用另一种方法，可以节省时间的项目，创造一个清洁的电路，可以消除重叠和重复偶尔信号电路。
该方法被称为一步一步的或算法[1]，它是有效的气动和电动气动系统，它被用来作为这项工作的基础。该方法包括设计本系统基于标准电路为每个执行器状态变化，这些变化称为步骤。

第一部分是设计这类标准电路的每一步，下一个任务是连接标准电路和最后一部分是连接的控制单元接收来自传感器的信号，开关和以往的动作，让空气或电力供应线的每一步。无花果。1和2标准电路是气动和电动气动系统[ 8]。这是可以看到的关系与以往和今后的步骤。
3. 应用于控制器的方法
结果该方法之前，是一系列运动的驱动器，是明确的步骤。这意味着每一个变化的位置执行器是一个新的系统状态和状态间的转换被称为步骤。
标准的电路描述之前，帮助设计人员确定系统的状态和确定的条件，每一个变化之间的状态。在最后的设计，该系统的定义是一个序列，从来没有机会和国家的投入和产出的定义。输入是过渡的条件和输出结果的过渡。
所有配置这些步骤停留内的微控制器和执行相同的方式是。序列的字符串编程控制器内的5字节；每个字符串已配置的一个步骤的过程。有2个字节一个字节的输入，输出和更为其他配置和辅助功能的步骤。编程后，该字符串序列保存在非易失性存储器的微控制器，这样他们就可以读取和执行。
该控制器的任务不是工作在相同的方式作为一个传统的，但它的目的是一个例子，一个多功能控制器，设计一个特定的区域。传统的过程控制系统的使用周期，使图像的输入，执行所有的条件定义的配置程序，然后更新的输出状态。该控制器的工作在不同的方式，它读取配置的步骤，投入等条件得到满足，然后更新状态或输出后，跳到下一个步骤，重新开始。

它可以产生一定的局限性，这一事实，该控制器不能执行，在程序中，运动，必须重复几次，但这个问题可以解决一些外部逻辑组件。另一个限制是，该控制器不能适用于系统没有序列。这些限制是一个系统的特点，必须分析每个应用。

4. 特性的控制器
该控制器以单片机PIC 16F 877[ 6 , 7]40针，它具有所有必要的资源，为这个项目。它有足够的引脚为所有组件，串口通信实现在电路，EE PROM存储器保存所有的系统配置和步骤。为执行的主程序，它提供完整的资源作为定时器和中断。
资源列表的控制器是探索所有能力的微控制器，使其尽可能完整。在步骤，程序选择如何使用资源读取配置字符串的步骤。这个字符串2字节的数字输入，一个用来作为面具和其他作为一个预期值。一个字节是用来配置输出值。一个字节，多用于内部定时器，模拟输入或超时。EE PROM的记忆里是256字节长度，足以挽救字符串的步骤，这一特性可以节省48步（表1）。
该控制器（图3）也显示，一些按钮，使用一个交互式菜单程序步骤的顺序和其他配置。
4.1互动部分
在实际的应用程序控制器必须有一些要素互动与最终用户，提供一个完整的监测系统资源，提供给设计师在创建逻辑控制气动系统（图）：
•互动模式的工作；功能可在主程序为教学目的，用户给出的信号来执行步骤。
•液晶显示器，可以显示系统，输入量的值，输出，定时器和统计的执行序列。
•哔哔声给予了重要的警报，停止，启动和紧急。
•发光二极管显示权力和其他显示状态的输入和输出。
4.2安全
做最后的应用程序性能，正确的配置，执行步骤的正确方法是必要的，但更多的，它必须提供解决方案，在恶劣的功能或问题的执行顺序。该控制器提供了可能性，配置内部虚拟电路并联工作的主要。这些电路可以被用来作为紧急或复位按钮，可以将系统返回到某些国家在任何时间[ 2]。有2种工作中断立即访问这些功能。这是有可能的配置位置，按钮和价值超时的系统
4.3用户界面
序列的字符串可以被编程使用界面元素的控制器。计算机接口也可用于生成用户程序容易。一个好的文件的最终用户可以使用接口配置字符串的字节定义的步骤的顺序。但有可能建立一个程序与视觉资源，做翻译工作的用户，它改变他的工作的价值观的理解。
实现计算机之间的通信接口和控制器，一个简单的协议与校验和字节数是最低要求，保证数据的完整性。
4.4韧体
主要作品阅读字符串的步骤从EE PROM存储器具有的所有信息的步骤。
在每一步，该系统的状态保存在存储和显示在显示器上的太。这取决于该用户的配置，它可以使用中断工作与应急电路或暂停保持系统安全。图4中，一个微控制器主程序框图介绍。

5.例如气动系统
该系统并不代表一个特定的机器，但它是用一些常见的运动和组件中发现一个真正的。该系统是由四个驱动器。执行器甲，乙型和丙型双作用和d-single代理。执行器的一个进步和停留在指定位置，直到最后的周期，它可以将物体固定到下一个行动，例如（图5），这是第一步。当到达最终位置，执行器三开始一起工作，使许多周期可能在推进这取决于如何快速执行机构是推进；速度调节的流量控制阀。这是第一步。和丙型肝炎的例子执行机构一起工作，而乙推动物体缓慢，三重复其工作一段时间。

当到达最后立场，三立即停止其循环和回到初始位置。执行器是一个单一的代理一个春天的返回和一起工作后，这是第三步。工作非常快速向前和向后运动，只是一个时间。其向后运动是第四步。可以是一个工具，使一个洞的对象。
当到达初始位置，并返回，这是第五步。
图6显示了第一部分的设计过程，所有运动的每一步都应该被定义[ 2]。（+）是指驱动器移动到先进的位置（一个−）的初始位置。运动发生在同一时间被连在一起，在同一步骤。该系统有五个步骤。

这些陈述的系统（图。5和6）一起，足以说明正确的顺序。他们可能是设计整个控制电路提供必要的逻辑元件。但直到这一刻，它不是一个完整的系统，因为它缺少一些辅助元素是不包括在这画因为他们的工作，并与主序列。
这些辅助元素提供更多功能的电路，是非常重要的，最终的应用；其中最重要的是并联电路与所有其他的步骤。该电路应能阻止在任何时间序列和状态的执行机构的具体位置。这种电路可以被用来作为一个复位或紧急按钮。
接下来的无花果。7和8显示的结果使用方法的控制器。这些照片是电气控制电路的框图的例子，包括传感器，按钮和线圈的电动阀门。

辅助元素包括，如自动/手动切换，允许连续工作，双方开始按钮，使经营者的机器使用他们的双手开始这一进程，减少事故发生的风险。
6. 改变到用户程序的实例
在上一章中，介绍了气动电路，用于开始研究的需要来控制系统，工作步骤和必须提供所有的功能元素被用在实际的应用。但是，如上所述，使用或这一特定的控制器，控制变得更加复杂也可以增加。
表2展示了一个恢复的要素是必要的控制实例。
随着时间的步骤序列图，和要素的系统描述表2和无花果。5和6可以创建配置的步骤，可以被发送到控制器（表3和4）。
而使用常规可编程控制器，用户应注重逻辑电路时绘制电气图的界面（图。7和8），使用可编程控制器，介绍这方面的工作，用户必须知道的概念，方法和程序的配置的每一步。

这意味着，与传统的可编程控制器，用户必须画之间的关系线，使得很难区分的步骤的顺序。通常，一个需要执行一个模拟接口上，发现错误的逻辑。

新的编程允许配置的步骤分开，如所描述的方法。序列是定义本身和描述的步骤只能由输入和输出的每一步。
结构的配置如下顺序：
第一步：特征的步骤
第二步：面具的投入
第三步：预期值的输入
第四步：价值的输出
第五步：价值的额外功能

表5显示用户程序被保存在控制器，这是程序，介绍了控制示例之前。该序列可以定义25个字节。这些字节可以分为五弦的5个字节定义的每一个步骤的顺序（无花果。9和10）。7。结论
7. 结论
该控制器开发这项工作（图11）显示，它可以创建一个非常有用的可编程控制器的微控制器。外部存储器或外部定时器在不使用案例探讨资源，微控制器内提供。外部微控制器，目前只有部分实现输出，输入，模拟输入，显示的界面和串口通信。
只使用内存，它可以控制气动系统，有一个序列的48步骤，如果所有的资源为所有步骤的使用，但它可能达到六十个步骤在一个简单的系统。
该控制器编程不使用编程语言，但一个配置是简单和直观。电动气动系统的编程，遵循同样的方法是使用在系统设计的，但这里的设计师的工作直接与国家或步骤的系统。
一个非常简单的机器语言设计者可以定义的所有配置的步骤使用四或五个字节。它仅取决于他的经验，利用一切资源控制器。
该控制器的任务不是工作在相同的方式作为一个商业公司，它的目的是一个例子，一个多功能的控制器，是专为一个特定的区域。因此，它是不可能说哪一个更好的工作；该系统由微控制器是一种替代，工作在一个简单的方法。