外文翻譯應用於電氣系統的程控制器

2022-06-23 01:20:26 字數 4718 閱讀 3698

此專案主要是研究電氣系統以及簡單有效的控制氣流發動機的程式和氣流系統的狀態。它的實踐基礎包括基於氣流的專有控制器、自動化設計、氣流系統的控制程式和基於微控制器的電子設計。

使用電氣技術的自動化系統主要由三個組成部分:發動機或馬達,感應器或按鈕,狀如花瓣的控制零部件。現在,大部分的系統邏輯操作的控制器都被程式邏輯控制器(plc)所取代。

plc的感應器和開關是輸入端,而發動機的直接控制閥是輸出端,其中有一個內部程式操控所有執行必需的邏輯,模擬其他的裝置如計算器、定時器等,對整個系統的執行狀態進行控制。

因為可以根據需要無數次建立和模擬這樣的系統,所以藉由plc的使用,此專案有靈活的優點。因此,可以節省時間,減少失誤的危險,同時在使用相同材料的情況下,它可以更加精密。

市場上的許多家公司都使用了常規的plc,它不僅可以用氣流系統來控制,還可以用各種電氣裝置。plc 的用途廣泛,可以應用於許多工業生產中,甚至用於建築物的安全和自動化系統中。

由於以上的各種特性,在一些實際應用中plc提供了很多的資源,甚至包括不控制系統的資源,電氣系統就是一種這樣的應用。對於自動化的工程,plc的使用是比較昂貴的,尤其是對那些小型的系統。

針對這種情況可行的一種辦法是建立一個可提供特定尺寸和功能的控制器。這種控制器可以根據微控制器來製作。

這種基於微控制器的控制器的適用範圍比較小,只能用於一個型別的機器或者可以用做一個像普通plc一樣可以被程式設計的控制器,那樣它就可以通過可變化的邏輯程式來進行各種作業。所有的這些特性根據具體需要的不同而不同,具體的設計者的經驗的不同而不同。但是這種設計的主要優點在於設計人員非常瞭解自己的控制器,可以自由掌握控制器的大小尺寸,改變它的功能。

這就意味著此專案有更多的獨特性,但同時系統的控制也由它的設計者所控制。

人們可以從一個自動化系統中找到三個上文中提到的基本部件,外加一個控制系統的邏輯線路。只有成熟先進的技術能做出特定的邏輯線路和執行正確操作所需要的部件升級。

對於一個簡單的運動,系統自動程式可以完成,但是對於間接或更加複雜的運動,系統的程式就會產生複雜的線路和錯誤的訊號。這是就需要另一種方法可以節省時間,產生清晰線路,能夠防止偶然的訊號交疊和線路堵塞。

這種方計的不同標準的線路基法叫循序漸進式或規則系統,它對氣流和電氣系統非常有效,而且也是此專案的一個基礎。它包括根據發動機狀態各個不同變化所設礎上的系統。

圖1 氣壓系統標準迴路圖2 電控氣壓系統標準迴路

第一步是為每個步驟設計那些種標準的線路。第二步是聯編標準的線路,最後一步是連線接收來自感應器,開關和先前的運動訊號,同時把空氣或電傳送給每個步驟的補給線。如圖中所示, 1 和 2 標準線路是為氣流的和電氣系統服務。

我們能夠很清楚的看到每一步驟和下一個步驟之間的聯絡。

上述方法可以使發動機的每一個運動都被很好地用步驟來定義。這也就是說發動機的每一次運動變化都是系統的一個新的狀態,而兩個不同狀態之間的轉變叫做步驟。

先前提到的標準線路可以幫助設計人員定義系統的不同狀態和不同步驟的變化所帶來的不同環境。在設計的最後階段,系統中會有一個從來不變化的序列和明確的輸入和輸出端。我們把一個序列從輸入端輸入,經過轉換後,由輸出端輸出。

這些步驟的所有過程都是在微控制器內部進行的,並且以同樣的方式在執行著。部件的序列在控制器裡被 5個位元組規劃; 每個部分都有程式的一個步驟結構。輸入端有二個位元組,輸出端有一個,其他結構部分和附加功能步驟有兩個。

在程式設計之後,部件序列被內部微控制器的記憶所儲藏,因此,他們是可讀的而且可以執行。

不同於傳統的plc,這種控制器的工作目的是成為特定領域設計的多用控制器。傳統的 plc 的系統執行程式是一個迴圈的線路:輸入一個影象,執行所有的內部程式, 然後升級輸出的狀態。

這一個控制器以不同的方式工作,它讀取步驟的結構,等待輸入,然後升級或輸出,然後直接跳躍到下一個步驟,開始另一次的程式執行。

它也有侷限性,例如這種控制器有時會不執行指令,在同一程式指令下,會出現某一個執行的反覆等等,但是這一個問題可以通過外部的邏輯執行解決。另外,這中控制器在沒有序列的系統上不能夠被應用。這些侷限性也是這個系統的特性,這種系統的每一個應用都必須要有相應的系統分析。

這種控制器以微積體電路微控制器 pic16f877為基礎,它擁有全部此次專案所需要的資源。它有足夠的插孔,線路連續通訊 eeprom 記憶解救系統的所有結構和步驟的序列。它提供了專案所需要的所有的執行,例如定時器和分岔等。

我們做出了控制器的資源目錄,想儘可能的使它變的完善。在步驟的執行過程中,程式自動選擇如何讀取每一步驟的結構。這個操作有兩個位元組位於電子輸入處。

一個位元組位於輸出端,還有一個被用作內部定時器,類似輸入或暫停功能。eeprom 記憶內部是 256 位元組,可以儲藏所有步驟的執行,即可以儲藏 48個步驟之間的所有執行。

除了一個互動選單外,這種控制器還有一個控制檯和一些指令按鈕,他們一起控制各個步驟的執行和連續性,也控制其他的一些裝置。

在實際執行操作中,控制器需要有一些輔助裝置幫助它和使用者進行互動,可以提供可靠的操作監控,同時對氣流系統進行邏輯控制。

1、互動工作模式: 在主要的程式中,使用者可以根據指導發出訊號來進行具體步驟的操作

2、lcd 平臺可以顯示系統工作的狀態,衡量輸入,輸出,計時器和執行的資料等。

3、嘀嘀聲用來提示重要警示,停止,開始和一些緊急情況的發生

4、亮燈表示接通電源,和輸入,輸出狀態。

如果想正常執行程式,必須保證每一個步驟都正確的執行。更重要的是,應該有預防執行故障和問題的解決方法。控制器提供了這種可能性,通過使用兩個內部虛擬線路同時執行。

他們可以重新啟動程式,隨時恢復到程式的原有狀態。有兩個輸入端共同工作可以快速的執行這些功能。

程式執行序列可以用控制器的介面來程式設計。一臺計算機的介面也可以用來升級使用程式。使用者能利用介面配置一連串定義序列的步驟位元組。

但是也可以設計一個程式,利用可視資源為使用者翻譯所需要的資訊。

但是,如果想聯結電腦介面和控制器,至少應該有一個儀器來保證資料的可靠性。

主要的線環是通過讀取eeprom 記憶中的每一資訊步驟進行工作。

在每個步驟中,系統的狀態被儲存,同時它也在顯示器上被顯示。根據使用者的構造,它能利用分流或暫停應付緊急線路情況來保證系統安全。

這種系統不只是適應於特定的機器。它由四個主動器組成。 主動器 a,b 和c是兩倍的,只有d是單倍的。

第一步,主動器a開始執行,並保持在一個特定的位置一直到一個迴圈的結束,如圖 5 所示它可以確定某一物件的下一運動。第二步,當a完成了它的工作後,主動器c連同b一起開始儘可能多的產生電流圈,並受b的執行速度的限制,而b速度由一個流動的控制活瓣管理。b和c是一起工作的主動器的例子,當b慢慢地推動一個物體的時候,c有時則重複它的工作。

圖5 a,b,c,d 傳動裝置時間曲線

第三步,當b到達最後的位置時候,c停止立刻它的迴圈運動並且回到開始的位置。利用迴旋的電流工作的主動器 d連同返回來的c一起工作。第四步,主動器d快速往返來回運動一次。

d可以充當一個工具,在物體上的表面上打洞。當d返回開始的位置時候,a和b也同時返回,這是第五個步驟。

圖 6 顯示了程式設計的第一部分。我們把每個步驟的所有執行統稱為 [2]. (a+) 表示主動器 a 向前推動,而 (a-) 表示返回到開始的位置。

同時發生的運動在相同的步驟中被一起疊加。這個系統共有有五個步驟。

圖6 a ,b ,c ,d 傳動裝置傳動順序

圖5和6所表現的系統執行清楚的描述了所有序列。 利用他們我們可以用必需的邏輯語言設計整個的控制線路。但是現在還它還不是一個完整的系統,因為它還缺少一些輔助設施(圖中沒有顯示)。

對於程式的最後執行,這些輔助設施十分的重要,因為他們能使線路有更多的功能。他們中最重要的是連線在每一步驟中的平行線路。那一個線路能夠隨時停止序列而且將主動器的狀態換成一個特定的位置。

它可以重起系統或是應付緊急情況。圖7和8顯示的是在沒有使用控制器的情況下會發生的一些結果。這些**是控制線路的電圖表,包括感應器,控制鍵和電的活瓣卷。

圖7 電氣圖表舉例

圖8 電氣圖表舉例

另外的一些輔助設施也包括在這個系統中,比如自動機械/手動調控器,他們可以使系統不斷的迴圈工作;兩個開始控制鍵,他們能讓操作員手動控制系統的開始和停止,這樣就減少了發生意外事件的危險。

氣流線圈在前面已經詳細說明過:它可以讓我們瞭解到控制一個系統所需要的條件,那就是在系統的實際執行中必須提供所有的功能設施。但是,如前面提到的那樣,使用一個plc或特定的控制器,這種控制就變得比較容易的,而且系統的精密性也會提高。

表2所示的是控制上面提到的系統的必需設施。通過時間圖表,表2,和圖5和6描述了每一步驟的程式和系統的各個部件。這說明記錄所有步驟的執行結構圖並把他們送給控制器 (表3和4所示)。

使用傳統的plc的,如圖7,8所示,在繪製介面處的電圖表時,要注意線路的邏輯。使用這種可程式設計的控制器,使用者必須知道執行方法的觀念並且規劃每個步驟的結構。

那就是說,使用傳統的plc,使用者清楚各個操作之間的關係。一般情況下,使用者可以在介面上執行一個模擬程式尋找邏輯上的錯誤同之前所述的一樣,新的程式設計允許每一步驟的結構被分割。序列獨自被定義,但每一步驟只被輸入和輸出端描述。

圖9 a ,b 傳動裝置和感測器

圖10 c ,d 傳動裝置和感測器

表 5 表現的是使用系統如何被儲藏在控制器裡,這在前文中也詳細說明過。序列被 25個位元組所定義。這些位元組被分成5組,每一組描述系統執行的一個步驟。(圖 9 和 10)

這種控制器是專門為這一專案所設計的。它不需要為了獲取微控制器裡的資源而安裝外部記憶器或外部的定時器。除了微控制器之外,只有少量的零部件執行一些如輸出,輸入,類比輸入,顯示介面和連續執行的情況等功能。

單獨使用內部記憶,我們可以控制一個有48個步驟的氣流系統,但是如果使用一個比較簡單的系統,就會達到60個步驟.控制器的變成不使用 plc 語言,而是用一個比較簡單的和直覺的結構。利用電氣系統,我們的專案應用了相同的技術,但同時我們的設計更加直接。