Анализ исполнительных органов

1.3.2 Анализ исполнительных органов

А) Дорожки. Их движение будет реверсивным по возможности. Передаваться движение будет от двигателя через косоугольные шестерни. Реверс желателен при выполнении программы вначале и конце обработки 1й палки колбасы для сброса в корзину отходов «хвостиков».

Рисунок 1.3 Схематическое изображение передачи движения через косоугольные шестерни на конвейерную ленту

Б) Поворот тарелки будет осуществляться шаговым двигателем через цепную передачу, возможен варианта встраивания его непосредственно в сервировочное устройство.

Рисунок 1.4 Поворотный механизм с датчиком

В) «Прижиматель»- представляет собой прижимную лопатку на одном конце которой закреплен оптодатчик наличия колбасы. Движение передается от ДПТ через шестерню на валу к зубцам на «хвосте» прижимной лопатки.

Рисунок 1.5 Передача движения от двигателя к прижимной лопатке. Вид сверху.

В исходное положение лопатка будет возвращаться после прекращения действия ДПТ под действием деформированной пружины, прикрепленной к вращающей шестерне.

Рисунок 1.6 Пружина как возвратный механизм. Вид сбоку.

Г) Двигатель движения ножа по направляющей. Реагирует на сигналы концевых датчиков. Сам нож с вращающим его двигателем перемещается по червячной передаче.

Д) Двигатель вращения ножа - получает сигнал от контроллера о включении/отключении. Вращает нож с переменной скоростью. Управляется ШИМ, реализованным на таймере счетчике.

Рисунок 1.7 Механизм перемещения ножа

1.3.3 Анализ СУ

СУ может быть реализована как аппарат с жесткой логикой Мили/мура, как релейно-контакторная схема, но оптимальный вариант это реализация на контроллере ARM7.Именно этот вариант позволит более точно настроить и отладить систему, а также упростит автоматизацию ряда узлов – задней стенки и т .д. Для упрощения реализации проекта контроллер LPC2138 будет взят не как отдельный элемент, а уже в виде готового к монтажу модуля MMLPC2138-0-2.

MMLPC2138-0-2 – миниатюрный модуль с установленным 32-разрядным ARM микроконтроллером LPC2138 NXP. Все выводы микроконтроллера доступны на разъемах платы. Периферия включает два таймера, два интерфейса UART, два I2C, SPI, АЦП, ЦАП, сорок семь линий ввода/вывода.

Отличительные особенности

·  установленный микроконтроллер LPC2138: ARM7TDMI-S™ 16/32 бит, 512 кБ Flash-памяти программ, 32 кБ ОЗУ, часы реального времени, восемь 10-битных АЦП, 2 порта UART, I2C, SPI, два 32-битных таймера, восемь каналов захвата/хранения, ШИМ (6 выходов), "WatchDogTimer", 5 В совместимые входы/выходы, работоспособность до 60 МГц (встроенный PLL);

·  последовательная DataFlash на 32Mb (4MB);

·  часы РВ с встроенным резонатором 32,768кГц и батареей (устанавливается дополнительно);

·  питание 3,3В или 3,8 – 16В от встроенного регулятора;

·  компактные размеры 39х36мм;

·  работает в комплексе с отладочной платой EVBlpc213x;

·  отладочный интерфейс JTAG.

Комплектация

·  отладочная плата MMLPC2138-0-2.

Рисунок 1.8 MMLPC2138-0-2

1.4 Постановка задачи проектирования

Проанализировав вышеизложенный материал, были сформулированы следующие задачи данной курсовой работы:

– разработка структуры системы управления подсистемами

– выбор датчиков тока, угла поворота, скорости, преобразователя частоты;

– выбор исполнительных устройств (электродвигателей);

–разработка схемы подключения датчиков и исполнительных механизмов;

– разработка пользовательского интерфейса с индикацией;

–разработка блок–схемы алгоритмов программы управления микроконтроллером;

– разработка программы управления на языке Keil.

2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ СИСТЕМЫ

 

2.1 Структурная схема подключения датчиков

Датчик (сенсор от англ. sensor) — термин систем управления, первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину в удобный для использования сигнал.

В настоящее время различные датчики широко используются при построении систем автоматизированного управления.

ДСТ

Рисунок 2.1 Структурная схема подключения ДСТ

Датчик подключается через усилитель и фильтр низких частот к АЦП МК. Обработка информации от него подробнее расписана в блок-схеме к управляющей программе.

Оптодатчик

Рисунок 2.2 Структурная схема подключения Оптодатчика.

Оптодатчик состоит из оптопары и триггера Шмидта. Подключается непосредственно к GPIO МК. Наиболее распространенный в рассматриваемой системе тип датчика. Следует заметить что при срабатывании датчик выдает сигнал 0, постоянный же уровень сигнала от него логическая еденица, однако при разработке управляющей программы была использована обратная логика, а следовательно сигнал с данных датчиков после триггера Шмидта также следует пропускать через инвертор, разумеется если инвертор уже не встроен в него.

Кнопки

Рисунок 2.3 Кнопка нажимного типа.

Хотя это не датчики, рациональнее всего отнести кнопки к этому разделу, ведь как и датчики они подают (точнее пропускают) сигнал на входы МК, что позволяет ему скорректировать производственный процесс соответственно вновь поступившим данным.