2. Проектирование сод с помощью программы «Светофорный пост» 10
2.1. Установка программы 10
2.2. Порядок проектирования 10
2.3. Параметры 11
2.4. Цвета и уставки 12
2.5. Направления 14
2.7. Программы 16
2.8. Суточный график 16
2.9. Табло вызова пешеходами 18
2.10. Координатор 19
2.11. Параметры УСк 20
2.12. Параметры ДТ 21
2.13. Компиляция и запись СОД в контроллер 22
Приложение 1. Структура промтакта 23
Приложение 2. Работа контроллера УК4 с ТВП 24
Термины и определения
АПП Автоматический переключатель программ
ВПУ Выносной пульт управления
ДТ Детекторы транспорта
ЖМ Режим «Желтое мигание»
КК Режим «Кругом красное»
МГР Местное гибкое регулирование
ОС Режим «Отключенный светофор»
РУ Ручное управление
САУДТ Система автоматического управления дорожным движением
СВП Светофорный пост
СОД Схема организации движения
ТВП Табло вызова пешеходами
Основы программирования контроллеров за 5 минут
ТСКУ Телемеханическая система координированного управления
УСК Указатели скорости
Введение
Схема организации движения (СОД) представляет собой набор параметров, записываемых в контроллер УК4, с помощью которых осуществляется регулирование дорожным движением на перекрестке. СОД проектируется и записывается в контроллер по последовательному интерфейсу RS232 с помощью персонального компьютера и специальной программы «Светофорный пост». То есть, программа «Светофорный пост» предназначена для настройки контроллера УК4 на конкретный светофорный перекресток.
Контроллер УК4 предоставляет широкие возможности для реализации самых сложных схем организации движения на перекрестке и обладает большим набором настроечных параметров. Для лучшего их понимания в первой главе данного документа описан алгоритм работы контроллера. Во второй главе описана последовательность действий для работы в программе «Светофорный пост».
1. Алгоритм работы контроллера
1.1. Возможные состояния контроллера
Контроллер может находиться в одном из следующих состояний:
- отключенный светофор (ОС) – все каналы отключены;
- желтое мигание (ЖМ) – мигание каналов желтого цвета;
- кругом красное (КК) – включены каналы только красного цвета;
- фаза – включена какая-либо фиксированная фаза, всего возможно 16 фаз;
- программа – работа по одной из 16 программ.
1.2. Источники состояний
- автоматический переключатель программ (АПП);
- инженерный пульт (ИП);
- детекторный адаптер;
- сетевой адаптер;
- табло вызова пешеходами (ТВП);
- выносной пульт управления (ВПУ);
- конфликт.
Источник: studfile.net
Разработка алгоритма информационной системы
Алгоритм — набор инструкций, описывающих порядок действий исполнителя для достижения некоторого результата.
Программирование ПЛК (программируемых логических контроллеров). Введение.
Алгоритм существует не сам по себе, а предназначен для определённого исполнителя. Он описывается в командах исполнителя, который этот алгоритм будет выполнять. Объекты, над которыми исполнитель может совершать действия, образуют среду исполнителя. Исходные данные и результаты любого алгоритма всегда принадлежат среде того исполнителя, для которого предназначен алгоритм [5].
Любой алгоритм обладает следующими свойствами.
Дискретность — алгоритм должен представлять процесс решения задачи как последовательное выполнение некоторых простых шагов. При этом для выполнения каждого шага алгоритма требуется конечный отрезок времени, т.е. преобразование исходных данных в результат осуществляется во времени дискретно. Можно считать, что шаги выполняются мгновенно в моменты времени t0, t1, t2…, а между этими моментами ничего не происходит.
Элементарность шагов означает, что объем работы, выполняемой на любом шаге зависит от характеристик исполнителя алгоритмов, но не зависит от входных данных и промежуточных значений, получаемых алгоритмом. Для численных алгоритмов такими элементарными шагами могут быть, например, сложение, вычитание, умножение, деление, сравнение двух 32-разрядных чисел, пересылка одного числа из некоторого места памяти в другое. К элементарным шагам не относится сравнение двух файлов, так как время сравнения зависит от длины файлов, а длина потенциально неограниченна.
Детерминированность — определённость. В каждый момент времени следующий шаг работы однозначно определяется состоянием системы: алгоритм выдаёт один и тот же результат для одних и тех же исходных данных. Результаты не зависят ни от каких случайных факторов. С другой стороны, существуют вероятностные алгоритмы, в которых следующий шаг работы зависит от текущего состояния системы и генерируемого случайного числа. Однако при включении метода генерации случайных чисел в список «исходных данных», вероятностный алгоритм становится подвидом обычного.
Понятность — алгоритм для исполнителя должен включать только те команды, которые ему (исполнителю) доступны, которые входят в его систему команд.
Завершаемость (конечность, определённость) — при корректно заданных исходных данных алгоритм должен завершать работу и выдавать результат за конечное число шагов. С другой стороны, вероятностный алгоритм может и никогда не выдать результат, но вероятность этого равна 0.
Конечность алгоритма означает, что для получения результата нужно выполнить конечное число шагов, т.е. исполнитель в некоторый момент времени останавливается. Требуемое число шагов зависит от входных данных алгоритма.
Массовость — алгоритм должен быть применим к разным наборам исходных данных.
Результативность — завершение алгоритма определенными результатами. Если же входные данные уникальны, то алгоритм в силу свойства определенности (детерминированности) будет давать всегда один и тот же результат и само построение алгоритма теряет смысл [6].
Алгоритм содержит ошибки, если приводит к получению неправильных результатов либо не дает результатов вовсе.
Алгоритм не содержит ошибок, если он дает правильные результаты для любых допустимых исходных данных.
Функции бизнес-логики по сбору и обработке данных, и получение результата, в разрабатываемой информационной системе, выполняются микроконтроллером. Поэтому основным алгоритмом работы информационной системы будет являться алгоритм работы микроконтроллера.
С момента начала отопительного сезона система отопления здания должна функционировать непрерывно. Отсюда следует что в основе алгоритма микроконтроллера будет заложен определенный цикл, который будет выполняться бесконечно, пока не поступит команда из вне о прерывании цикла или выход из строя какого ни будь датчика.
После того, как смонтировано и настроено все оборудование, происходит запуск алгоритма контроллера. Блок схема алгоритма работы контроллера представлена на рисунках 5.1 и 5.2.
Контроллер считывает с внутренней памяти проект программы, и производит компиляцию для дальнейшего ее исполнения. После компиляции программного кода происходит проверка успешности и целостности скомпилированной программы. Если во время компиляции произошла ошибка контроллер выдает сигнал об ошибке и приостанавливает свою работу. После успешной процедуры компиляции происходит запуск главного рабочего цикла контроллера.
Рабочий цикл контроллера состоит из следующих этапов:
2) выполнение пользовательской программы;
3) установление значений на выходах.
Если хотя бы один из этапов завершиться с ошибкой цикл прерывается, контроллер выдает ошибку, и приостанавливает свою работу. Если все этапы проходят успешно, то рабочий цикл будет повторяться бесконечное количество раз, пока не будет прерван из вне.
Рисунок 5.1 — Блок — схема алгоритма работы контроллера (начало)
Рисунок 5.2 — Блок — схема алгоритма работы контроллера (конец)
Выполнение пользовательской программы состоит из пяти важных этапов. Первый этап — измерение давления. Полученный сигнал с входа преобразуется в численное значение после чего, происходит сравнение этого значения.
Если давление в системе отопления выходит за пределы рабочего диапазона, меньше 1 или больше 2,9 атмосферы, то в строковую переменную записывается значение «Авария! Давление в системе выше или ниже нормы». Цифровым выходам присваивается значение «FALSE», переменной «i», (номер режима работы) присваивается значение «1».
После чего происходит сравнение значения переменной «n», (предыдущий режим работы), с значением переменной «i». Если значения равны, рабочий цикл запускается заново. В противном случае, происходит запись всех переменных в log-file, и так же происходит переход к началу рабочего цикла.
Если значение давление в системе отопления укладывается в рабочий диапазон, то начинается выполнение второго этапа — измерение температуры жидкости в системе отопления.
Во втором этапе, после того как сигнал с датчика температуры жидкости преобразован в численное значение, снова встречается условное ветвление программы типа «Если». Данное условие проверяет находится ли значение температуры жидкости в своем рабочем диапазоне.
Так как в системах отопления чаще всего применяется обыкновенная вода, то минимальная температура жидкости должна быть не ниже 4 градусов по Цельсию. При более низкой температуре состояние воды начнет меняться, переходить в твердое состояние — замерзать.
А максимальная температура жидкости должна быть не выше 90 градусов по Цельсию, в противном случае вода будет стремится перейти в газообразное состояние — пар. Поэтому, если измеряемая температура воды в системе отопления выйдет за границы указанного диапазона, цифровым выходам присваивается значение «FALSE», в строковую переменную записывается значение «Авария!
Температура жидкости в системе выше или ниже нормы.» А переменной «i» присваивается значение «2». После чего снова идет сравнение переменных «i» и «n». Если они равны, то происходит возврат к началу рабочего цикла контроллера. Если нет, то происходит перезапись переменной «n» значением переменной «i», и происходит запись значений всех переменных в log-file, и возврат к началу рабочего цикла.
Если значение температуры жидкости соответствует заданному условию, программа переходит к выполнению третьего этапа.
Третий этап — измерение температуры воздуха окружающей среды. Осенью, когда отопительный сезон уже начался, и весной, когда он еще не закончился температура окружающей среды может достигать высоких значений днем и низких в ночное время. Для экономии энергоресурсов вводим дополнительное условие. После перевода сигнала с аналогово входа в цифровой вид, оценим значение: является ли температура воздуха снаружи здания ниже 10 градусов по Цельсию. Если значение удовлетворяет условию переходим к четвертому этапу.
Четвертый этап — измерение и первая оценка температуры внутри здания. После получения цифрового значения температуры воздуха в помещении необходимо выполнить оценку: является ли полученное значение комфортной температурой. При этом комфортная температура в разное время года может изменять свое значение и зависит от значения температуры окружающей среды. Для этого будет необходимо найти уравнение зависимости комфортной температуры в помещении от температуры окружающей среды.
Если значение температуры воздуха в помещении ниже рассчитанного значения комфортной температуры, то происходит переход к пятому этапу.
При отрицательном исходе условного ветвления в третьем и четвертом этапе программа выполняет одинаковые действия. Значения на цифровых выходах равны «FALSE», переменной «i» присваивается значение «3». Так же, как и в предыдущих случаях происходит сравнение переменных «текущего» и «прошлого» состояния.
Если значения равный программа начинает свою работу с начала, в противном случае переменная «n» принимает значение переменной «i», и происходит запись информации в log-file. Далее программа начинает выполняться заново. Отличие отрицательного ветвления третьего и четвертого этапа заключается в присваиваемом значении в строковую переменную. В третьем этапе записывается строка: «Отопление здания не требуется», а в четвертом этапе: «Система отопления работает исправно».
Пятый этап — второе условие оценки температуры воздуха внутри помещений. При правильной эксплуатации здания, поддержания его в исправном состоянии, и правильно подобранного нагревательного оборудования разница температуры внутри помещения с минимальной комфортной температуры не должна отличаться более чем на 5 градусов по Цельсию в меньшую сторону. Минимальная комфортная температура для административных зданий равна 19 градусам по Цельсию, значит значение для оценки данного условия равно 14. Если значение температуры выше оценочного на данном этапе, то первому и второму цифровому выходу присваивается значение «TRUE», а третьему и четвертому значение «FALSE».
Значения для строковой переменной и переменной «текущего» состояния, а также сравнения переменных «текущего» и «прошлого» состояния происходит как на четвертом этапе. И происходит возврат к началу программы.
Если температура воздуха на пятом этапе ниже оценочного значения, значит произошел сбой в работе оборудования или данная ситуация получилась в результате неправильной эксплуатации здания. Для предотвращения наихудших вариантов развития, необходимо подключит дополнительные мощности по нагреву здания. Для этого значения всех цифровых выходов принимают значения «TRUE».
В строковую переменную заносится предупреждающее сообщение: «Внимание! Резкое охлаждение помещений», а значение переменной «i» становиться равной 4. Далее снова следует сравнение значений «текущего» и «прошлого» состояния для того что бы узнать о необходимости произвести запись данных о работе котельной в log-file. После этого происходит переход к началу алгоритма.
Уравнение зависимости комфортной температуры в здании от температуры воздуха окружающей среды
Комфортная температура воздуха в административных зданиях в зимний период должна укладываться в диапазон от 19 до 25 градусов по Цельсию. При этом, чем холоднее становиться температура окружающей среды, тем выше должна быть температура в помещениях, но укладываясь в диапазон комфортных температур. В таблице 5.1 показано соотношение температуры окружающей среды к температуре воздуха внутри помещений.
Таблица 5.1 — Соотношение температур.
Температура окружающей среды
Источник: studentopedia.ru
Укрупнённая блок-схема алгоритма работы ПК
Целью курсовой работы является разработка программируемого контроллера (ПК), предназначенного для управления в функции времени судовыми механизмами дискретного действия.
1. Исходные данные для проектирования:
Таблица 1
| Номера механизмов | Задержка t, с | Начальный адрес размещения программы | Формулировка задачи | Вид алгоритма |
| 1,3,6 | 80D | С нажатием кнопки первые два механизма пускаются сразу, а механизм 6 через время t | Линейный |
2. Другие данные и условия проектирования:
— схема ПК выполняется на основе микропроцессора КР580ВМ80;
— интерфейс ПК выполняется на основе микросхемы программируемого параллельного интерфейса типа КР580ВВ55;
— на незадействованные для управления заданными механизмами выходы ПК сигналы подаваться не должны;
— алгоритм управления запускается в работу кратковременным (менее t) нажатием управляющей кнопки.
3. Тип микропроцессорной микросхемы или блока для анализа их характеристик: NL-4AO
4. Программа разрабатываемого программируемого контроллера должна быть отлажена на учебном микропроцессорном комплекте и продемонстрирована в работе во время защиты курсовой работы.
Содержание
1. Задание на курсовую работу. 3
2. Структурная схема ПК. 4
3. Характеристики микропроцессорного модуля NL-4AO. 8
4. Укрупнённая блок-схема алгоритма работы ПК. 12
5. Детальная блок-схема алгоритма работы ПК. 13
6. Расчёт задержки времени. 14
7. Программа работы ПК. 17
8. Список использованной литературы. 18
Структурная схема ПК
Упрощенная структурно-принципиальная схема ПК содержит набор функциональных узлов, присущих большинству ПК, используемых в судовых системах автоматики.
Блоки ПК связаны между собой тремя информационными шинами – шиной адреса (ША), шиной данных (ШД) и шиной управления (ШУ). Совокупность этих шин образует системную магистраль.
В ПЗУ хранится программа работы контроллера. Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) служит для временного хранения данных. Микропроцессор (МП) обеспечивает математическую и логическую обработку информации и работает по программе хранящейся в ПЗУ, реализует собственно алгоритм работы ПК. Темп работы МП задается генератором тактовых импульсов.
Таймер (Т) используется для организации работы ПК в функции времени. Контроллер прерываний (КПР) обеспечивает оперативную реакцию ПК на внешние события, не терпящие отлагательства. Например, сигналы от датчиков критических параметров управляемого оборудования.
Блок последовательного интерфейса (ИПС) обеспечивает связь данного контроллера с другими ПК или центральной ЭВМ. Он позволяет организовать работу ПК в составе комплексной системы автоматизации судна. Наиболее часто в блоке ИПС реализован один из стандартных последовательных интерфейсов – CL или RS-232С (а также модификации последнего).
Блок параллельного интерфейса на рисунке раскрыт до уровня принципиальной схемы. Через устройство сопряжения с объектом (УСО) он обеспечивает связь с управляемым оборудованием (механизмами), а также с пультом управления (ПУ).
Параллельный интерфейс выполнен на основе БИС программируемого параллельного интерфейса (ППИ) КР580ВВ55, широко используемой для этих целей в контроллерах самого разного назначения.
В состав параллельного интерфейса входит также дешифратор (Д) включающий в работу ППИ, когда МП обращается (т.е. задает адрес) к какому-либо порту микросхемы. При этом выбор конкретного порта в микросхеме осуществляется двумя младшими разрядами кода адреса, подаваемыми на входы А0 и А1 микросхемы с шины адреса.
Направление передачи информации между МП и ППИ определяется сигналами, поступающими с ШУ на входы RD или WR. При наличии сигнала RD (чтение) информация из выбранного порта через шину данных передается от ППИ (с выходов D0 – D7) к МП. При наличии сигнала WR информация от МП поступает в один из портов ППИ.