Сушка и обжиг материалов

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

1. Описание технологического процесса и оборудования сушки

2. Составление обобщенной схемы системы, описание связей между объектом управления, оператором и ТСА

3. Функциональная схема системы, конкретное определение системы, процесса сушки

3.1 Функциональная схема системы управления процессом сушки

4. Описание технологического процесса и оборудования обжига

4.1 Составление обобщенной схемы системы

4.2 Разработка алгоритма управления

5. Описание заданного комплекса технических средств

5.1 Микросхема КР581ВЕ1

Заключение

Список использованной литературы



ВВЕДЕНИЕ

На многих обогатительных фабриках для снижения влажности готового продукта используется сушка концентрата во вращающихся сушильных барабанах. Сушка представляет собой процесс удаления влаги из твердых влажных материалов, путем ее испарения отвода образующихся паров. Сушка концентрата в зимний период производится с целью предотвращения смерзания железорудного концентрата при транспортировке потребителям. Заполнение бункеров емкостью 1500 тонн, производится с помощью 12-ти плужковых сбрасывателей, установленных на конвейере № 63, по два на бункер каждого сушильного барабана. Производительность сушильного барабана составляет105 т/час, число оборотов барабана -6 об/мин. Время нахождения материала в барабане 10-15 минут. Угол наклона сушильного барабана - 3 °. Загрузка сушильного барабана регулируется автоматически изменением числа оборотов тарельчатых питателей.

Основная цель обжига - получение окатышей с оптимальными металлургическими свойствами: максимальное обезсеривание, придание достаточной прочности, обеспечивающее транспортировку, перегрузку и плавку окатышей в доменных печах без образования большого количества мелочи. В процессе обжига окатыши проходят пять технологических зон: сушка, подогрев, непосредственно обжиг, рекуперация и охлаждение. В первой технологической зоне - зоне сушки сырые окатыши избавляются от влаги при температуре 400-500 ⁰С. В зоне подогрева идет процесс разложения известняка и удаления остаточной влаги при температуре 900-1100 ⁰. В зоне обжига при температуре 1300-1600 ⁰С. Продолжается процесс окисления окатышей и их упрочнения. В зонах рекуперации и охлаждения практически готовые окатыши охлаждаются до температуры около 250 ⁰С.

Далее готовые окатыши по конвейерам поступают на отгрузку в вагоны или на склад. После обжига окатыши проходят технологический анализ по разным параметрам, таким как: содержание серы и извести, прочность на раздавливание и другим.



1. Описание технологического процесса и оборудования сушки

Одним из основных процессов в технологии переработки железных руд концентратов многих горнорудных предприятий является процесс сушки. Сушка необходима для обеспечения удовлетворительного хода операций грохотания переувлажненных богатых железных руд, устранения смерзаемости железных руд и концентратов при их перевозке в железнодорожных вагонах в зимнее время и сокращения стоимости перевозок руды по железной дороге за счет уменьшения веса груза на величину высушенной влаги.

Объем капитальных и эксплуатационных затрат на сушку занимает около четверти всех затрат на переработку железных руд, а расход топлива на этот процесс во всех отраслях народного хозяйства - не менее 10% от всего добываемого топлива в стране. Автоматизация в процессе сушки позволяет значительно повысить качество этого процесса, поднять производительность сушильных агрегатов, резко сократить расход топлива.

На большинство горнорудных предприятий страны для сушки концентратов и особенно богатых железных руд применяют вращающиеся сушильные барабаны как наиболее эффективные для сушки минерального сырья типа дробленных богатых железных руд и концентратов. При применении сушильных барабанов не предъявляется высоких требовании к стабильности качество сушимого материала в отношении крупности, равномерности измельчения, постоянство химического и структурного состава, исходной влажности и т.д. Технология сушки руд и концентратов в сушильных барабанах весьма проста и эффективна, а их производительность удовлетворяет масштабом горнорудного производства и может быть увеличена за счет повышения мощностей и габаритов сушильных агрегатов.

Процесс сушки как управляемый объект.

Как управляемый объект процесс сушки характеризуется следующими параметрами.

Входные:

- производительность барабана по кекуq_k;

- влажность кекаw_k; температура кекаT_k;

- гранулометрический состав кекаCx_k;

- расход топливаq_t;

- давление топливной магистрали p_T ;

- расход первичного воздуха q_B1;

- температура первичного воздуха T_B1;

- расход вторичного воздуха q_B2;

- температура вторичного воздуха T_B2;

- частота вращения барабанаn_б ;

Выходные:

- производительность барабана по высушенному продукту q_n;

- влажность продуктаw_n;

- температура отходящих газовТ_г;

- влажность отходящих газовw_г;

- температура в топке Т_тп;

- разрежение в топке р_тп.

В качестве управляемых параметров используются влажность высушенного продукта и температура отходящих газов, а также промежуточные параметры - температура в топке и температура газов в определенном сечении сушильного барабана.

Основные возмущающие воздействия - влажность температура кека, его гранулометрический состав, производительность по кеку, температура первичного и вторичного воздуха.



Рисунок 1. Структура процесса сушки для классификации его параметров.

Управляющими воздействиями могут служить расход топлива и расход вторичного воздуха. Использовать в качестве управляющего воздействия расход кека затруднительно следствие неравномерного поступления его с вакуум фильтров и большой влажности, а частоту вращения барабана трудно практически реализовать в связи со сложностью установки регулируемого привода.

Помехами процесса можно считать изменение теплоемкости топлива и материала.



2. Составление обобщенной схемы системы, описание связей между объектом управления, оператором и ТСА

Обобщенная схема системы автоматизации ( объект управления - ОУ, технические средства автоматизации - ТСА, оператор О) и связи между частями системы определяются при изучении технологического процесса и оборудования.

ОУ --- ТСА: Каналы сбора информации о процессе, объекте. Входы первых устройств.

ТСА --- ОУ: Каналы воздействия на объект управления. Выходы оконечных устройств.

ТСА --- О: Каналы вывода о процессе, объекте оператору. Перцептивная информация оператору.

О --- ТСА: Каналы ввода управляющей, командной информации от оператора. Входы вторичных устройств.

ТСА --- ТСА: Каналы ввода и вывода физических сигналов для вторичных устройств переработки информации. Входы и выходы вторичных устройств.

Рисунок 2. Обобщенная схема системы автоматизации процессом сушки.

1. 1 - Показание датчика температуры;

2. 2 - Сигнализация повышение или понижение температуры;

3. 3 - Регулирующий сигнал;

4. 4 - Регулирование расхода газа.

Концептуальная блок схема.

Концептуальная блок схема алгоритма содержит общие выражения, показывающие, что должно быть сделано. На этой стадии разработки программы требуется иметь не очень много функциональных блоков, так как записанная в них информация определяет основные действия системы управления.

На рисунке 3 показано концептуальная схема системы автоматизаций процессом сушки. Схема работает следующим образом: После включение системы, идет чтение показаний датчика температуры. Далее рассчитывает оптимальное значение температуры. Поступают в сравнительные устройства. Если Т = Т_с , то подается сразу на блок задержки с временем Т_с , а если Т =Т_с,

то сначала идет блок регулятора, и лишь после блок задержки. После времени Т_с, система включается заново.

Рисунок 3. Концептуальная блок-схема программно-управляемого сбора информаций.



Функциональная схема алгоритма.

Функциональном уровне разработки алгоритма каждый блок концептуальной блок схемы “расширяется” до такой степени, чтобы показать отдельные шаги, которые требуется совершить для достижения желаемого результата. Данная схема алгоритма должна быть как можно подробнее. На практике при переходе от концептуальной блок-схемы к функциональной схеме каждый шаг детализируется и вся схема значительно расширяется. Обычно функциональная схема алгоритма превышает концептуальную по числу блоков в 20 и более раз, тогда как следующая далее структурная схема машинных команд, как правило, превышает по объему функциональную не более чем три раза.

Функциональная схема алгоритма работает следующим образом: после включение системы, идет чтение показаний датчика температуры. Далее Рассчитывается оптимальный значение температуры, после этого поступает на устройства сравнение. Если Т_з=Т_д, то сразу блок задержки с временем Т_с, а если же Т_з=Т_д, тогда идет на блок регулятора. В зависимости от Т_з<Т_д, тогда если увеличение расхода газа, то возвращается на начало. А если уменьшение расхода газа, то подается на следующий датчик. Чтение показаний датчика давления, далее расчет оптимальный значение давления. После этого поступает на устройства сравнения.. Если Р_з=Р_д, то сразу поступает блок задержку с временем Т_с. А если Р_з=Р_д, тогда идет на блок регулятора. В зависимости отР_з<Р_д, тогда , если увеличение расхода газа, возвращается в начало. А если уменьшение расхода газа то подается сразу на блок задержки с временем Т_с.



3. Функциональная схема системы, конкретное определение системы, процесса сушки

Функциональная схема автоматизации является основным техническим документом проекта, которая определяет структуру системы управления, оснащение его средствами автоматизации, вход технического процесса и расположение оборудование.

По функциональной схеме разрабатываются электрическая принципиальная схема управления. Определяются наличие пунктов управления и его вид. Схемы на чертежах изображаются в упрощенном и развернутом способе построений условных обозначений. Развернутый способ более предпочтителен, так как несет наиболее полную информацию в системе.

Система управления процессом сушки должна обеспечивать оптимальный режим горения, необходимую скорость сушильного агента через барабан, поддержание газового режима в различных точках барабана и стабильную влажность высушенного продукта.

По степени влияния на основной регулируемый параметр процесса - влажность высушенного продукта - входные параметры располагается в следующем порядке: исходная влажность кека, расход кека, температура сушильного агента и расход топлива.



Рисунок 5. Производственные процессы сушки концентрата

Т- топка; ТБ - сушильный барабан; РК - разгрузочная камера; ЭФ - электрофильтр; 1а - датчик реле давления ДД-06; 1б,5а - мановакуумметр, ОБВ1-100; 2а, 3а - диафрагма камерная ДК6-150; 4а- напоромер мембранный НМП52; 6а - термопреобразователь ТСП-5071; 7а - термопреобразователь термоэлектрический ТХА-280 М; 8а - дифманометр ДКО-3702; 11а, 11б, 11в, 11г - комплект влагомера “Нейрон 3” (датчик ДВН-3, блок предварительного усиления БПУ-3, блок регистрационный РБ-2, потенциометр КСП-3); 12а, 12б - комплект гамма-реле ГР-7 (датчик, электронно-релейный блок); 13а, 13б - термопреобразователь сопротивления ТСМ-5071; 2б, 3б - дифманометр ДМ-23573; 2в, 3в, 8б - вторичные приборы КСД-3-1000; 3г, 7в, 8в- прибор регулирующий Р25.1; 6в - прибор корректирующий К15.2; 9а, 10а, 9б, 10б, 9в, 10в - комплект ЗЗУ-1 (фотодатчик ФСА-Г2, управляющий прибор, запальник); 13в - переключатель ПТИ-М; 13г - логомер Ш69006; 3д, 7г, 8г - пускатели ПБР-2-3; 3е, 7д, 8д - указатель положения В-12; 3ж, 7е, 8е - исполнительный механизм МЭО.



3.1 Функциональная схема системы управления процессом сушки

Система управления процессом сушки (рис.4) работает следующим образом:

1. Стабилизация соотношения “газ-воздух” с воздействием на расход первичного воздуха: 2а(3а) - 2б(3б) - 2в(3в) - 3г - 3д - 3ж.

2. Стабилизация температуры сушильного агента на входе в барабан СБ с воздействием на расход газа (7а - 7б - 7в - 7г - 7е ) с корректировкой по температуре отходящих газов (6а - 6б - 6в).

3. Стабилизация разрежения в топке с воздействием на направляющий аппарат дымососа (8а - 8б - 8в - 8г - 8е).

4. Контроль и сигнализация: давления первичного воздуха (4а-HL2) и газа (1а-HL1); погасания факела в топке Т-9а(10а)-9б(10б)-HL5, верхнего уровня в разгрузочной камере РК (12а - 12б - HL6); температуры газов до и после электрофильтра ЭФ (13а(13б) - 13в - 13 г - HL7). При срабатывании любого из перечисленных сигнальных приборов контроля разрежения (8б - HL4) и температуры отходящих газов (6б - HL3) релейная схема разрывает цепь питания соленоидного клапана СВ1 и подача газа прекращается.

5. Контроль давления газа перед форсунками (5а) и влажности высушенного продукта (11а - 11б - 11в - 11г).

Если обеспечивается контроль расхода кека в процессе сушки, то можно реализовать систему автоматического регулирования на процессе стабилизации соотношения “топливо - кек” с корректировкой по температуре отходящих газов. Это система стабилизирует тепловой режим барабана с корректировкой по отклонению его газового режима.



4. Описание технологического процесса и оборудования обжига

Обжиг при высокой температуре, которая достигается за счёт сжигания природного газа в шахтном пространстве, является одним из самых важных этапов процесса получения негашёной комовой извести.

Скиповым подъёмником известняк загружается в загрузочную чашу и далее - в шахту печи обжига.

Загрузочная чаша печей обжига известняка снабжена датчиком верхнего уровня, который контролирует загрузку печей.

Известняк с твёрдыми продуктами его разложения движется в шахте сверху вниз, а воздух, продукты горения и газообразные продукты диссоциации карбонатов - снизу вверх (принцип противотока).

По характеру тепловых взаимодействий шахта печи делится на три зоны, как при прохождении через них известняка, так и газов (рисунок 1).

- в первой по ходу известняка зоне - зоне подогрева происходит сушка и подогрев известняка за счёт тепла отходящих газов до 900^оС, а газы охлаждаются до 250^оС.

- вторая зона - где сжигается природный газ, происходит процесс теплового разложения карбонатов кальция и магния (CaCO₃ и MgCO₃) с поглощением тепла и при температуре 1300^оС. Зона обжига в печи является зоной основных химических реакций. Здесь происходит разложение карбоната кальция и получение извести;

- третья зона - зона охлаждения, в третьей зоне материал охлаждается поступающим в печь снизу воздухом.



Рисунок 6.Распределение зон обжига в шахтной печи.

По мере выгрузки извести в зону обжига поступает подогретый до 800-900^оС известняк, проходя через зону обжига, он нагревается до 1250-1300^оС.

Таблица 1 - Показатели технологического процесса

Контролируемый параметр	Ед. измер.	Норма
Уровень известняка в печи от уровня крышки загрузки печи	мм	Не менее 500
Температура в зоне подогрева	оС	Не менее 600
Температура в зоне обжига	оС	1150-1300

4.1 Составление обобщенной схемы системы

Контроль и регулирование температуры в зоне обжига осуществляется прибором ФЩЛ-501, установленном на щите, с регулирующим устройством (РУ), управляющим расходом природного газа. Импульсы на прибор поступают от термопар, вмонтированных в корпус в зоне обжига (6шт), кроме того, температура в зоне обжига периодически 2 раза в смену замеряется переносной термопарой.

ПБ - приёмный бункер

ПЧП - приёмная чаша печи

ДС - дымосос

ПО - печь обжига

Рисунок 7. Обобщенная схема системы обжига.

4.2 Разработка алгоритма управления

Для описания регулирования температуры в зоне обжига принят наиболее распространенный в практике инженерного проектирования формальный метод - язык блок-схем алгоритмов.

При построении блок-схемы алгоритма используется определенный набор графических символов, соединяемых между собой линиями. Символы обозначают выполняемые операции, а линии со стрелками - последовательность их выполнения. Символ может быть начальным, конечным, операторным и условным. Операторный символ обозначается прямоугольником, в который вписывается условное обозначение оператора, реализуемого на данном шаге алгоритма. Операторный символ означает выполнение некоторой операции или группы операций обработки информации. Логический символ означает выбор направления выполнения алгоритма в зависимости от того выполняется или нет некоторое логическое условие, обозначение которого вписывается в ромб. Если условие выполняется, то ветвление происходит по выходящей линии, обозначенной “+”, в противном случае по выходящей линии, обозначенной “-”.

На рисунке 3 представлен алгоритм регулирования температуры в зоне обжига, на рисунке 4 - концептуальная блок-схема алгоритма, на рисунке 5 - функциональная схема алгоритма.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 8. Алгоритм управления процессом обжига.

Измеренное в печи обжига датчиком значение температуры сравнивается со значениями верхнего и нижнего пределов температуры, если оно удовлетворяет условию, то начинается процесс обжига известняка, если нет - регулятором принимаются меры для поддержания температуры в заданных пределах, в данном случае - увеличение или уменьшение расхода газа с помощью заслонки (исполнительный механизм).



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 9. Концептуальная блок-схема алгоритма управления процессом обжига.

Рисунок 10. Функциональная схема алгоритма управления процессом обжига.

руда сушка обжиг затрата

Исполнительным механизмом в данном случае является асинхронный двигатель, рабочим органом - заслонка, датчиком температуры - термопары и вторичный датчик. Однако на практике такие датчики температуры дают погрешность около 25 % на уровне температуры 1300°С, обусловленная инструментальной точностью датчика (1.5 %).

Температура в печи обжига измеряется термопарой, свободные концы которой соединены компенсационными проводами с компенсационной коробкой. Если температура не соответствует уставке, выходной сигнал с микросхемы КР581ВЕ1 поступает на электропривод заслонки, через сервоусилитель. Время, которое подается сигнал, зависит от разницы между уставкой и действующей температурой сигнала. Таким образом, заслонка открывается или закрывается на определенный угол (увеличивается или уменьшается расход газа).



5. Описание заданного комплекса технических средств

Микропроцессорный комплект серии КР581.

Микропроцессорный комплект (МПК) серии КР581 предназначен для построения микро-ЭВМ типа “Электроника-60”, программой, совместимой с мини-ЭВМ семейства СМ ЭВМ.

Область применения: управление производством и технологическими процессами, сбор и обработка данных, решение научно-технических и экономико-статистических задач, проведение инженерно-конструкторских расчетов, моделирование и управление объектами в реальном масштабе времени.

Микропроцессорный комплект n-канальных МДП микросхем представляет собой 16-разрядный микропроцессор с микропрограммным управлением и включает в себя микросхемы шести типов (таблица 2):

Таблица 2. Микропроцессорный комплект серии КР581.

Тип микросхемы	Функциональное назначение	Тип корпуса
КР581ИК1	Обработка информации	413.48-5
КР581ИК2	Управление выполнением операций	413.48-5
КР581РУ1	Микропрограммное запоминающее устройство для реализации стандартного набора системы команд	413.48-5
КР581 РУ2	Хранение микрокоманд управления выполнением операций	413.48-5
КР581РУ3	Микропрограммное запоминающее устройство для реализации операций с плавающей запятой	413.48-5
КР581 ВЕ1	Микропроцессор с микропрограммным управлением	413.48-5

Микросхемы серии КР581 представляют собой функционально законченные узлы и блоки микропроцессора. Схема соединений микросхем МПК серии КР581 показана на рисунке 11.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 11. Схема соединений микросхем МПК серии КР581.

Общие характеристики МПК:

Разрядность обрабатываемых данных 8,16 бит

Управление Микропрограммный способ

Число типов команд, включая команды с плавающей запятой 72

Объем адресуемой памяти 64К байт

Число способов адресации 8

Число уровней прерывания 4

Шина адреса и данных Совмещенная

Быстродействие 250 тыс. операций/с

Система команд Типа “Электроника-60”

Для всех типов ИС МПК серии К581 статические параметры приведены в таблице 3, динамические - в таблице 4.



Таблица 3. Статические параметры.

Параметр	Обозначение	Значения параметров
		мин.	макс.
Напряжение питания, В	UСC1 UCC2 UCC3	4,75 11,4 -5.25	5,25 12,6 -4,75
Ток утечки входов, мкА	ILIO	--	1,2*
Ток утечки тактовых входов, мкА	ILIC	--	20*
Входное напряжение высокого уровня по тактовым входам, В	UIHC	11,4	12.6
Входное напряжение низкого уровня по тактовым входам, В	UILC	-0.5	+0,5
Емкость тактовых входов, пФ *При 7'=+25°С	СС	--	80*

Таблица 4. Динамические параметры.

		КР581	КР581.А	КР581ВЕ1
Параметр	Обозначение	мин.	макс.	мин.	макс.	мин.	макс
Длительность тактового цикла, нс	tC	400	--	600	--	300	--
Длительность тактового сигнала, нс	фC	90	--	125	--	70	--
Время задержки между тактовыми сигналами, нс	tD	20	--	20	--	5	--
Время перехода тактового сигнала при включении и выключении, нс	tTHLC tTLHC	10	50	10	50	--	20 *
Время перехода входных сигналов при включении и выключении, нс	tTHL tTLH	5	50	5	50	--	10

5.1 Микросхема КР581ВЕ1

Микросхема КР581ВЕ1 представляет собой микропроцессор с микропрограммным управлением, в функциональном отношении аналогичный базовому МПК серии КР581, состоящему из микросхем КР581ИК1, КР581ИК2, КР581РУ1, КР581РУ2. Она обеспечивает реализацию системы команд базового МПК (типа “Электроника-60”).

Микросхема изготовляется по высокоточной n-канальной МДП-технологии с поли-кремниевыми затворами.

Область применения:

- управление производством и технологическими процессами;

- сбор и обработка данных;

- решение научно-технических и экономико-статистических задач;

- проведение инженерно-конструкторских расчетов;

- моделирование и управление объектами в реальном масштабе времени.

Таблица 5. Функциональное назначение выводов.

Вывод	Обозначение	Тип вывода	Функциональное назначение
6-10 12-17 19-23	DA0--DA15	Входы/выходы	Шина адреса и данных. Используется мультиплексный режим работы информационных шин, адресныесигналы, команды и данные передаются по одной шине.
26-29	М21--М18	Выходы	Разряды 18-21 микрокоманд
43	INRRQ1		Требование прерывания от внешнего устройства.
44	INRRQ2	Вход	Требование прерывания по таймеру.
42	INRRQ3	Вход	Требование прерывания по питанию.
41	INRRQ4	Вход	Требование прерывания по регенерации ОЗУ.
37	RA	Вход	Сигнал “Готово”. Подается в случае, когда данные установлены в канале или приняты
38	SR	Вход	Сигнал “Сброс”. Начальная установка адреса
39	СОМР	Вход	Сигнал “Отладка”. Используется при технологической отладке.
40	ВBUSY	Вход	Сигнал “Канал занят”. Подается в случае занятости канала. Микропроцессор переходит в режим ожидания.
32	INRAK	Выход	Сигнал “Подтверждение прерывания”. Означает, что требование прерывания принято.
33	SYN	Выход	Синхросигнал. Формируется при установке адреса в канале и сохраняется до конца цикла обращения к каналу.
34	DI	Выход	Сигнал “Ввод данных”. Формируется при операциях ввода данных.
35	WRBY	Выход	Сигнал “Запись байта”. Формируется при операциях вывода адреса или при выводе байта.
36	DO	Выход	Сигнал “Вывод данных”. Формируется при операциях вывода данных.
47, 25 46, 24	С1-С4	Выход	Тактовые сигналы от внешнего генератора.
11		-	Напряжение питания +5В.
1		-	Напряжение питания +12В.
48		-	Напряжение питания -5В (напряжение смещения подложки).
45	GND	-	Общий.

Условное графическое обозначение КР581ВЕ1 приведено на рисунке 12.

Рисунок 12. Условное графическое обозначение КР581ВЕ1.

Общие характеристики КР581ВЕ1:

Разрядность обрабатываемых данных 8,16 бит

Управление Микропрограммное

Число типов команд 64

Объем адресуемой памяти 64 Кбайт

Число способов адресации 8

Число уровней прерывания 4 Шина адреса и данных Совмещенная

Быстродействие 330 тыс. операций/с

Система команд Типа”Электроника-60”



Таблица 5. Функциональное назначение выводов КР581ВЕ1.

Рисунок 13. Структурная схема КР581ВЕ1.

Условно в структурной схеме можно выделить три основных функциональных блока:

- обработки информации, включающий в себя арифметико-логическое устройство, блок регистров общего назначения, дешифратор для адресации к РОН и схемы управления ЛЛУ;

- управления выполнением операций, включающий в себя контроллер микропрограммной последовательности (КМП), регистры команд и микрокоманд, логику управления вводом и выводом информации и обработки прерываний;

- микропрограммное постоянное запоминающее устройство (МПЗУ).

Обмен информацией между основными блоками микропроцессора осуществляется по внутренней шине микрокоманд.

Работа микропроцессора происходит следующим образом. Команда, подлежащая исполнению, поступает на совмещенную шину адреса и данных (DA15, DA0 на структурной схеме), заносится в регистр команд и поступает во внутреннюю шину микрокоманд. Начинается процесс вычисления адреса начала последовательности микрокоманд (микропрограммы), реализующей данную системную команду. Принятая команда по ШМК поступает далее на расшифровку на входы контроллера микропрограммной последовательности.

Выходная информация КМП является функцией предыдущей микрокоманды, системной команды, слова состояния и управляющей информации. Вычисленный адрес по ШМК поступает на входы ПЗУ микропрограмм (МПЗУ), которое формирует соответствующую данному адресу микрокоманду. Емкость матрицы МПЗУ-1К 22-разрядных микрокоманд.

Младшие 18 разрядов микрокоманды направляются в ШМК для ее исполнения, старшие 4 разряда поступают в шину управления для управления внешними устройствами (M18-M21).

Разряды 0-15 микрокоманды поступают в регистр микрокоманд, где хранятся весь период ее выполнения. С выхода регистра микрокоманд микрокоманда поступает снова на вход КМП для участия в вычислении адреса следующей микрокоманды. Адресная часть микрокоманды поступает на входы дешифратора для дешифрации содержимого блока регистров общего назначения, а код операции микрокоманды подается для расшифровки на логику управления АЛУ, которая вырабатывает сигналы, управляющие режимом работы АЛУ. Информация с выхода дешифратора поступает на адресные входы блока РОН. Выбранные из блока регистров общего назначения данные поступают на обработку в АЛУ, которое параллельно обрабатывает два операнда.

В качестве одного из операндов может использоваться литеральная часть микрокоманды.

Результат обработки информации АЛУ записывается в блок регистров общего назначения по адресу, определенному разрядами 0-3 микрокоманды. При операциях ввода информация, поступающая по ШАД, записывается в блок регистров общего назначения, а при операциях вывода выводится в ШАД.

Блок РОН состоит из 26 8-разрядных регистров: 10 регистров могут прямо адресоваться микрокомандами; 4 адресуются прямо и косвенно (косвенная адресация осуществляется в соответствии с адресными полями системной команды, хранящейся в регистре команд). Эти регистры, как правило, содержат операнды источника и назначения, информацию о текущем состоянии, а также выполняют специальные функции центрального процессора, например счетчик команд, указатель стека; 12 регистров имеют только косвенную адресацию и используются в качестве регистров общего назначения при выполнении команд.

Микропроцессор на микрокомандном уровне работает в конвейерном режиме, при котором выполнение одной микрокоманды совмещается во времени с вычислением адреса и выборкой очередной микрокоманды. Выполнение операций над байтами осуществляется за один микрокомандный цикл.

В случае если происходит операция над полным словом (16 разрядов), то она завершается за два цикла под управлением одной двухцикловой микрокоманды.

Система микрокоманд микросхемы КР581ВЕ1 полностью совпадает с системой микрокоманд МПК серии КР581.

Для управления работой микросхемы используется серия из четырех тактовых сигналов С1-С4. Под микрокомандным циклом t_c понимается период следования любого из тактовых сигналов. В случае, когда нет режима ввода или вывода информации, шины DA15-DА0 устанавливаются в 3-е (высокоомное) состояние.

Статические параметры КР581ВЕ1 приведены в таблице 6.

Таблица 6. Статические параметры КР581ВЕ1.

Параметр	Обозначение	Значения параметров
		Мин.	Макс.
Ток потребления от источника Ucс1, мА	ICC1	-	8*
Ток потребления от источника Ucс2, мА	ICC2	-	36*
Ток потребления от источника Ucс3, мА	ICC3	-	0.8*
Входное напряжение тактовых сигналов высокого уровня, В	UIHC	11.4	12.6
Входное напряжение тактовых сигналов низкого уровня, В	UILC	-0.5	0.5
Входное напряжение высокого уровня, В	UIH	3.4	5.25
Входное напряжение низкого уровня, В	UIL	-0.5	0.7
Выходное напряжение высокого уровня, В	UOH	2.3**	-
Выходное напряжение низкого уровня, В	UOL	-	0.6***
Емкость входов, пФ		-	15*
* При Т=+25°С ** При IOH=-80 мкА *** При IOL=0,8 мА

Определим структуру проектируемой системы управления процессом обжига известняка.

В состав системы управления (рисунок 9) входят следующие структурные блоки:

- объект управления (печь обжига);

- измерительный преобразователь (термопары);

- микропроцессорный комплект серии КР581;

- исполнительный механизм;

- рабочий орган (заслонка).

Рисунок 14. Структурная схема регулирования температуры.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения данного курсового проекта получены следующие результаты:

1. Описан технологический процесс обжига и составлена обобщенная схема системы обжига.Регулируемым параметром выбрана температура в зоне обжига.

2. Для регулирования выбранного параметра разработан и описан алгоритм управления, его концептуальная и функциональная блок-схемы.Полученный алгоритм может быть положен в основу разработки структурной схемы автоматизации процесса обжига.

3. Рассматривается структура процесса сушки для классификации его параметров. Показаны блок-схемы управления процессом сушки.

4. Разобрана концептуальная блок-схема алгоритма управления процессом сушки и обжига.

5. Описан заданный комплекс технических средств

Микропроцессорный комплект серии КР581.

6. Составлена структурная схема регулирования температуры.

7. Разработана структурная схема автоматизаци сушки и обжига.



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Модернизированный агрегатный комплекс электрических средств регулирования в микроэлектронном исполнении АКЭСР-М. Каталог ГСП, Информприбор, вып. 11,12. Москва,1984г, 96 с.

2. Микропроцессорные средства диспетчеризации, автоматики, телемеханики-микроДАТ. Каталог ГСП, вып.5, Информприбор, Москва,1984г.

3. Комплекс модифицированных средств цифрового управления (МСЦУ). Каталог ГСП, вып. 10,11,12, Москва, Информприбор,1987г.

4. Буль Б.К., Буль О.Б., Азанов Б.А., Шоффа В.Н. Электромеханические аппараты автоматики. М.: Высшая школа, 1988г.

5. Исембергенов Н.Т., Сарсенбаев Н.С., Фогель А.А. Элементы и устройства автоматики. Методические указания к лабораторным работам. Алматы, КазНТУ. 2005г.

6. Автоматическое управление технологическими процессами обогатительных фабрик: Троп, Козин, Прокофьев.

7. Метрановский номенклатурный каталог 2000г.

8. Жарковский Б.И. Приборы автоматического контроля и регулирования. - М.: ВШ, 1989 г.

9. http://www.master-ok.com

10. http://www.dvgups.ru

11. http://www.adl.ru

12. http://www.irimex.ru

13. В. В. Шувалов. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. М: ВШ, 1991г.

14. Е. Б. Петрова. Методическое пособие по расчету надежности схем автоматизации. 1993г.

Размещено на Allbest.ru

...