Функции, выполняемые сортировочным устройством

1.2.   Функции, выполняемые сортировочным устройством.

Количественная оценка каждого признака производится тремя аналоговыми датчиками (Д₁ – Д₃), выходное напряжение которых имеет положительную полярность и изменяется от 0 до 10 В.

Так как одновременную оценку параметров трех признаков обеспечить технически сложно, то необходимо ввести позиционный (путевой) датчик Д₄. Цифровой выходной сигнал датчика Д₄. единичного уровня появляется тогда, когда аналоговые датчики Д₁ – Д₃ закончили формирование своих выходных сигналов.

Числовая оценка параметра признака осуществляется в цифровой форме. Данный признак Х принимает единичное значение, если выходное напряжение соответствующего аналогового датчика находится в определенной зоне, задаваемой двумя пороговыми значениями U_Дmin и U_Дmax:

      (1.)   

Программа сортировки задается определенной совокупностью цифровых наборов признаков Х₁, Х₂, Х₃.

При совпадении текущего набора признаков с заданным по программе счетное устройство вырабатывает сигнал управления исполнительным механизмом (ИМ₁) длительностью t_им1, запускающий процесс складирования отсортированного предмета в накопитель Н₁.

В процессе сортировки необходимо вести текущий счет и индикацию в десятичной форме числа отсортированных предметов.

При достижении заданного числа N отсортированных предметов в накопителе формируется сигнал определенной длительности t_им2 управления исполнительным механизмом (ИМ₂), для удаления контейнера с предметами из накопителя и замены на пустой. При этом счетчик должен автоматически “обнулиться” и начать счет отсортированных предметов в следующей партии.

Необходимо предусмотреть автоматическое “обнуление” счетчика предметов при подаче напряжения питания на сортировочное устройство, а так же “обнуление” по команде обслуживающего персонала (ручное управление).

1.3.   Обоснование выбора блочной схемы СУ.

На рисунке 2 представлена блочная схема сортировочного устройства СУ, которая даёт наглядное представление о структуре СУ, его внутренних связях и работы.

Рисунок 2.Блочная схема СУ

Блок аналоговых датчиков (БД) производит измерение трех параметров предметов в аналоговой форме. Четвертый датчик Д₄. выдает сигнал готовности процесса измерения в цифровой форме. Единичному выходному сигналу соответствует момент времени, когда все три признака блоком БД сформированы.

Процесс преобразования аналоговых сигналов измерения в цифровой вид (Х₁, Х₂, Х₃) осуществляет блок формирователей логических уровней ФЛУ.

Цифровой (программный) автомат (ЦА) работает по жесткой программе, задаваемой таблицей истинности. При совпадении текущей совокупности измеренных параметров с заданной выдается выходной сигнал ЦА, используемый для счета и включения исполнительного механизма после формирования определенной длительности t_им1 ждущим мультивибратором (ЖМ₁). Счет количества отсортированных предметов ведется десятичными счетчиками Сч₁₀₀ – Сч₁. Визуальная индикация числа предметов производится семисегментными индикаторами И₁₀₀ – И₁ в десятичном виде. Для преобразования состояния счетчика (Сч) из двоичного кода в код, необходимый для управления индикаторами И₁₀₀ – И₁, используются специальные дешифраторы DC₁₀₀ – DC₁.

Дешифратор DC₂ определяет момент достижения заданного количества отсортированных предметов. Ждущим мультивибратором ЖМ₂ формируется сигнал управления длительностью t_им2 вторым исполнительным механизмом и контейнер с предметами удаляется из накопителя. По этому же сигналу счетчик автоматически “обнуляется”. Установка счетчика Сч₁₀₀ – Сч₁ в нулевое исходное состояние может быть произведена вручную оператором путем коммутации кнопки S. Сигнал установки счетчика в исходное состояние вырабатывается схемой формирования (СФ₁).

Питание СУ производится от сети однофазного напряжения 220В, частотой 50Гц. С помощью понижающего трансформатора ТV получают источник тока с требуемым напряжением. VD – блок выпрямителей, СТ – блок стабилизаторов напряжения.

В VD производится преобразование переменного тока в постоянный и фильтрация полученных нестабилизированных напряжений.

Блок СТ обеспечивает питание электронных схем СУ стабилизированными напряжениями U_п. При подключении СУ к питающей сети предусмотрено автоматическое “обнуление” счетчика с помощью схемы формирования (СФ₂).

2.    Разработка формирователей логических уровней (ФЛУ).

2.1.   Разработка принципиальной схемы ФЛУ.

ФЛУ предназначены для преобразования аналогового сигнала датчиков признаков (U_Д1, U_Д2, U_Д3) в цифровой сигнал. При этом должно быть выполнено условие: цифровой сигнал признаков (Х₁, Х₂, Х₃) принимает “единичное” значение, если:

      (2.)   

Реализуем поставленную задачу использовав два компаратора, формирующих выходные сигналы Х₁¢, Х₁² в соответствии с условием (2). Диаграмма работы компараторов представлена на рисунке 3.

Рисунок 3.Диаграмма работы компараторов

Рассмотрим работу компараторов для одного канала преобразования аналогового сигнала первого датчика U_Д1 в цифровой Х₁.

На диаграмме (рисунок 3) представлены зависимости выходных сигналов компараторов Х₁¢ и Х₁² от величины входного сигнала датчика признаков U_Д1. При напряжении датчика:

;

при .

Принципиальная схема, реализующая диаграмму (рисунок 3) и задание пороговых уровней UД1min и UД1max, представлена на рисунке 4.

Рисунок 4.Принципиальная схема ФЛУ

Интегральный компаратор DA1.1 формирует цифровой сигнал Х₁¢, а DA1.2 – Х₁². С выхода делителя R₁, R₂, R₃ задается пороговый уровень, равный напряжению U_Д1min, а с выхода делителя R₄, R₅, R₆  – U_Д1max. Схема (рисунок 4) дополнена логическим устройством DD1.1 , состояние которого в зависимости от U_Д1 приведено в таблице 3.

Таблица 3.Состояния логического устройства DD1

Логическая функция Х₁не определена на наборе Х₁¢=0, Х₁²=0, так как логическая функция технологически не может быть задана. Поэтому при формализации на этом наборе Х₁ может принять любое значение 0 или 1. В данном случае целесообразным является нулевое значение функции Х₁ на наборе Х₁¢=0, Х₁²=0. Окончательный вид таблицы состояния функции Х₁ дан в таблице 4.

Таблица 4.Таблица истинности функции Х₁

На инвертирующий вход компаратора DA1.1 с выхода потенциометра R₂ (рисунок 4) подается пороговый уровень U_Д1min, а с выхода R₆ – U_Д1max на не инвертирующий вход DA1.2. Так как аналоговый сигнал датчика признаков U_д положительной полярности, то и опорное напряжение (U_оп) выбираем положительной полярности.

Выбор величины U_оп определяется наибольшим значением напряжений U_Д1max, U_Д2max, U_Д3max, в данном случае 9,3 В. Условием выбора величины напряжения U_оп определим его превышение на 10 – 20% относительно наибольшего значения из U_Д1max, U_Д2max, U_Д3max, получаем:

Схемы формирования логических сигналов Х₂ и Х₃ аналогичны схеме на рисунке 4. При этом параметры резисторов R₁, R₂, R₃ и R₄, R₅, R₆ будут посчитаны в соответствии с заданными значениями U_Д2min, U_Д2max, U_Д3min, U_Д3max.

Логическое устройство (рисунок 4), реализующее функцию (2), выполнено на логическом элементе 3И (DD1.1). На третий вход подается выход датчика Д₄, единичное значение которого разрешает формирование логического сигнала Х₁. Окончательно, таблица состояния для логического элемента DD1 имеет вид таблицы 5.

 Таблица 5.Состояние DD1.

Рассмотрим работу схемы (рисунок 4).

При U_д < U_дmin, положительный пороговый уровень U_дmin  на инвертирующем входе DA1 определяет нулевой уровень выхода Х₁¢. На не инвертирующем входе DA1.2 действует положительное напряжение U_дmax и на выходе Х₁² формируется единичный уровень.

При U_д ≥ U_дmin, выход компаратора DA1.1 переключается на высокий уровень, а выход компаратора DA1.2 остается на прежнем высоком уровне.

При U_д = U_дmax выход компаратора DА1.1 остается без изменения на высоком уровне, а выход компаратора DA1.2 переключается на нулевой уровень. При U_д > U_дmax состояние компараторов не изменяется.

Формирование выходного логического сигнала признака Х₁ производится по высокому уровню сигнала датчика Д₄.

Если Д₄ = 1 и U_дmin £ U_д £ U_дmax, то Х = 1;

если Д₄ = 1 и U_д < U_дmin или U_д > U_дmax, то Х = 0.

Формирование логических уровней Х₂,Х₃ осуществляется аналогично описанному выше для Х₁.

Похожие работы

Проблемы выбора системы электронного документооборота на предприятии

Скачать

144824

1

0

... все названные критерии. Причем данным набором дело не ограничивается, поскольку наука и практика не стоит на месте, появляются новые реалии и обстоятельства. 2.2.Проблема выбора система электронного документооборота на предприятиях малого и среднего бизнеса Основными российскими тенденциями начала третьего тысячелетия стал безбумажный технологический бум во всех сферах человеческой ...

Электронные деньги

Скачать

82569

1

1

... устойчивыми банками; ·  использовать надежный механизм защиты информации, основанный на проверенных криптографических стандартах; ·  оставаться дешевой для Internet-торговцев и покупателей. 7. Банки и электронные деньги Политика содержания отделений, с их большими расходами и низкой рентабельностью, обязательно окажется под угрозой там, где еще не оказалась. Небольшой американский Mark ...

Основные понятия информатики

Скачать

142378

5

0

... . Поэтому так легко путешествовать по Всемирной паутине (WWW — Worl Wide Web), переходя с сайта на сайт по гиперссылкам. Для отображения в «плоском* тексте смысловых связей между основными разделами или понятиями можно использовать гипертекст. Гипертекст позволяет структурировать документ путем выделения в нем слов-ссылок (гиперссылок). При активизации гиперссылки (например, с помощью щелчка мышью ...

Свойства информации. Единицы измерения количества информации

Скачать

225314

2

0

... раза. В силу специфичности информации схемы определения количества информа­ции, связанные с ее содержательной стороной, оказы­ваются не универсальными. Универсальным оказывается алфавитный подход к измерению количества информации. В этом подходе сообщение, представленное в какой-либо знаковой системе, рассматривается как совокупность сообще­ний о том, что заданная позиция в последовательнос­ти ...