(форма ВКР)

Автоматизированная система управления безопасностью

(тема ВКР)

удаленного объекта по каналам связи

Используемые сокращения и обозначения 3

Введение 3

1. Автономная промежуточная радиорелейная станция – объект мониторинга. 3

1.1 Основные сведения 3

1.2 Цифровая радиорелейная станция типа МИК-РЛ400Р 3

1.3 Состав оборудования радиорелейной станции 3

1.4 Принципы организации микропроцессорных систем дистанционного мониторинга 3

2. Разработка конструкторской документации системы управления безопасностью удаленного объекта 3

2.1 Структурная схема 3

2.2 Функциональная схема 3

2.3 Основные функциональные узлы системы 3

2.3.1 Датчик температуры 3

2.3.2 Датчик дыма пожарный 3

2.3.3 Датчик давления газов 3

2.3.4 Микроконтроллер с АЦП 3

2.3.5 Система видеонаблюдения и контроля открытых дверей 3

2.3.6 Индикаторное табло 3

2.3.7 Источник питания 3

2.4.Разработка принципиальной электрической схемы устройства 3

2.4.1 Выбор микроконтроллера разрабатываемого устройства 3

2.4.1.1 Микроконтроллер AVR ATmega8535. Общие сведения 3

2.4.1.2 Арифметико-логическое устройство ATmega8535 3

2.4.1.3 Память ATmega8535 3

2.4.1.4 Порты ввода-вывода параллельные 3

2.4.1.5 Последовательный интерфейс SPI 3

2.4.1.6 Последовательный интерфейс UART 3

2.4.1.7 Таймеры микроконтроллера 3

2.4.1.8 Аналоговый компаратор 3

2.4.1.9 Аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3

2.4.2 Датчик температуры DS18B20 3

2.4.3 Датчик давления Метран-150L 3

2.4.4 Датчик дыма DSM501B 3

2.4.5 Модуль пожаротушения «Буран 2,5» 3

2.4.6 Система видеонаблюдения 3

2.4.7 Схема электрическая принципиальная автоматизированной системы управления безопасностью удаленного объекта 3

3. Разработка программного обеспечения системы 3

4. Реализация АСУ с передачей мониторинговой информации по каналам радиорелейной связи в диспетчерский пункт 3

4. 1 Структура АСУ 3

4.2 Формат представления данных в АСУ 3

4.4 Обоснование выбора аппаратуры РРЛС 3

Заключение 3

Список использованной литературы 3

Приложение 1 3

Приложение 2 3

Приложение 3 3

В настоящее время в большинстве развитых стран, в том числе в Российской Федерации, наблюдается тенденция к ужесточению требований касающихся обеспечения пожарной безопасности и организации соответствующего мониторинга. Современный уровень развития микропроцессорной техники и опыт построения на ее основе информационно-измерительных систем позволяет организовать автоматизированные системы оповещения на основе датчиков. Наиболее востребованы подобные системы на промышленных объектах, где отсутствует возможность постоянного наблюдения со стороны обслуживающего персонала.

Существующие на большей части российских предприятий системы дистанционного контроля морально устарели. Следовательно, задача оснащения таких предприятий средствами мониторинга технологических параметров, в особенности на пожароопасных производствах, является весьма актуальной.

Данная задача может быть решена, применением комплексных систем автоматизации со встроенными средствами регистрации параметров процесса, однако финансовая составляющая подобного решения, в первом приближении, равняется десяткам миллионов рублей и для старого оборудования неоправданно высока. Более рационально будет применение датчиков и программного обеспечения российского производства, взаимодействующих по открытым протоколам.

Сложившаяся тенденция последнего десятилетия свидетельствует о все возрастающей роли микропроцессоров и микроконтроллеров применяемых в системах автоматизированного управления. Универсальность применения большинства микроконтроллеров и разнообразие систем построенных на основе микропроцессорной техники, а также недостижимая средствами дискретной элементной базы гибкость таких систем делают применение микроконтроллеров де-факто стандартом в проектировании автоматизированных систем управления.

АСУ способны эффективно решать задачи на уровнях, от управления отдельными модулями и заканчивая управлением технологическими процессами и производствами в целом. В подобных системах применяются всевозможные средства реализации алгоритмов управления. На сегодняшний день самыми эффективными служат цифровые методы управления.

Элементная база последнего поколения при незначительных затратах на аппаратные средства, дает возможность реализации различных алгоритмов обработки данных цифровыми методами. Преимущества данного подхода - общеизвестны. При этом, сегодня роль аналоговых средств существенно снизилась в силу недостаточной точности, стабильности и функциональной гибкости реализуемых систем. Таким образом, основная область использования аналоговых устройств - подготовка сигналов для дальнейшего преобразования в цифровой код.

Помимо данных функций, технические средства с микропроцессорным управлением позволяют реализовать множество вспомогательных алгоритмов преобразования данных при относительно небольших затратах.

Подобная функциональная избыточность дает возможность использования одних и те же средств при решении целого спектра различных задач. Это становится возможным несмотря на различие требований, реализуемых алгоритмов и функций. Зачастую выбор определенных параметров, режимов и алгоритмов работы программируется, т.е. формируется процедурами настройки. Соответственно современные технические устройства на базе микропроцессоров должны обладать необходимой функциональной гибкостью и возможностью варирования параметров и режимов работы.

Типовая структура автоматизированной системы управления приведена на рис. 1.

Рис.1 Структурная схема автоматизированной системы управления

Основные функции ключевых элементов АСУ представлены ниже: •

- контроллер - основной элемент системы управления, реализующий алгоритмы управления и обработки данных в соответствии с поставленными задачами, потоком данных входного интерфейса, управляющих команд пульта управления и интерфейса обмена с другими средствами управления;

- интерфейс входной - прием и преобразование сигналов от датчиков в формат, удобный для дальнейшей обработки;

- интерфейс выходной - преобразование выходных данных системы в сигналы управления исполнительными устройствами;

- пульт управления и индикации - средства управления и отображения данных о параметрах и режимах работы для оператора объекта управления .

Следовательно, в вышеприведенной структуре основным средством реализации алгоритмов управления является контроллер, так как он преобразует поток входных данных и команд X в соответствующий поток управляющих данных Y на выходе системы :

Y=Ψ(X)

Алгоритмы преобразования Ψ могут быть реализованы как аппаратно (аппаратная реализация), так и программно (программная реализация).

В качестве подсистемы реализующей передачу мониторинговой информации в диспетчерский пункт служит цифровая радиорелейная связь (ЦРРС). Особенность данной работы состоит в том, что объектом исследования служит автономная станция радиорелейной связи выполняющая одновременно функцию подсистемы обеспечения безопасности объекта.

Цель работы:

Целью данной работы является разработка автоматизированной системы управления безопасностью удаленного объекта по каналам связи.

Задачи:

- Изучение особенностей построения автоматизированных систем управления на базе микроконтроллеров;

- Освоение средств и методов программирования микроконтроллеров;

- Изучение принципов управления основными параметрами безопасности удаленного объекта по каналам связи;

- Приобретение практических навыков программирования контроллеров для автоматизированных систем управления.