│ │
│ S P R Á V A Z L A B O R A T Ó R N E H O C V I Č E N I A │
│
│ NÁZOV ÚLOHY: Riadenie teploty mikropočítačom s použitím │
│ termočlankového snímača. │
│ ZADANIE ÚLOHY: │
│ 1.Naučiť sa správne pochopiť princíp činnosti riadenia teploty │
│ mikropočítačom,funkcii činnosti jednotlivých blokov v sché- │
│ me pracoviska,teoreticky zhodnotiť namerané veličiny,.. │
│ 2.Ozrejmiť si možnosti riadenia teploty použitých komponentov │
│ v blokovej schéme pracoviska pre regulovanie sústavy.
│
│ │
│ │
│ │
│ │
└───────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
Riadenie teploty mikropočítačom .
Pod pojmom riadenie teploty môžeme napr.považovať udržovanie teploty na požadovanej úrovni,alebo zmena a udržovanie teploty za určitý čas podľa údajov uložených v tabuľke alebo dátach.
Udržovanie konštantnej teploty zadanej z klavesnice počítača.
Pre riešenie tejto úlohy použijeme poznatky z predošlého cvičenia,t.j.merania teploty.Program premeranie teploty s termočlánkovým snímačom upravime a doplnime blokom pre riadenie.
Zvolime si toleranciu pre riadenie.V uvedenom programe je zvolená tolerancia Ż 1 0C.
┌────────────┐ ┌───────────┐ ┌───────────┐
│ Merací │ │ A/D │ │ Riadiací │
┌──┤ zosilňovač ├───┤ prevodník ├───┤ mikropoč.├──┐
│ └────────────┘ └───────────┘ └───────────┘ │
│ │
│ │
┌───┴─────┐ ┌────────────┐ ┌────────────┐ ┌────┴────┐
│ Temočl.
│ │ Regulovaná │ │ Ohrievacie │ │ Akčný │
│ snímč ├────┤ sústava ├────┤ teleso ├───┤ člen │
└─────────┘ └────────────┘ └────────────┘ └─────────┘
Bloková schéma pracoviska pre regulovanie statickej sústavy.
Úlohy pre praktické cvičenie :
1.Prekontrolujte si program pre udržovanie konštantnej teploty s použitím termočlánkového snimača uvedený pod názvom teplo85 a popíšte hrubo činnosť programu tuškou vo vytlačenom programe.
2.Na zostavenom pracovisku pre regulovanie statickej sústavy dvojpolohovým regulátorom s využitím mikropočítača charakteristické veličiny regulačného procesu.Namerané hodnoty zapíšte do tabuľky.
3.Zo získaných údajov nakreslíte priebeh regulovanej a akčnej veličiny pri regulácii jednokapacitnej statickej sústavy.
4.Vypočítajte periódu kmitov a frekvenciu spínania.Pojednajte o zmenách týchto veličin z hľadiska programu a použitých komponentov.
5.Pojednajte o jednotlivých blokoch zosatveného pracoviska,použitého výkonového členu a realizovaní podobnej úlohy v praxi.Vyjadrite svoje poznámky k úlohe vrátane bezpečnosti práce.
Meranie teploty s využitím mikropočítača.
Na vstupný port počítača môžeme pripojiť iba digitálnu vstupnú veličinu na potrebnej logickej úrovni,napr.TTL logika.Teplota je analógová veličina a preto ju musime najprv pomocou D/A prevodníka previesť na číslicovú.Prevodníkov máme veľa typov a môžeme ich rozdeliť napr.do dvoch skupin a to priame a nepriame.Nepriame prevodniky nam umožnia previesť analógovú veličinu na číslicovú potrebnej logickej úrovne ale túto musime počítačom pomocou programu ďalej spracovať,teda dekódovať.Príkladom nepriamých prevodníkov môže byť prevodník teplota - dlžka impulzu alebo teplota - kmitočet.
Snímače:termistorový,termočlánkový,PN prechod,dilatačný,...
Meranie teploty s požitím termočlánkového snímača.
Ohrioevaním termočlánku vzniká termoelektrické napätie,ktoreho veľkosť je rádove mV až 10-ky mV.Charakteristika termočlánku je približne leneárna a preto z nameraných veličin prevedieme lineárnu aproximáciu.
Výstupné napätie z termočlánku zosilnime v mercom zosilňovači.
Bloková schéma meracieho zosilňovača.
Popis činnosti meracieho zosilňovača.
`
Pod pojmom riadenie teploty môžeme napr.považovať udržovanieŹ
teploty na požadovanej úrovni,alebo zmena a udržovanie teplotyŹ
za určitý čas podľa údajov uložených v tabuľke alebo dátach.
Udržovanie konštantnej teploty zadanej z klavesnice počítača.
Pre riešenie tejto úlohy použijeme poznatky z predošléhoŹ
cvičenia,t.j.merania teploty.Program premeranie teploty sŹ
termočlánkovým snímačom upravime a doplnime blokom pre riadenie.
Zvolime si toleranciu pre riadenie.V uvedenom programe je zvolenáŹ
tolerancia Ż 1 0C.
Meranie teploty s využitím mikropočítača.
Ź Na vstupný port počítača môžeme pripojiť iba digitálnuŹ
vstupnú veličinu na potrebnej logickej úrovni,napr.TTLŹ
logika.Teplota je analógová veličina a preto ju musime najprvŹ
pomocou D/A prevodníka previesť na číslicovú.Prevodníkov mámeŹ
veľa typov a môžeme ich rozdeliť napr.do dvoch skupin a to priameŹ
a nepriame.Nepriame prevodniky nam umožnia previesť analógovúŹ
veličinu na číslicovú potrebnej logickej úrovne ale túto musimeŹ
počítačom pomocou programu ďalej spracovať,tedaŹ
dekódovať.Príkladom nepriamých prevodníkov môže byť prevodníkŹ
teplota - dlžka impulzu alebo teplota - kmitočet.
Tabuľka nameraných veličin:
┌──────────┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┬───┐
│ Čísl.mer.│ 1 │ 2 │ 3 │ 4 │ 5 │ 6 │ 7 │ 8 │ 9 │10 │11 │12 │13 │
├──────────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│ Číslo │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
├──────────┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┼───┤
│ Nameraná │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ teplota │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
└──────────┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┴───┘
Na výpočet koeficientov lineárnej aproximácie použijemeŹ
daný program.Výsledné hodnoty koeficientov dosadime do rovniceŹ
teploty v programe teplot83. Po úprave a spustení programuŹ
prevedieme kontrolu presnosti meranej teploty tak,že priŹ
nameraných hodnotách v bodoch pre aproximáciu porovnáme nameranéŹ
apočítačom zobrazované hodnoty.Na základe takto získaných údajovŹ
vyhodnotime rozdiely.
Program teplot83;{Meranie teploty termoclankovym snimacom}
uses crt,printer;
var t1,t2,t3 : byte; k : char;
tepl : integer;
teplota : real;
begin repeat
asm
mov dx,302h
@0: in al, dx
rcl al,1
jc @0
@1: in al, dx
rcl al,1
jnc @1
in al,dx
and al,0fh
mov byte ptr t1,al
@2: in al,dx
rcl al,1
jc @2
in al,dx
and al,0fh
mov byte ptr t2,al
@3: in al,dx
rcl al,1
jc @3
in al,dx
rcl al,1
rcl al,1
jc @3
@4: in al,dx
rcl al,1
rcl al,1
rcl al,1
jnc @4
in al,dx
and al,0fh
mov byte ptr t3,al
end;
tepl := t1+10*t2;
if t3 = 10 then tepl := -tepl else tepl := tepl + 100*t3;
teplota :=20.79+0.9209*tepl;
writeln(teplota:0:3);
delay(200);
until keypressed;
end.
Úlohy pre praktické cvičenie :
1.Prepojte alebo skontrolujte prepojenie meraciehoŹ
pracoviska:napájanie,pripojenie V/V portov,...
2.Overte funkčnosť daného programu,t.j.vypísovaniu obsahu bxŹ
registra na obrazovku.Zároveň skontrolujte hladinuŹ
kvapaliny a funkčnosť kontrolného teplomera.
3.Preveďte meranie závislosti nainkrementovaného čísla odŹ
teploty od min.teploty s krokom 5 stup.C do teploty max.80Ź
stup.C.Namerané hodnoty zapíšte do tabuľky.
4.Pomocou daného programu preveďte aproximáciu a získanéŹ
koeficienty si zapíšte.
Tabuľka nameraných veličin :
┌──────────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┐
│ │ 1 │ 2 │ 3 │ 4 │ 5 │ 6 │ 7 │ 8 │ 9 │ 10 │
│ Č.M.
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
├──────────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤
│ Teplota │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ stup.C: │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
├──────────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤
│ Nainkr. │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ číslo: │ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
└──────────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┘
Program teplo10;
Tabuľka nameraných veličin :
Regulovaná sústava :.......................................
┌───────────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┐
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ Čas (s): │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
├───────────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ Tepl.max.
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ Yh : │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
├───────────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ Tepl.min.
│ │ │ │ │ │ │ │ │ │
│ Yd : │ │ │ │ │ │ │ │ │ │
└───────────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┘
Ymax.┌────────────────────────────────────────────────────────
│
│
│ │
│ │
│ │
│ Yh │- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
│ Yd ├ - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
│
│
│
│
├────────────────────────────────────────────────────────
Xmax.│- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
│
│ │
│ │
│ │
Xmin.└────────────────────────────────────────────────────────
───────────> t
Priebeh regulovanej a akčnej veličiny podľa nameraných hodnôt.
Zaverečné zhodnotenie :
.
