Лабораторная работа №1. Тема: «Управление температурой объекта в заданных пределах»

Тема: «Управление температурой объекта в заданных пределах»

Цель занятия: Ознакомление с основными задачами моделирования процессов управления технологическими параметрами в заданных пределах.

Отрабатываемые вопросы

1.Построение математической модели процесса управления.

2.Построение структуры подключения дачников и исполнительных устройств.

3.Изучение алгоритма и программы моделирования, оценка результатов.

Организационно – методические указания

Задача управления поддержанием заданного значения технологического параметра, например, температуры окружающей среды в заданных пределах Тmin - Тmax имеет широкое применение в бытовой и автомобильной технике и многих других областях техники.

Задание. Построить модель контроллерной системы управления температурой, поступающей с датчиков. Значения Tmin и Tmax объекта управления при моделировании будут хранится в регистрах процессора, их значения при выполнении работы студентом определяются самостоятельно. Структура подключения входных и выходных устройств показана на рис. 1.

Значения входных температур с датчиков температуры хранятся при моделировании в памяти данных симулятора контроллера и загружаются предварительно с клавиатуры персонального компьютера.

Рис.1. Схема управления температурой

Обработка данных заключается в следующем. Введенные с датчиков 5 значений параметров хранятся в виде массива в ячейках области ввода памяти данных контроллера.

Вначале требуется вычислить среднее значение температуры: Tср=∑Ti/m, где m=5 - количество температур. После определения Tср необходимо ее сравнить с Tmin и Tmax и сформировать на линиях выходного порта контроллера Р0 управляющие сигналы Y1 и Y2, поступающие в ИМ «Охладитель среды» и «Нагреватель среды».

Также требуется в индикаторы, подключенные к выходным портам Р1 и Р2, вывести среднее значение температуры Тср и максимальное значение - Тmax.

1. Разработка алгоритма управления температурой. Схема алгоритма управления температурой в заданных пределах приведена на рис.2.

Первый блок обеспечивает начальную загрузку в регистры процессора Тmin=3 в регистр R3 и Тmax=10 – в регистр R4. В ячейки памяти данных ввести значения температур, поступающих от датчиков для одного из трех случаев:

· входные температуры находятся внутри диапазона Тmin и Tmax;

· входные температуры меньше Тmin;

· входные температуры больше Т.

Также необходимо установить количество температур в регистр-счетчик R5 и обнулить выходные порты.

2.Подготовка программы моделирования.

$Mod812

;начальная установка регистров и портов

М5: MOV R0,#40H; начальный адрес в ПД значений Тi (i=1-5)

MOV R1,#05H; счетчик числа Тi

MOV R3,#0AH; значение Тmax

MOV R4,#03H; значение Тmin

MOV B,#05H; количество Тi

CLR A

CLR P2.6

CLR P2.7

; вычисляем суммы Тi иТ_ср

M1: ADD A,@R0

INC R0

DJNZ R1,M1

DIV AB; Тср

;сравнение температур

MOV R5, A; сохраняем результат Тср в регистре R5

SUBB A, R4; сравниваем значение Тср со значением Тmin

JC M2; анализ значения Тср.

MOV A,R5; записываем в аккумулятор значение Тср

SUBB A,R3; сравниваем значение Тср со значением Тmax

JNC M4; анализ значения Тср

JMP M3

M2: SETB P2.6

JMP M5

M4: SETB P2.7

JMP M5

3.Подготовка программы поиска максимальной температуры.

MOV R0, #40H; начальная установка регистров

MOV R1, #05H

MOV A, @R0;загрузка в аккумулятор 1-ой температуры

M9: INC R0

MOV R6, A; в регистре R6 копируем первую температуру

SUBB A, @R0; сравнение температур

JC M7

MOV A,R6; в А копируем текущую максимальную температуру

JMP M10

M7: MOV A,@R0

M10: DJNZ R1, M9

MOV P3, A

M11: JMP M11; данная команда имитирует останов программы

END

Рис. 2. Алгоритм управления температурой

4. Выполнить трансляцию, загрузку и моделирование программы.

5.Выполнить оценку времени выполнения программы и показать результаты работы преподавателю.