Процесс перфорирования металлических листов

      Содержание

1. Описание технологического процесса………………………………………………...3

1. Технологический процесс перфорирования ……………………………..3

металлических листовых деталей

2. Конструкция………………………………………………………………………………..4
3. Принцип работы…………………………………………………………………………4
4. Система управления…………………………………………………………………..5

2. Обоснование выбора микросхем………………………………………………………..6
3. Описание выбранных микросхем………………………………………………………..7

1. Программируемый параллельный интерфейс КР580ИК55……..7
2. Последовательный интерфейс КР580ВВ51…………………………….…9
3. Аналого-цифровой преобразователь  К1113ПВ1……………………..12
4. Цифро-аналоговый преобразователь К572ПА2………………………14
5. Дешифратор К155ИД…………………………………………………………………16
6. Дешифратор К155ИД7……………………………………………………………….17
7. Мультиплексор К155КП1……………………………………………………………17
8. Программируемый таймер КР580ВИ53……………………………………19
9. Логический элемент «И» К155ЛИ5……………………………………………20
10. Логический элемент «Не» К155ЛН1…………………………………………..21
11. RS-триггер  К555ТР2…………………………………………………………………….22

4. Распределение адресного пространства МП, разработка

карты памяти………………………………………………………………………………………..24

5. Разработка текстов программ управления………………………………….……..25

Заключение………………………………………………………………………………………………..29

Библиография…………………………………………………………………………………………….30 
 
 

1. Описание технологического процесса

1. Технологический процесс перфорирования

металлических листовых деталей 

      Данное  производство состоит из 2-ух участков. Первый участок служит для автоматизированной подачи листовых деталей в зону обработки. Второй участок - обработка металлического листа, его перфорация.

      Рисунок 1.1 – Внешний вид автомата для перфорации станка 

      Рисунок 1.2 – Общий вид устройства 
 

2. Конструкция

       Устройство подачи листовых деталей состоит из подъёмного стола, устройства захвата и перемещения листов. На подъёмном столе располагаются заготовки. С помощью электромагнита листы отделяются друг от друга. Стол поднимается/опускается за счёт храпового механизма. Устройство захвата состоит из бесштокового линейного привода на котором расположены подъемные салазки с вакуумными захватами.

      Перфорация. Станок для перфорации оснащён столом, прессом, захватным устройством, системой вывода отходов. Замкнутая конструкция рамы обеспечивает высокую жесткость и минимальный износ инструмента. Захватное устройство представляет собой 4 зажима, присоединенных к шаговому модулю. Система вывода отходов представлена в виде канала, входное отверстие которого расположено прямо под прессом. 

3. Принцип работы

      Верхний лист снимается с подъёмного стола вакуумными захватами. Лист, поднимается за счет подъемных салазок, далее активируется бесштоковый линейный привод, доставляющий заготовку в зону обработки. Чтобы избежать слипания листов при их подаче, в зоне верхнего листа сбоку от стапеля установлен специальный магнит для разделения заготовок.

      В зоне обработки  лист закрепляется захватным устройством и начинается вращение двигателя постоянного тока до срабатывания датчика, отвечающего за начальное положение листа под прессом. Далее активируется пресс и в сочетании с ДПТ, в котором располагается копир для пошагового движения, заканчивается процесс перфорации металлического листа. После окончания обработки, захватное устройство освобождает лист и перемещается в начальное положение. 
 

4. Система управления

      Для автоматизированного управления данным процессом необходимо использовать следующие датчики:

1. Аналоговый датчик проверки наличия листов на подъёмном столе;
2. Оптический датчик, подтверждающий, что лист верхний лист находится на нужном уровне;
3. Датчики положения салазок, реагирующие на постоянный магнит, установленный на салазках;
4. Датчики положения бесштокового линейного привода, реагирующие на постоянный магнит, установленный в корпусе привода;
5. Оптический датчик, определяющий наличия листа в вакуумных захватах в момент, перед началом движения бесштокового линейного привода;
6. Контактный датчик(кнопка с пружинным возвратом),  для определения наличия листа на столе в зоне обработки;
7. Датчики положения зажимных устройств, реагирующие на постоянный магнит, установленные на корпусах зажимных устройств;
8. Пьеза –датчик, для проверки захвата листа;
9. Оптические датчики, определяющие положение листа в зоне обработки. Один определяет наличие листа перед началом обработки. Второй после обработки сигнализирующий о том, что обработанный лист можно отпустить;
10. Аналоговый датчик определяющий степень освещённости в зоне обработки;
11. Индуктивный датчик, следящий за ДПТ

2. Обоснование выбора микросхем

Для управления этим технологическим процессом  необходимо:

      - программируемый параллельный интерфейс. Для организации обмена ин-   

    формацией между микропроцессорной системой управления, датчиками,

    исполнительными устройствами и вспомогательными микросхемами;

  - программируемый последовательный интерфейс. Для обмена информа-

    цией с удалённой микропроцессорной системой;

      - АЦП. Для аналогово-цифрового преобразования аналоговых сигналов;

  - ЦАП. Для цифро-аналогового преобразования сигналов, поступающих из

    ППИ в аналоговые устройства;

      - дешифратор. Для экономии линий связи с ППИ;

      - мультиплексор. Для организации функции передачи данных от дискретных

    датчиков;

      - RS-триггер. Для организации функции запоминания состояния дискретных

     входов исполнительных устройств;

      - таймер. Для организации счётчика и делителя частоты; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. Описание  выбранных микросхем

1. Программируемый параллельный интерфейс  КР580ИК55

    Программируемый параллельный интерфейс серии КР580 может быть использован для реализации программно управляемого обмена (синхронного или асинхронного по прерыванию) между микропроцессором и различными внешними устройствами, такими как клавиатура, кассетный накопитель на магнитной ленте, индикатор.

   Рисунок 3.1 – Условное обозначение  ППИ на электрической схеме

   Таблица 3.1 – Функциональное назначение выводов КР580ИК55

      Технические характеристики

• Технология: n-МОП
• Количество выводов корпуса: 40
• Количество транзисторов в кристалле:1600
• Максимальная тактовая частота: 2МГц
• Напряжение, В:

                                    питания: +5В

                                    выходное напряжение (I=0,04 мА): U≥2,4

                                    выходное напряжение (I=1,6 мА): U≤0,45

• Потребляемый ток, мА: 60
• Нагрузочная способность: 1 ТТЛ вход
• Потребляемая мощность, мВт: ≤350
• Масса, г: 5
• Диапазон температур, ˚С: -10 до +70

      В ППИ входят схема управления вводом-выводом и двунаправленный буфер данных, предназначенный для подключения внутренней шины ППИ к шине данных микропроцессорной системы. ППИ также содержит три 8-разрядных порта, которые предназначены для организации обмена между микропроцессором и внешними устройствами. Порт А, 4-разрядный порт С (старшие разряды) и схема управления группой А составляют независимую группу А и могут рассматриваться как независимый 12-разрядный порт. В свою очередь, такую же группу (группу В) образуют порт В, четырёхразрядный порт С (младшие разряды) и схема управления группой В.

      Настройку ППИ производят программным  путем  под воздействием управляющего слова, которое засылается командой OUT из аккумулятора микропроцессора в регистр управляющего слова ППИ (чтение информации из этого регистра недопустимо). Группа А ППИ может настраиваться на один из трех режимов: 0 – основной режим ввода-вывода (однонаправленный синхронный обмен); 1 – режим стробируемого ввода-вывода (однонаправленный асинхронный обмен по прерыванию); 2 – режим двунаправленной шины (двунаправленный асинхронный обмен по прерыванию). Группа В может настраиваться на режим 0 или режим 1.

2.  Последовательный интерфейс КР580ВВ51              

    Последовательный интерфейс КР580ВВ51 представляет собой универсальный синхронно-асинхронный приемо-передатчик (УСАПП) и предназначена для организации обмена между МП и ВУ в последовательном формате.

Рисунок 3.2 – Последовательный  интерфейс КР580ВВ51

     УСАПП может принимать данные  с 8-разрядной шины данных МП и передавать их в последовательном формате периферийным устройствам, а также получать последовательные данные от периферии и преобразовывать их в параллельную форму для передачи их в МП. Линия связи может находится в двух возможных состояниях:

• MARK – посылка, уровень логической единицы
• SPACE – пауза, уровень логического нуля

  Обмен данными производиться в асинхронном режиме со скоростью передачи до 9,6 Кбит/сек или в синхронном – со скоростью до 56 Кбит/сек. Наиболее распространенным является асинхронный режим. Длина передаваемых символов составляет от 5 до 8 бит. Перед передаваемым словом передается стартовый бит с уровнем «0». После передачи слова передается один или несколько стоповых битов с уровнем «1».

  Основные  сигналы управления работой УСАПП подаются на блок RWCU от МП и определяют вид обрабатываемой информации и направление передачи.

  Может работать в одном из 5 режимов:

1. Асинхронный прием
2. Асинхронная передача
3. Синхронный прием с внутренней синхронизацией
4. Синхронная передача
5. Синхронный прием с внешней синхронизацией

  Режим работы УСАПП устанавливается программным путем, загрузкой в него управляющих слов из МП. Различаются управляющие слова двух видов: инструкции режима и команды. Инструкция режима задает синхронный или асинхронный режим работы, формат данных, скорость приема или передачи, необходимость контроля. Инструкция заносится сразу после установки УСАПП в исходное состояние программно или по сигналу RESET и заменяется лишь при смене режима. Команда осуществляет управление установленным режимом обмена и может многократно задаваться в процессе обмена, управляя различными его этапами.

  В таблице 3.2 помещены обозначения выводов  и их функциональное назначение.  
 

      Таблица 3.2 – Функциональное назначение выводов КР580ВВ51

3. Аналого-цифровой преобразователь  К1113ПВ1

      АЦП применяются в измерительных  комплексах для согласования аналоговых сигналов с цифровыми устройствами обработки.

      Микросхемы  представляют собой функционально  законченный 10-разрядный АЦП, сопрягаемый  с микропроцессором. Обеспечивает преобразование как однополярного напряжения (вывод 15 соединяется с выводом 16) в диапазоне 0...9,95 В, так и биполярного напряжения в диапазоне -4,975...+4,975 В в параллельный доичный код. В состав ИС входят ЦАП, компаратор напряжения регистр последовательного приближения (РПП), источник опорного напряжения (ИОН), генератор тактовых импульсов (ГТИ), выходной буферный регистр с тремя состояниями, схемы управления. Выходные каскады с тремя состояниями позволяют считывать результат преобразования непосредственно на шину данных микропроцессора. По уровням входных и выходных логических сигналов сопрягаются с ТТЛ схемами. В ИС выходной ток ЦАП сравнивается с током входного резистора от источника сигнала и формируется логический сигнал РПП. Стабилизация разрядных токов ЦАП осуществляется встроенным ИОН. Тактирование РПП обеспечивается импульсами встроенного ГТИ с частотой следования 300...400 кГц. Установка РПП в исходное состояние и запуск его в режим преобразования производится по внешнему сигналу "гашение и преобразование". По окончанию преобразования АЦП вырабатывает сигнал "готовность данных" и информация из РПП поступает на цифровые входы через каскады с тремя состояниями.Корпус К1113ПВ1(A-B) типа 2104.18-1, масса не более 2,5 г, 1113ПВ1(A-B) типа 238.18-1, масса не более 2,5 г.

      На  рисунке 3.3 изображено обозначение  микросхемы К1113ПВ1 на схеме электрической  принципиальной. В таблице 3.3 помещены обозначения выводов микросхемы и их функциональное назначение. 
 
 

      Рисунок 3.3 – микросхема К1113ПВ1

      Таблица 3.3.1 - Функциональное назначение выводов К1113ПВ1

      Таблица 3.3.2 – Электрические параметры 

4. Цифро-аналоговый преобразователь  К572ПА2

   Микросхема умножающего ЦАП К572ПА2 является универсальным, структурным звеном для построения микроэлектронных ЦАП, АЦП и управляемых цифровым кодом делителей тока. Он предназначены для преобразования 12-ти разрядного, прямого двоичного кода на цифровых входах в ток на аналоговом выходе, который пропорционален значениям кода и (или) опорного напряжения.

   Метод преобразования, в БИС  К572ПА2, предполагает суммирование всех разрядных токов, взвешенных по двоичному закону и пропорциональных значению опорного напряжения на входе 38 в соответствии с заданным значением двоичного кода на цифровых входах ЦАП.

   ЦАП имеет 2 встроенных регистра, в которых  запоминается цифровой код. 
 

   ЦАП имеет 2 встроенных регистра, в которых запоминается цифровой код. Регистры соединены последовательно. При E1=1 входной код записывается в первый регистр, E2=1 – переписывается по второй регистр, а код находящийся в 1-ом регистре преобразуется в выходной ток.

   Преобразователь рассчитан на работу от двух источников питания Ucc1=5B и Ucc2=15BK при опорном напряжении UREF=10,24 В.

   На  рисунке 3.4 изображено обозначение  микросхемы К572ПА2 на схеме электрической принципиальной. В таблице 3.4 помещены обозначения выводов микросхемы и их функциональное назначение.

      Рисунок 3.4 – микросхема К572ПА2

      Таблица 3.4 - - Функциональное назначение выводов К572ПА2 

5. Дешифратор К155ИД

      Рисунок 3.5 – микросхема К155ИД3

   Этот  дешифратор позволяет преобразовать  четырехразрядный код поступивший на входы 1,2,4,8 в напряжение низкого логического уровня, появляющееся на одном из шестнадцати инверсных выходов 0-15. Дешифратор имеет два инверсных вывода разрешения А1 и А2 . Эти входы можно использовать как логические, когда дешифратор ИД3 служит демультиплексором данных. Тогда входы  1,2,4,8 используются как адресные, чтобы направить поток данных принимаемых входами А1 и А2, на один из инверсных выходов 0-15. Чтобы разрешить прохождение данных на выходы, на выходы А1 и А2следует дать напряжение низкого уровня.

      Таблица 3.5 – Электрические  параметры 

6. Дешифратор  К155ИД7

      Рисунок 3.6 – микросхема К155ИД7

       Дешифратор К555ИД7 (рис. 3.6) это высокоскоростной дешифратор-мультиплексор, преобразующий трехразрядный код 0,1,2 в напряжение низкого логического уровня, появляющийся на одном из восьми инверсных выходов 0-7 . 0,1,2 – входы, на которые в двоичном коде задается адрес требуемого активного выхода. Активным состоянием выхода является уровень логического нуля. Дешифрация происходит, когда на входах S1 и S2 напряжение низкого уровня, а на входе S3 высокого. При других сочетаниях уровней на входах разрешения на всех выходах имеются напряжения высокого уровня. 

7. Мультиплексор К155КП1

Рисунок 3.7 – микросхема К155КП1 
 

   МультиплексорК155КП1-16-входовой цифровой мультиплексор. Он позволяет с помощью четырех адресных входов выбора 1,2,4,8 передать данные, поступающие на один из входов 0-15 в инверсный выход Y.Если на инверсный вход разрешения А подано напряжение высокого уровня, на инверсном выходе Y также появится высокий уровень независимо от адреса   1,2,4,8, и данных на входах 1-15 . Напряжение низкого уровня на инверсном входе А разрешает прохождение данных от входов 1-15. Потребляемой микросхемой ток не превышает 68 мА, время задержки распространение сигнала от входов выбора 1,2,4,8  к инверсному  выходу  Y составляет 35 нс.

      Таблица 3.7 – Электрические  параметры 
 
 
 
 
 
 
 
 

8. Программируемый таймер КР580ВИ53

       Программируемый таймер используется для задания  временных интервалов в микропроцессорных системах и может применяться как одновибратор с программируемой длительностью импульсов, программируемый делитель частоты и счетчик внешних событий.

Рисунок 3.8 – микросхема К580ВИ53