Avtomatika va telemexanika” kafedrasi " Avtomatlashtirilgan loyihalash tizimlar" fanidan mustaqil ish mavzusi

7.4. Ko'p funktsiyali datchiklar
Chastotali modulyatsiyalangan chiqish signaliga ega ko'p funktsiyali datchik (ifd) oktyabr temir yo'lida ishlab chiqilgan va ishlaydi. MFD va maxsus elektron signal konversion birligi (konvertor) asosida disk-b tizimi uchun uskunalar to'plamlari, ish bilan bandlikni nazorat qilishning axborot tizimi, vagonlarni ajratgichlarda hisoblash uchun uskunalar to'plami ishlab chiqarilgan.
Sensor kichik o'lchamlarga ega (210x80x30), vazni 700 g va 14 tranzistorni o'z ichiga oladi. Sensor keng harorat oralig'ida ishlaydi (- 50... Sensorning keng yuzasi og'irligi 1,5 kg bo'lgan mahkamlash moslamasi yordamida tizmaning harakatlanish zonasiga yo'naltirilgan. kichik quvvat sarfi (2 Vt) va 50 ma dan yuqori oqim pulslari sensorni avtomatlashtirish tizimidan 5 km masofada o'rnatishga imkon beradi. Sensorni tizimga ulash uchun ikkita kabel yadrosi etarli. Ushbu tomirlar orqali quvvat beriladi va axborot signali uzatiladi. Sensorni o'rnatish uchun bir necha daqiqa vaqt ketadi va ish paytida deyarli xizmat ko'rsatilmaydi.
Signalni modulyatsiya qilish uchun ikkita elektron generator ishlatiladi. Jeneratörlerin kichik induktorlari, tizmaning harakat zonasi yaqinidagi sensorning keng yuzasi bo'ylab joylashgan va bir-biridan bir necha santimetr masofada joylashgan. Sensor yuzasi ustida harakatlanadigan tizma generatorlarning chastotalarini o'zgartiradi va sensorning to'rtburchaklar pulslarining chiqish chastotasining o'zgarishiga olib keladi. Sensorning elektron echimi shunday amalga oshiriladiki, chastota modulyatsiyasi bilan birgalikda chiqish pulsining davomiyligi modulyatsiya qilinadi. Bu qo'shimcha ravishda aralashuvni himoya qilish va IFDNING axborot tarkibini oshiradi. Datchiklarning uzoq muddatli ishlashi natijasida vagonlarning g'ildiraklari uchun o'rtacha kalibrlash xarakteristikasi rasmda ko'rsatilgan shaklga ega ekanligi aniqlandi.7.2. Chiqish chastotasining g'ildirak o'qining sensor ustidagi holatiga bog'liqligidan foydalanish sensorning axborot xususiyatlarini kengaytiradi, chunki harakat paytida ularning o'zaro pozitsiyasi baholanadi. Sensor ustidagi o'qning o'tishini aniqlashning eng oddiy mezonini ko'rib chiqing. Agar chastota boshlang'ich Fo qiymatiga nisbatan yuqoriga va pastga qarab o'zgargan bo'lsa, o'q o'tgan deb hisoblaymiz.
Masalan, g'ildirak l koordinatasini oshirish tomon harakatlanayotganda, chastotaning Fo dan f+ qiymatiga ketma - ket o'zgarishi sodir bo'ladi, keyin yana Fo qiymatiga kamayadi (o'qning markazi sensorning markaziga vertikal ravishda to'g'ri keladi) va nihoyat, chastotani f ga kamaytirgandan so'ng-yana fo qiymatiga ko'tariladi. G'ildirak boshqa yo'nalishda harakatlanayotganda chastotaning o'zgarishi teskari tartibda sodir bo'ladi. Sensorning ustidagi g'ildirakni to'xtatish, masalan, bitta qiymatning chastotasini uzoq vaqt olish sifatida aniqlanadi Fost.
Shakl.7.2. Ko'p funktsiyali sensorning kalibrlash xususiyatlari

chastotali modulyatsiyalangan chiqish signali bilan

Chastotali modulyatsiya qilingan signalni kompyuter texnologiyalari yordamida qayta ishlash mumkin, chunki u shunchaki kodga aylantiriladi. Biroq, eksa harakati signalini kuchlanish impulsi sifatida qabul qiladigan ko'plab tizimlarning mavjudligi ular bilan birgalikda o'qish uchun tegishli konversiyani talab qildi.

MFD chastota signalining kuchlanish pulsiga aylanishi konvertorda sodir bo'ladi, uning funktsional sxemasi sek. 7.3. Eksa haqida ma'lumot berishdan tashqari, konvertor mavjud va ishlab chiqilayotgan tizimlarda IFDDAN foydalanishga imkon beradigan boshqa axborot chiqishlarini ham ta'minlaydi.

Shakl. 7.3. MFD chastota signalini konvertatsiya qilish davri
Ifd chiziqning quvvat manbaidan (IPL) ri o'lchash qarshiligi va ikki simli ulanish liniyasi orqali quvvatlanadi. O'lchash rezistorida MFD iste'mol oqimi va uning chiqish to'rtburchaklar oqim impulslari bilan aniqlanadigan kuchlanish chiqariladi.
Konvertorning quvvat manbai (PPI) qolgan elementlar uchun besleme zo'riqishini hosil qiladi.
Impulslar integral zanjir (IC) orqali o'tgandan so'ng, to'rtburchaklar ketma-ketlik arra tishiga aylanadi. Bu sizga taqqoslagichni (K) optimal qabul qilish uchun sozlash va galvanik izolyatsiya (GR1) orqali mikroprotsessor tekshirgichining (MK) P1.1 portining kirishida impulslarni hosil qilish imkonini beradi. MK P1.1 portining kirish pulslaridan keyingi davrga teng vaqt ichida MFD chastota signalining lahzali qiymatlarini qayta ishlaydi.
Algoritm ifd signallarini qayta ishlash pulslarning davri va davomiyligining joriy qiymatlarini o'lchash, ularni dastlabki qiymatlar bilan taqqoslash va chastotaning o'zgarishi (o'zgarmasligi) faktini aniqlashni o'z ichiga oladi. Har bir davr MK-da eksa harakati to'g'risida qaror qabul qilinadi, buning uchun vaqtni qayta ishlash natijalari va impulslarning davomiyligi taqqoslanadi. Yakuniy qaror bir necha davrlardagi taqqoslash natijalari asosida qabul qilinadi. Ushbu usul sensor signallarini bir nechta kanallar orqali qayta ishlashga teng va axborot ishonchli tizimini yaratadi. MK-da g'ildirak sensori ustida harakatlanayotganda, sensorning chiqish chastotasidagi o'zgarishlar kalibrlash xarakteristikasiga mos ravishda kuzatiladi va MFD sezgirlik zonasi orqali tizmaning harakatlanish vaqti aniqlanadi. G'ildirakning o'tishi faktini aniqlagandan so'ng, o'qning kuchlanish pulsi hosil bo'ladi, masalan, rg registrining do razryadi orqali.
Konverterning chiqish ma'lumot signallari tizimga aot123 tipidagi Optoelektronik juftliklarda ishlab chiqarilgan gr2—gr4 galvanik izolatsiyalari orqali uzatiladi. Optokuplning chiqish fototransistori rg registrining chiqish razryadlariga tegishli bitni yozish orqali boshqariladi.
Eksa pulsining davomiyligi dasturiy ravishda belgilanadi. Disk-b tizimi uchun datchik ustidagi tepalikning harakatlanish vaqtiga teng davom etadigan bipolyar impuls kerak. "Chiqish" da boshqa qutblanish impulsining shakllanishi. 2". E1 ga qarama-qarshi kutupluluk bilan E2 quvvat manbai bilan ta'minlanadi. "Bilan momentum tugagandan so'ng. 1 "(do razryadida mantiqiy 0 o'rnatilgan) D1 razryadida boshqaruvchi mantiqiy 1 ni yozadi va qarama-qarshi qutblanish pulsini hosil qiladi. 2". Ushbu impulsning davomiyligi, shuningdek, g'ildirakning sensor ustidagi harakatlanish vaqtiga teng. Disk-b tizimi uchun ikkala chiqish ham birlashtiriladi.
Harakat yo'nalishini hisobga oladigan GATS tizimlarida harakat yo'nalishini ko'rsatish uchun ikkinchi chiqish ishlatiladi. Ushbu chiqishda kuchlanish pulsi faqat ma'lum bir yo'nalishda, masalan, slayddan harakatlanayotganda eksa pulsi bilan sinxron ravishda hosil bo'ladi.
Uchinchi chiqish " chiqdi. 3 " konvertor tizim tomonidan ifd va konvertorning ish holatini tashxislash uchun mo'ljallangan. Diagnostika signalining turi ma'lum bir tizim tomonidan belgilanadi. Mantiqiy 1 shaklida ishlaydigan holatning taqdimoti harakat xavfsizligini ta'minlaydigan tizimlarda IFDDAN foydalanish talabi bilan belgilanadi.
Ta'minot kuchlanishi va MK D2 razryadidagi ishchi algoritmlarga chiqqandan so'ng, bit sensor pulslarining kelishi bilan sinxron ravishda teskari bo'ladi. D2 registridan impulslar qabul qilinganda dinamik birlik (FDE) shakllantiruvchi gr4 galvanik izolyatsiyasining diodini yoqadi va mantiqiy 1 ni "chiqish" ga o'rnatadi. Z". D2 chiqishida impulslar paydo bo'lishining to'xtashi mantiqiy 0 ning "chiqish" ga o'rnatilishiga olib keladi. Z", konvertor yoki sensorning noto'g'ri ishlashini ko'rsatadi.
Konvertorning apparat va dasturiy ta'minoti asosiy nosozliklarni aniqlaydi va bu haqda tizimni xabardor qiladi. MFD faoliyatining buzilishi iste'mol oqimining o'zgarishi yoki chastotalar va kalibrlash xarakteristikasi bilan belgilangan qiymatlar o'rtasidagi sezilarli farq bilan ifodalanishi mumkin. Taqqoslagichni sozlash va integral mikrosxemaning ma'lum parametrlarini tanlash sensorning oqim oqimidagi o'zgarishlar bilan ifodalangan nosozliklarni aniqlaydi. Ushbu nosozlikni aniqlash, shuningdek chastotaning sezilarli o'zgarishini rad etishni aniqlash mikroprotsessor tekshirgichida dasturiy ta'minot darajasida sodir bo'ladi, bu esa MK-ga D2 razryadiga impulslar yuborilishini olib tashlashga imkon beradi. IPL, iPC ishlamay qolishi, ulanish liniyasining uzilishi va taqqoslagichning ishlamay qolishi ham ishlamaydigan holat signalini keltirib chiqaradi [20].
Pozitsion nosozlik (masalan, temir yo'ldan IFDNI ruxsatsiz olib tashlash tufayli) MK-da iste'mol oqimi yoki chastotasining o'zgarishi orqali aniqlanadi. Buning uchun MFD o'rnatish moslamalari ishlab chiqilgan bo'lib, uni demontaj qilishda ushbu parametrlardan birining o'zgarishini ta'minlaydi. FDE bilan signalni "chiqish" zanjiriga kiritish. 3 "tizimga dasturlarni" muzlatish " yoki tekshirgich ishlamay qolganda MK ishlamay qolishi to'g'risida ma'lumot olishga imkon beradi (bu holda D2 razryadidagi bit qiymatining o'zgarishi to'xtaydi). "Muzlatish" ni istisno qilish HS Reset generatoriga yordam beradi, bu MK dasturining "ishdan chiqishi" paytida Reset pulsini hosil qiladi.
Konverterning asosiy elementlari o'lchamlari 100x80 mm bo'lgan taxtada joylashgan. elektr ta'minoti stabilizatorlari alohida metall plastinkaga chiqariladi. MK sifatida At89s51 mikrosxemasi ishlatiladi, bu sizga MFD signallarini maksimal tezlikda 50-70 m/s tezlikda qayta ishlashga imkon beradi.
MFD va konvertorlar asosida disk-b tizimlari uchun uskunalar to'plamlari, ish bilan bandlikni nazorat qilish bo'yicha axborot tizimi, avtoulovlarda vagonlarni hisoblash uchun uskunalar to'plami ishlab chiqarilgan, har tomonlama sinovdan o'tgan va foydalanishga topshirilgan.