Проект Ильдуса Харисова .
mailto:Ильдус Харисов <pic16f87@arat.ru>
Башкирия. Ново-Стерлитамакская ТЭЦ.
Тема для проектирования.
Многоканальность МИП Ш711/1 состоит в следующем: к измерительному входу одноканального АЦП при помощи модуля коммутатора подключается, какой либо канал после измерения канал отключается и подключается следующий канал, таким образом, опрашиваются все 60 каналов со скоростью 20 каналов за секунду. Коммутация каналов в модуле коммутатора осуществляется контактами герконовых реле типа РГК-15, всего в модуле коммутатора используется 21 или 22 реле. На один канал приходится по два реле. Одно реле коммутирует входной сигнал напряжения АЦП, а второе подключает источник стабилизированного тока к сопротивлению датчика. На модуле также находятся одно или два служебных реле.
В случае залипания контакта реле произойдет наложение канала на канал, что может вызвать ошибочное изменение результатов измерения по каким либо конкретным каналам или по всем каналам. Определение неисправного реле в статическом режиме (когда, поочередно подавая на катушки реле напряжение и прозвонкой определяя состояние контактов герконов) не представляется возможным. Определение неисправного реле возможно только в динамическом режиме с измерением динамических параметров герконовых реле и производить отбраковку по времени срабатывания и времени отпускания в течение продолжительного времени при условиях приближенным к рабочим. При скорости опроса 20 каналов за секунду время, отведенное на один канал составляет 50 миллисекунд. При времени преобразования АЦП равным 33 миллисекунды суммарное время срабатывания и отпускания не должно превышать 17 миллисекунд. В случае превышения этого значения к входу АЦП окажется, подключено два датчика параллельно, и результат измерения будет ошибочным.
Для измерения времени срабатывания и времени отпускания контактов герконовых реле было разработано тестирующее устройство для проверки модулей коммутаторов МИП Ш711. Данное устройство позволяет измерять время срабатывания и отпускания в интервале от 0.1 до 9.9 миллисекунды, продолжительность теста не ограничивается.
Аппаратная часть.
Тестер выполнен на печатной плате размером 155х155 мм из двустороннего фольгированного стеклотекстолита. Основой тестера является микроконтроллер PIC16F876-20I/SP (D1) производства фирмы Microchip, который работает на частоте 10 МГц стабилизированной кварцевым резонатором (ZQ1). Время выполнения одной инструкции составляет 0.4 микросекунды. Контроллер дает команды на включение и отключение реле, контролирует состояние контактов герконов, а также анализирует и выводит результаты теста на семисегментный девятиразрядный светодиодный индикатор. К выходам порта В микроконтроллера подключены дешифратор адресов реле (D2, D3, D4, VT18-VT29) и дешифратор разрядов (D5, D6, D7, VT9-VT17) светодиодного 9-ти разрядного цифрового индикатора. К выходам порта С через сопротивления и транзисторные ключи (R1-R16, VT1-VT8) подключены сегменты индикатора (HL1). К входам порта А подключены 4 шинки образованные контактами герконов на модуле коммутатора. Входы порта А подтянуты к напряжению питания резисторами (R19-R23). К 5-му биту порта А подключена кнопка управления (SB2). Эта кнопка имеет несколько предназначений: пуск и останов теста, пролистывание результатов теста. Тестер подключается к модулю коммутатора через выходной разъем (X1), а к входному разъему (X2) модуля коммутатора подключается специальная заглушка. Питается устройство напряжением +5В (для схемы управления) и +10В для коммутации реле. Для сброса микроконтроллера предусмотрена кнопка сброс (SB1).
Алгоритм работы.
В микроконтроллер была занесена программа со следующим алгоритмом работы устройства: подается напряжение на катушку определенного реле и начинается отсчет времени срабатывания, после того как контакты герконов замкнутся, отсчет времени прекращается, и текущий результат сравнивается с предыдущим и в память записывается большее значение. Далее контакты удерживаются замкнутыми в течение 33 миллисекунд (примерное время преобразования АЦП), снимается напряжение с катушки реле и начинается отсчет времени отпускания, после того как контакты герконов разомкнутся, отсчет времени прекращается, и текущий результат сравнивается с предыдущим и в память записывается большее значение. Последовательно тестируются все 22 (или 21 в зависимости от исполнения модуля) реле.
Программная часть.
Программа (объемом чуть менее 1 Кбайт) работы тестера находится в памяти программ микроконтроллера (флеш ПЗУ). Программа написана на ассемблере фирмы MicroChip в текстовом редакторе и компилирована при помощи программы MPASMWIN.EXE с созданием hex файла, который затем перенесен в контроллер с помощью программатора PICLIGHT-2 и программы IC-Prog. Программа состоит из основной программы и 10 подпрограмм:
- измерения времени срабатывания реле
- измерения времени отпускания реле
- индикации ошибки (определение неисправного реле и замыкания на шинах)
- задержки на 1 миллисекунду (время переключения разрядов индикатора)
- задержки на 0.1 миллисекунду (подсчет времени срабатывания и отпускания контактов герконов)
- задержки на 33 миллисекунды (время удержания контактов герконов в замкнутом состоянии)
- задержки на 1 секунду (устранение дребезга кнопки)
- индикации (управление светодиодным индикатором)
- преобразования 16-тиричного кода в 7-ми сегментный
- преобразования 8-ми разрядного НЕХ числа в 2-х байтное двоично-десятичное число.
Основная программа включает в себя:
- инициализацию контроллера (направление портов ввода вывода)
- очистку регистров памяти
- проверку нажатия кнопки
- проверку состояния шин перед выполнением теста
- тест
- проверку нажатия кнопки
- индикацию результатов теста
Заключение.
Описанное выше устройство было проверено в работе, с его помощью были обнаружены неисправные реле. По результатам измерения можно сделать вывод, что максимальное время срабатывания или отпускания не превышает 1.6 миллисекунды. В перспективе предполагается разработка переносного программатора для программирования настроечных параметров приборов Ш711/1 на базе однокристального микроконтроллера PIC16F877 с применением ЖК модуля и ПЗУ объемом 64 Кбайт.
Автор данного устройства не претендует на совершенство аппаратной и программной частей, и каждый желающий может усовершенствовать его по своему усмотрению.
Рис.1 Схема тестирующего устройства.
Рис. 2 Схема модуля коммутатора с заглушкой.
Расположение элементов
Вид сверху
Вид снизу
Скачайте исходный код программы микроконтроллера.
Скачайте шестнадцатеричный файл прошивки.
