Автоматизация работы железнодорожного переезда

Размещено на http://www.allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА РОССИИ

Самарский государственный университет путей сообщения

Курсовая работа

дисциплина: "Микропроцессорная техника"

на тему: "Автоматизация работы железнодорожного переезда "

Самара

Технической задание

Назначение системы

Управление шлагбаумом, светофором и звуком на ж/д переезде для обеспечения безопасности.

Технические требования

При приближение поезда шлагбаум опускается , загорается красный сигнал светофора , включается звук .При прохождение поезда шлагбаум открывается включается зеленый сигнал светофора ,выключается звук . При поломке включается красный сигнал светофора, шлагбаум открыт ,звука нет. Для массового применения на железной дороге.

Технически характеристики

Число датчиков приближения - 2 шт.

Число датчиков удаления -2 шт.

Расстояние до диспетчера 1 км.

Максимальная скорость поезда 120 км/ч

длина поезда -70 вагонов

Область применения системы

Может применяться на ж/д переездах для обеспечения безопасности

Введение

Микропроцессорные системы широко применяются в системах управления объектом.

Одной из распространенных задач это обработка и передача команд на исполнительные системы по данным полученных из датчиков. Один из примеров применения микропроцессорной системы является автоматизированный железнодорожный переезд. Благодаря использованию МС мы увеличиваем надежность , безопасность и пропускную способность железнодорожного переезда. Из-за использования МС в автоматизации железнодорожного переезда , которые программно реализуют тот или иной алгоритм выполнения действий мы получаем больше вариантов использования МС на железной дороге.

автоматизированный железнодорожный переезд

1. Назначение автоматизированного переезда

Автоматизированные железнодорожные переезды предназначены для решения следующей задачи: Увеличение уровня безопасности за счет удаления человека от непосредственного управления железнодорожным переездом.

2. Структурная схема

В этой МС мы используем два датчика приближения и два датчика удаления.

Так же используются исполнительные устройства: шлагбаум ,звуковое устройство и светофор с красным и зеленым сигналом .После каждого датчика устанавливается усилитель сигнала .Сигналы попадают в устройство ввода после которого он попадает в вычислительное устройства из него направляется в память программ и память данных . После обработки сигнала он направляется в устройство вывода и от него отправляются команды на исполнительные устройства.

Рис. 1 структурная схема вычислительной системы

Критерии эффективности и обоснование выбора базисных элементов для реализации автоматизации железнодорожного переезда

После определения функции ВС необходимо разработать схему конкретной ВС. На этом этапе требуется решить задачу эффективней по тому или иному критерию реализации сформулированной функции.

Существует множества различных критериев эффективности МС: быстродействие, энергопотребление, стоимость, отказоустойчивость, сложность, работоспособность в условиях индустриальной среды и т.д.

Положим, что проектируемый автоматизированный железнодорожный переезд предназначен для массового применения на железной дороге. Тогда главным критерием эффективности будет стоимость и сложность. Поэтому для реализации функции железнодорожного переезда выберем контроллеры на базе МП i8080 или совместимые с МП. К числу таких контроллеров можно отнести программируемые контроллеры МС2702, МС 1204.

3. Функциональная схема

Функциональная схема ж/д переезда выполненного на базе типового программируемого контроллера

Описание функциональной схемы

Функциональная схема МС для управления железнодорожным переездом содержит микропроцессор МП, генератор тактовых импульсов ГТИ ,системный контроллер СК, шинный формирователь адреса ШФ ,постоянное ПЗУ и оперативное ОЗУ запоминающие устройство , шина адреса ША ,шина данных ШД ,шина управления ШУ ,интерфейсный модуль :периферийный адаптер ППА .К периферийному модулю подклячены четыре датчика.

МП реализован на БИС КР580ВМ80.ГТИ реализован на микросхеме КР580ГФ24 и формирует синхросигналы для МП.

ШФ адреса ,выполненный на микросхеме КР580ВА86 и СК выполненный на микросхеме КР580ВК28, формирует сигналы для системной шины- ША ,ШД ,ШУ.

ПЗУ - энергонезависимая память , предназначенная для хранения программ.

ОЗУ - предназначена для записи и чтения данных в процессе вычислений.

ППА, выполненный на базе микросхемы КР580ВИ53, предназначен для подключения датчиков.

ПИТ ,выполненный на базе микросхемы КР580ВИ53 ,предназначен для формирования сигналов запуска АЦП из сигналов ГТИ .

Для практической реализации автоматизации работы железнодорожного переезда целесообразно выбрать промышленно выпускаемый контроллер ,например, МС2702 , МС1204 или другие контроллеры на базе однокристальных ЭВМ и сигнальных процессоров.

Функциональная схема микропроцессорной системы на основе типового промышленно выпускаемого контроллера приведена на рис .Число и состав микросхем в системе определяется требованиями ,предъявляемые потребителями .

В контроллере применяются следующие микросхемы :микропроцессор КР580ВМ80А, генератор КР580 ГФ24 системный контроллер КР580ВК28 ,буферная схема адреса ,построенная на двух микросхемах КР580ВА86для обеспечения нагрузочной способности по шине адреса. Объем памяти ЗУ и использование одной или несколько периферийных микросхем КР580ВВ51А, КР580ВИ53, КР580ВВ55А, КР580ВТ57, КР580ВН59, КР580ВВ79 или КР580ВГ75 определяет пользователь.

Микропроцессорная система имеет системную шину , образуемую из трех шин: адреса А15-А0, данных D7-D0 и управления. Системная шина позволяет строить микропроцессорную систему по модульному принципу: модуль центрального процессора, модуль ЗУ, модуль УВВ и т.д. Каждый может содержать собственные буферные схемы адреса и данных. Двунаправленные выводы данных периферийных микросхем рекомендуется подключать к системе шин через шинные формирователи (КР580ВА86 , КР580ВА87 или КР589АП16 , КР589АП26). Магистральная структура микропроцессорной системы позволяет подключить микросхемы ЗУ общей ёмкости до 64К байт и микросхемы УВВ до 256 каналов ввода и до 256 каналов вывода. Для помехоустойчивости системы низкочастотные помехи по цепи питания целесообразно фильтровать конденсаторами 0,1 мкФ ,включаемыми между шиной +5 В и общей шиной.

4. Листинг программы

MVI, 90h ; программирование ППА, портов А,B,C.

OUT 23h

IN 22h ;

MET 5 метка

ANI &08h ; наложение маски

JZ MET 1 ;если получаем 0 то система не включилась и переходим по метке

MET 4 метка

IN 20H ;записываем в ACC данные полученные с 20 порта

CPI 0000 ; наложение маски

JZ MET 2 ; если получаем ноль то переходим по метке

CPI 0001 ; наложение маски

JZ MET 2 ; если получаем ноль то переходим по метке

CPI 0100 ; наложение маски

JZ MET 2 ; если получаем ноль то переходим по метке

CPI 0101 ; наложение маски

JZ MET 2 ; если получаем ноль то переходим по метке

CPI 0010 ; наложение маски

JZ MET 3 ; если получаем ноль то переходим по метке

CPI 1000 ; наложение маски

JZ MET 3 ; если получаем ноль то переходим по метке

CPI 1010 ; наложение маски

JZ MET 3 ; если получаем ноль то переходим по метке

CPI 0110 ; наложение маски

JZ MET 3 ; если получаем ноль то переходим по метке

CPI 1001 ; наложение маски

JZ MET 3 ; если получаем ноль то переходим по метке

IN #000 ; если не получим не одного нуля тогда это поломка и мы в ACC записываем команду 001

WR 22h ;передаем команду , записанную в ACC ,на 22 порт

JMP MET 4 ; команда безусловного перехода

MET2 ; метка

IN 000 ; записываем в ACC команду 000

WR 22h ; передаем команду , записанную в ACC ,на 22 порт

JMP MET 4 ; команда безусловного перехода

MET 3 ; метка

IN 111 ; записываем в ACC команду 111

WR 22h ; передаем команду , записанную в ACC ,на 22 порт

JMP MET 4 ; команда безусловного перехода

MET 1 ; метка

IN 001 ;записываем в ACC команду 001

WR 22h ; передаем команду , записанную в ACC ,на 22 порт

JMP MET 5 ; команда безусловного перехода

Размещено на Allbest.ru