Управление МКС осуществлялось при помощи двух блоков - панели управления и газораспределительной панели. Первый управлял микроохладителем (МО) и компрессорной установкой (КУ) - обеспечивал питание МО, вырабатывал сигналы старта и остановки компрессоров, осуществлял подсчет времени наработки МО, индикацию работы управляемых устройств, автоматическое выключение второго МО. Второй управлял газораспределительным устройством, обеспечивая примерную индикацию высокого и низкого давлений (через показания вольтметра), управление регуляторами давления и распределения криоагента.
Все управление осуществлялось непосредственно с ПУ при отсутствии возможности дистанционного управления с ЦКУР, блоки имели большие габариты и вес. К недостаткам штатного устройства также можно отнести недостаточный уровень защиты от нежелательных состояний (например, возможность работы КУ без включенного МО, что было запрещено инструкцией по эксплуатации компрессора).
Модернизация ПУ подразумевает устранение недостатков имеющейся установки, для чего предусматривается объединение функций ПУ и ГРП в едином блоке, что упрощает конфигурацию системы и экономит место, соединительные кабели и питание. Необходимо также осуществить возможность полноценного дистанционного управления МКС с ЦКУР, предусмотреть ряд дополнительных возможностей (точная индикация давлений, расширение функции ручного управления с панели, возможность дальнейшей модернизации).
Таким образом, задачи разрабатываемого устройства выглядят следующим образом:
обеспечение питания двигателей МО;
включение / выключение МО, в том числе дистанционно;
включение / выключение КУ, в том числе дистанционно;
температурный контроль важных узлов МКС, в том числе дистанционно;
подсчет времени наработки МО и КУ и выдача этой информации, в том числе дистанционно;
индикация высокого и низкого давлений;
управление регуляторами давления, в том числе дистанционно;
управление регулятором распределения, в том числе дистанционно;
автоматическую защиту от всех нежелательных состояний, в том числе автоматическое выключение второго МО;
индикация всех параметров работы МКС - включение устройств, температуры, давлений, в том числе дистанционно;
Выбор микроконтроллера
За последние годы в микроэлектронике бурное развитие получило направление, связанное с выпуском однокристальных микроконтроллеров (МК), которые предназначены для “интеллектуализации" оборудования различного назначения. Однокристальные (однокорпусные) микроконтроллеры представляют собой приборы, конструктивно выполненные в виде БИС и включающие в себя все составные части “голой” микроЭВМ: микропроцессор, память программ и память данных, а также программируемые интерфейсные схемы для связи с внешней средой. Использование микроконтроллеров в системах управления обеспечивает достижение исключительно высоких показателей эффективности при столь низкой стоимости (во многих применениях система может состоять только из одной БИС микроконтроллера), что микроконтроллерам, видимо, нет разумной альтернативной элементной базы для построения управляющих или регулирующих систем. К настоящему времени более двух третей мирового рынка микропроцессорных средств составляют именно однокристальные микроконтроллеры.
Использование микроконтроллеров в изделиях не только приводит к повышению технико-экономических показателей (стоимости, надежности, потребляемой мощности, габаритных размеров), но и делает их легко модифицируемыми и адаптивными. Использование микроконтроллеров в системах управления обеспечивает достижение высоких показателей эффективности при низкой стоимости. Аппаратные и схемотехнические решения переносятся в плоскость программного кода. Так как одной из целей модернизации МКС было уменьшение габаритов устройства и повышение надежности, использование микроконтроллера представляется совершенно необходимым для решения поставленной задачи.
В ходе работы был выбран микроконтроллер ATmega16 от фирмы Atmel -
лидера по разработке и производству высокоинтегрированных полупроводниковых компонентов, в частности микроконтроллеров, энергонезависимой памяти, программируемой логики и радиочастотных компонентов. Поставленные задачи не отличаются программной сложностью при возможно большом объеме - 8-битного микроконтроллера достаточно, обеспечивая его низкое потребление энергии и стоимость. МК архитектуры
Самое читаемое:
Генераторы пилообразного напряжения на дискретных элементах
Электроника является универсальным и исключительно
эффективным средством при решении самых различных проблем в области сбора и
преобразования информации, автоматического и автоматизированного управления,
выработки и преобразования энергии. Знания в области электроники становятся
необходимыми все более широкому кругу специалистов.
...