При многокомпонентной газовой смеси — возврат к шагу 3.

По достижении заданного процентного соотношения — открытие впускного клапана, газовая смесь начинает поступать в печь.

По истечении текущего этапа — закрытие клапана.

Если давление в камере сравнялось с атмосферным, то переход к шагу 3 — следующему этапу (с закрытием клапана).

Открытие клапана сброса давления в камере смешивания. Если этап не последний, то перейти к шагу 1, иначе — завершить процесс.

Функционирование комплекса — поэтапное, для каждого этапа характерен определенный набор параметров ХТО, основные из которых — время обработки, количество, пропорции составляющих смешивания, температура.

Контроллер со специализированным прикладным программным обеспечением (ПО) должен обеспечивать управление параметрами газовой атмосферы, изменение которых должно осуществляться по заданному закону.

Для удобства практической реализации алгоритм ХТО удобно представить в виде автоматной модели (см. граф-схему, рис.4). Это ориентированный граф, вершины которого представляют действия (исполняемые операторы — составляющие технологии), а ребра (дуги) — условия переходов операторов.

Граф-схема позволяет наглядно представить алгоритм: его составляющие, число независимых состояний, их взаимосвязи, ориентировочно определить число команд, состав и объем оперативного запоминающего устройства программируемого контроллера.

Третья глава посвящена задачам обоснования информационного, программного и технического обеспечения АСУ ТП.

В основу разработок подсистем автором положены следующие общие требования:

Параметры входной информации.

Датчик давления в камере смешивания — аналоговый, выход по напряжению (0 – 10 В) с собственным стабилизированным источником питания.

Двунаправленный интерфейс для связи аппаратно-программного блока управления с ПК.

Параметры выходной информации.

Выходные сигналы управления электромагнитными клапанами.

16-разрядная параллельная шина управления высокоточным регулятором температуры (ВРТ). Формат управляющего слова: двоично-десятичный код.

Требования к элементной базе.

Допускается использование как отечественной, так и импортной элементной базы, в случае импортных компонентов они должны быть в свободной продаже на территории РФ.

Требования к программному обеспечению (ПО).

Разрешается использовать как язык ассемблера выбранного МК, так и компилятор языка высокого уровня (напр., языка С)

Специализированное ПО должно функционировать под операционными системами семейства Windows NT, возможно также использование любой современной интегрированной среды разработки (Visual Studio, Delphi и т. п.)

Требования надежности:

Аппаратная часть: время наработки на отказ T0 ? 100000 ч, вероятность безотказной работы P(100) ? 0,996; P(1000) ? 0,99.

Программное обеспечение: для предотвращения некорректной работы оказалось необходимым реализовать:

Контроль вводимых пользователем данных

Вывод сообщений об ошибках

Возможность повторного ввода

В программном обеспечении предусмотрена возможность аварийной остановки комплекса.

Конструктивные требования

Изделие должно быть выполнено в виде автономного блока.

Устройство должно сохранять свою работоспособность при соблюдении следующих условий:

Диапазон температур: 0о – 70о С

Электронная часть должна быть герметична от воздействия агрессивной среды.

Техническое описание

Аналоговый сигнал с датчика давления подается на аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и преобразуется в цифровой код — эквивалент аналоговой величине. Показания с АЦП снимаются управляющим микроконтроллером (МК), также подключенным к шине управления (ШУ) и высокоточному регулятору температуры (ВРТ), блоку управления клапанами (БУК) и к персональному компьютеру (ПК).

Связь МК с ПК обеспечивается посредством интерфейса USB, рис.5. МК осуществляет обмен данными с ПК, а также управление ВРТ и БУК по заданному алгоритму, рис.3.

Основные характеристики USB интерфейса.

Равномерная пропускная способность:

гарантированная пропускная способность и низкие задержки голосовых и аудиоданных;