Разработка элементов программно-аппаратного комплекса тестирования и диагностика промышленных контроллеров

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 07 Ноября 2011 в 17:27, курсовая работа

Краткое описание

В разработке элементов программно - аппаратного комплекса тестирования и диагностики промышленных контроллеров лежит задача по изучению автоматизированного проектирования электрических схем и печатных плат.
Промышленный контроллер - это управляющее устройство, применяемое в промышленности, на транспорте и других отраслях по условию применения и задачам, близким к промышленным.
В данной научно – исследовательской работе проводится изучение принципа действия и изготовление печатных плат, предназначенных для тестирования и отладки модуля дискретного вывода DO022 и DO020.
Для создания образца была использована система автоматического проектирования P-CAD 2006.

Содержание

РЕФЕРАТ………………………………………………………………………….1
СОДЕРЖАНИЕ………………………………………………………………….2
ВВЕДЕНИЕ……………………………………………………………………….3
1 Постановка задачи…………………………………………………………….4
2 Модули дискретного вывода DO022 и DO020……………………………….7
2.1 Назначение……………………………………………………………………7
2.2 Условия эксплуатации……………………………………………………….7
2.3 Технические данные………………………………………………………….7
2.3.1 Общие характеристики…………………………………………………….8
2.3.2 Характеристики каналов вывода………………………………………….8
2.3.3 Характеристики индикации………………………………………………10
2.3.4 Характеристики алгоритмических функций…………………………….10
2.3.5 Взаимодействие с ПЭВМ…………………………………………………10
2.4 Принцип работы модуля……………………………………………………11
3. Разработка и изготовление печатных плат………………………………...11
3.1 TD-DO022…………………………………………………………………..11
3.1.1 Описание и принцип работы импульсного стабилизатора (ИС)
и адаптация к новым требованиям……………………………………………11
3.1.2 Размещение компонентов на печатной плате……………………………15
3.1.3 Трассировка схемы………………………………………………………16
3.2 TD_DO020………………………………………………………………….16
Заключение………………………………………………………………………18
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Вложенные файлы: 1 файл

КП.docx

— 1.10 Мб (Скачать файл)

По нажатию  левой кнопки мыши активизируется окно МикСис, по нажатию правой – системное  окно.

Системное окно:

      В заголовке окна представлены данные о каталоге рабочей конфигурации (проекта), лицензия, используемая для  данного проекта, и имя вошедшего  в систему пользователя, если включена система авторизации.

      В центре находится окно просмотра  и редактирования базы. По нажатию  правой кнопки мыши на нем вызывается настройка выбранного параметра  базы.

Рисунок 3 - Системное окно MWBridge

УСО – настройка обмена с устройствами через COM-порты и MODBUS/TCP. При нажатии открывается доступ к настройкам модулей, входящих в систему регулирования, считыванию и обработке данных, собранных этими модулями. Для осуществления подобных действий необходимо указать в списке датчиков базы MWBRIDGE конкретный модуль, если он подключен к системе, запитан и исправно работает, то отобразиться в списке УСО. После обнаружения модуля, открывается доступ к его настройкам и программированию.

Сеть – удаленное  конфигурирование рабочих станций  и их УСО.

Алго – доступ к алгоблочному программированию.

GFX – доступ к компонентам семейства GFX предназначенных для отображения графиков зависимостей параметров от времени и функциональных двумерных зависимостей по заранее подготовленным данным, а также получение средних, дисперсии и интегралов параметров на выбранных пользователем участках и построения графиков для одного или пары выбранных параметров.

Просмотр трендов  – вызов специального окна, позволяющего просматривать тренды (см. Часть 6 настоящего Введения).

Пользовательские  профили – создание, удаление и  изменение пользовательских фильтров базы для фильтрации по столбцам.

Настройки –  управление настройками проекта, не относящимися к текущим данным базы.

Окно настройки MWBRIDGE:

      В левой части окна отображается список датчиков базы MWBRIDGE, в правой – дерево настроек.

Меню:

  • Добавить модуль
  • Свернуть всё – сворачивает все дерево настроек
  • Статистика – привязка статистики к параметрам базы
  • Тренды – настройка трендов
  • Пути ведения трендов
  • Библиотека расширении (слоты)

Рисунок 4 – Создание структуры системы 

3.1.4.2 Создание программы 

В ячейке А101 базы данных создаем программу с помощью  алгоблочного программирования, для  этого были указаны номера ячеек  с дискретными значениями, куда идёт запись 4 режимов тестируемого модуля дискретного вывода DO022 и тестирующего устройства TD_DO022.

Количество каналов  соответствует количеству ячеек  записи, запись «1» говорит о том где есть сигнал, «0» - сигнала нет.

Рисунок 5 – Создание программы в АЛГО ВУ

Рисунок 6 – Программируемые режимы в АЛГО ВУ

В зависимости  от изменения режима в АЛГО ВУ идет запись в ячейки базы данных дискретного  типа с  D1 по D32.

 Алгоблок – это набор двоичных данных, определяющих требуемую операцию следующим образом:

-операнды алгоблока  (1 или 2);

-результат исполнения  операций;

-тип операций;

-условия выполнения  операций;

-условие использования  операндов;

-логический  результат выполнения операций;

Рисунок  7 –  Запись в ячейки базы данных

3.1.4.3 Создание мнемосхемы с использованием конструктора мнемосхем Display

Мнемосхемы созданы  для удобства работы оператора АСУ  ТП. В схемах визуально отображается рабочий процесс, параметры, доступные  для изменения оператором, состояние  системы, а так же другая полезная информация и нужные кнопки.

Создание мнемосхемы делиться на два этапа:

  • отрисовка внешнего вида - всех схем и кнопок (система отображения);
  • программирование – привязка параметрам рабочей области к реальным величинам системы (система ввода)

Рисунок 8 – Создание мнемосхемы

Следующим шагом  является привязка мнемосхемы к ячейке А101 базы данных, в зависимости от выбранных значений осуществляется переключение на выбранный режим, а с помощью конструктора мнемосхем Display можно управлять данным процессом.

Рисунок 9 – Визуализация режимов 

3.2 TD DO020

     Исходя  из требований поставленной задачи была разработана схема электрическая  принципиальная TD DO020 для тестирования модуля дискретного вывода в графическом редакторе P-CAD Schematic. Данная схема представляет собой светодиодную индикацию срабатывания выхода.

На плату подаётся питание 24В, имеется защита от выбросов напряжения и изменения полярности подключаемого питания. Данная схема  была промоделирована в графическом  редакторе LTSpice.

Рисунок 3 – Схема защиты изменения полярности

Схема электрическая  принципиальная TD_DO020 представлена в приложении В.

Далее была изготовлена  схема печатной платы в графическом  редакторе  печатных плат P-CAD PCB. Были учтены величины толщины и высоты металлизации проводников, рассчитанные с помощью программы Saturn PCB. Эти данные были применены к сетям «INPOWER» и «OUTPOWER», которым были присвоены соответствующие параметры. Данная схема представлена в приложении Д пояснительной записки. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

 

     В данной  работе были реализованы  печатные платы, осуществляющие выходной контроль изделия DO022 и DO020 (устройства связи с объектом -  платы дискретных выходов) с помощью светодиодной индикации.

     Были  разработаны схемы электрические  принципиальные в графическом редакторе P-CAD Schematic TD_DO022 и TD_DO020. В тестирующем устройстве TD_DO022  для преобразования входного напряжения в была применена схема импульсного стабилизатора напряжения с выходными параметрами тока 3 А и напряжения 3,3 В. В TD_DO020 была спроектирована схема защиты от изменения полярности и подобраны соответствующие элементы. Параметры  электрических элементов в схемах светодиодной индикации были рассчитаны исходя из требований к изготавливаемому изделию.

     На  следующем этапе были спроектированы схемы печатных плат светодиодной индикации срабатывания выхода в графическом редакторе печатных плат P-CAD PCB.

Для модуля дискретного вывода DO022 была смоделирована мнемосхема для контроля и регулирования программы, созданной с помощью алгоблочного программирования в

     Данное  устройства могут найти применение при настройке нижнего уровня АСУ ТП для тестирования устройств дискретного вывода. 
 
 
 
 
 
 
 

СПИСОК  ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 
  1. Хоровиц П., Искусство схемотехники/ П. Хоровиц, У. Хилл – М. :Физматлит, 2006. – 378с.
  2. Саврушев Э.Ц. P-CAD Система проектирования печатных плат/ Э.Ц.Саврушев. – М. :Физматлит, 2007. -766с.
  3. National semiconductor[Электронный ресурс]: международный научно-образовательный журнал – режим доступа к журналу: http://www.national.com
  4. Руководство по эксплуатации DO022.
  5. Руководство по эксплуатации DO020.

Информация о работе Разработка элементов программно-аппаратного комплекса тестирования и диагностика промышленных контроллеров