Методичка к курсовой работе по МПСУ + Варианты заданий

Методические указания к курсовой работе “Программируемый контроллер для управления судовыми механизмами” по курсу “Микропроцессорные системы управления”.

Специальность 2406 “Эксплуатация электрооборудования и автоматики судов”.

1. Задание на курсовую работу

Целью курсовой работы является разработка программируемого контроллера, предназначенного для управления в функции времени судовыми механизмами дискретного действия.
К судовым механизмам дискретного действия можно отнести многочисленные насосы, клапаны, вентиляторы, контакторы, автоматические выключатели и т.д. Общим для них является способность находиться в двух возможных состояниях - включен - выключен, замкнут - разомкнут, открыт - закрыт и т.д. При дистанционном или автоматическом управлении такими механизмами они имеют, как правило, электромеханический привод (электродвигатель, электромагнит). Поэтому, сигнал управления на пуск или остановку механизма также имеет электрическую природу. Во многих случаях он формируется с помощью электрического контакта, коммутирующего цепь управления привода. Например, кнопка “Пуск” магнитного пускателя электродвигателя обеспечивает замыкание цепи питания силового контактора, его срабатывание и подачу питания на электродвигатель. При дистанционном или автоматическом управлении контакты кнопки “Пуск” (и кнопки “Стоп”) заменяются или дублируются контактами маломощного электромагнитного реле, управляемого дистанционно от соответствующего блока автоматики. Современные судовые блоки автоматики, реализующие дистанционное или автоматическое управление рассматриваемыми механизмами, выполняются на основе программируемых контроллеров.
Программируемый контроллер (в дальнейшем ПК) является универсальным блоком для построения судовых систем автоматики. ПК представляет собою небольшую, с ограниченными вычислительными возможностями микроЭВМ. Специализация такой микроЭВМ под конкретную задачу автоматизации обеспечивается всего лишь установкой микросхемы ПЗУ, где находится программа работы ПК. При этом электрические схемы контроллеров, решающих разные задачи, могут быть совершенно идентичны. Такой принцип построения блоков судовой автоматики обеспечивает ряд существенных преимуществ /1/.
Алгоритм управления значительной части судовых механизмов строится в функции времени, т.е. управляющие воздействия должны поступать либо с заданными задержками, либо механизмы должны отработать определенное время и т.д. Например, процесс пуска электродвигателя в функции времени предполагает поочередное выведение из работы ступеней пускового сопротивления, с определенной выдержкой времени на каждой ступени.
Исходными данными для выполнения курсовой работы являются:
- количество управляемых механизмов (от 1 до 8) и их условные номера (в порядке подключения к контроллеру);
- временная задержка t, реализуемая алгоритмом управления;
- начальный адрес размещения программы управления в адресном пространстве микроЭВМ (в 16-ричном коде);
- формулировка задачи управления (алгоритма);
- вид алгоритма (линейный или циклический);
- тип одной из больших интегральных микросхем (БИС), входящих в состав ПК.
Пример записи исходных данных, выдаваемых индивидуально каждому учащемуся дан в приводимой ниже таблице.
Таблица

Общими для всех вариантов выполнения курсовой работы являются следующие данные и условия:
- структурная схема ПК, выполненного на микропроцессоре КР580ВМ80;
- интерфейс ПК, выполненный 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;
- адреса портов ввода/вывода контроллера для всех вариантов одинаковы (см.п.4).

2. Порядок выполнения курсовой работы

Курсовая работа включает последовательную разработку следующих вопросов:
- структурная схема ПК;
- характеристики одной из БИС, входящих в схему ПК, или заданного микропроцессорного блока;
- укрупненная блок - схема алгоритма работы ПК;
- детальная блок - схема алгоритма работы ПК;
- расчет временной задержки;
- программа работы ПК.
В таком же порядке излагается и содержательная часть пояснительной записки к курсовой работе.
В период разработки программы учащемуся предоставляется учебный микропроцессорный комплект (УМК) /4/, /5/, для отладки программы ПК. УМК, так же, как и ПК, выполнен на основе микропроцессора КР580ВМ80, что позволяет использовать его в качестве отладочного модуля.
Курсовая работа подлежит защите. При защите учащийся должен:
- показать глубокое понимание содержания пояснительной записки, а также теоретических разделов курса, относящихся к теме курсовой работы, обосновать принятые в курсовой работе решения;
- продемонстрировать работоспособность разработанного ПК на учебном микропроцессорном комплекте.

3. Требования к содержанию и оформлениюпояснительной записки

Пояснительная записка выполняется на листах формата А4, общим объемом до 25 листов рукописного текста. Записка должна быть составлена в следующем порядке:
- титульный лист;
- лист с заданием и исходными данными;
- содержательная часть;
- список литературы.
Титульный лист оформляется по общепринятым требованиям, с указанием факультета, кафедры, темы курсовой работы, наименованием дисциплины, фамилий и инициалов учащегося и преподавателя.
Задание на курсовую работу составляется на отдельном листе с указанием цели и задач курсовой работы, индивидуальных (в табличной форме) и общих исходных данных.
Содержательная часть должна включать разделы, перечисленные в п.2. настоящих методических указаний. Конкретные требования к содержанию этих разделов приведены в последующих пунктах методических указаний.
Список литературы должен содержать перечень только действительно использованной при выполнении курсовой работы литературы.

4. Варианты заданий на курсовую работу по МПСУ "Программируемый контроллер для управления судовыми механизмами"