Azotirovanie.ru

Инженерные системы и решения
2 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Счетчик импульсов: назначение и применение

Счетчик импульсов: назначение и применение

На производстве, где есть линии автоматизации, всегда существует необходимость что-то посчитать. Это может быть количество продукции, длина материала, время выполнения какого-либо техпроцесса, станочной операции или действия конкретного механизма, энергоресурсы. Со всем этим может справиться автоматическое устройство подсчета импульсов.

счетчик импульсов

Что такое счетчики импульсов

Прибор, который может подсчитывать импульсы, является определенным автоматическим модулем и используется как элемент управления линиями автоматизированного типа различными механизмами.

Счетчики способны вести счет в прямом, обратном и реверсивном направлении отсчета импульсов и осуществлять подключение/отключение управляющих цепей над внешними устройствами в момент достижения необходимого количества сигналов.

Лицевая панель устройств подсчета прямоугольных сигналов снабжена индикатором знакоотображающего типа и органами управления – кнопками. Конструктивно приборы выполнены таким образом, что могут быть легко установлены в шкафы управления, их панель на переднем плане.

Цепи внешние коммутируются со счетчиком через разъем-клеммник на задней части корпуса прибора.

Как работают устройства счета

Принцип работы счетчика импульсов основан на следующем:

  • При помощи кнопочных органов оператор набирает заданную установку подсчета, которая имеет отображение на табло прибора, а также фиксируется автономной памятью, питающейся за счет отдельного энергоснабжения.
  • Поступающий на счетный вход сигнал (импульс) производит прибавление либо отнимание единичного значения от установленного заранее параметра, что также отображается на табло.

счетчик импульсов с датчиком

  • В момент совпадения значений посчитанного и заданного управляющий сигнал подается на реле, где происходит смена положения контактной группы.
  • Когда на вход сброса приходит сигнал, устройство подсчета импульсов входит в состояние обнуления.

Функция обнуления через вход сброса имеется не у всех схем счетчиков. В некоторых этот процесс автоматически происходит при совпадении значений установки и подсчета. При этом одновременно происходит подача импульса на реле, которое переключает контакты на некоторый заданный промежуток времени.

Универсальные счетчики могут иметь одновременно и прямой, и обратный счет, который может управляться при помощи фазировки импульсов на входе устройства. Такая возможность прибора позволяет применять последний для станков намотки при подсчете числа витков.

Назначение регистратора

Счетчик импульсов-регистратор создан для мониторинга использования воды в горячем и холодном состоянии, энергоресурсов и газа. Устройство работает вместе с обычными счетчиками электричества, газа и воды, где присутствует специальный импульсный выход для телеметрических задач. Также регистратор может дистанционно отслеживать потребление энергетических ресурсов и вести другие операции по учету.

применение регистратора

В зависимости от того, сколько каналов имеет регистратор, он может обслуживать такое же количество число-импульсных каналов. Приборы этого типа, как правило, являются механизмами преобразования вторичного порядка. Преобразователями первичного порядка выступают счетные устройства расхода воды, природного газа или энергии, в которых установлен телеметрический выход. Примером регистратора на отечественном рынке может служить счетчик импульсов «Пульсар»

Регистратор кроме схемы счета имеет еще схему памяти, которая не зависит от внешнего питания. Эта память содержит архив, где хранятся все данные по учету. Информацию можно передавать в сеть при помощи специального интерфейса.

счетчик импульсов орион

Счетчик импульсов «ОВЕН»

Представленный счетчик является микропроцессорной системой, которую применяют для целей подсчета на движущейся транспортерной ленте количества готовых изделий, а также длины полимерной пленки, полученной методом экструзии, кабеля, наматываемого на бабину. Также его используют, решая разные вопросы сортирования продукции, определения общего ее количества и номеров партии.

Читайте так же:
Схема счетчика са3у и670м

Встроенное в счетчик импульсов СИ8 таймерное устройство дает возможность задействовать прибор при выполнении функций расходомера, вычисления быстроты кручения вала, счетчика наработки. Цифровое устройство имеет корпусное исполнение трех видов: один настенный вариант и два щитовых. Счетчик может обеспечить следующие функции:

  • посчитать импульсы в обратном, прямом и реверсном варианте;
  • определить с какой скоростью вращаются узлы и элементы механики, а также направление этого вращения;
  • осуществить подсчет расхода в суммарном и текущем варианте;
  • измерить сколько длиться технологический процесс;
  • определить какова наработка станков и оборудования;
  • используя два выходных устройства, управлять нагрузкой;
  • хранить в памяти результаты измерений;
  • передавать данные по интерфейсу.

одноканальный счетчик

Одноканальный счетчик

Счетчик импульсов СИ модели СИ1-8 является восьмиразрядным одноканальным устройством, которое может работать совместно с различными датчиками. Его основное назначение осуществлять контроль технологических процессов широкого спектра производства. Заявленный счетчик также имеет возможность работать совместно с энкодером.

Технические возможности прибора позволяют последнему считать импульсы, приходящие на его вход, и подсчитывать объем полученной продукции, используя любые единицы измерения. Основные функции схемы такие:

  • счет входных импульсов автоматически;
  • любой вариант подсчета — от нуля к установленному пределу, обратно и режимом реверса;
  • вычисление наработки часов оборудованием;
  • возможность применения различных коэффициентов программновводимых в устройство;
  • функции расходомера;
  • отображение результатов измерений наглядно;
  • возможность управлять исполнительным устройством, находящимся вовне;
  • сохранение данных в памяти и передача их сети;
  • возможность программного воздействия на счетчик.

Установка показаний

Чтобы ввести установку подсчета на типовом счетчике импульсов, необходимо произвести следующие действия:

  • включить кнопку «ввод» — прибор перейдет в состояние мигающего наименьшего разряда установки;
  • выбрать нужную величину числа;
  • перейти на следующую позицию разряда при помощи кнопки «выбор»;
  • так устанавливая величины каждой позиции дойти до самого наивысшего разряда.

подсчет продукции

Принципы классификации приборов

Есть множество модификаций устройств для подсчета импульсов, которые разработаны решать разные производственные задачи. Все они имеют следующую классификацию по:

  • используемому питающему напряжению;
  • амплитуде подсчитываемых импульсов;
  • степени быстродействия схемы;
  • разрядности;
  • системе управления подсчетом, как в счетчике импульсов регистраторе «Пульсар»;
  • количеством схем, объединенных одним устройством;
  • универсальности в плане возможности обратного, реверсивного и прямого счета;
  • функциональности выхода;
  • типу выхода;
  • виду корпусной оболочки.

От чего питаются устройства

Разные типы счетчиков импульсов могут питаться разным напряжением, в основном это:

  • переменное либо постоянное электричество величиной от 18.0 до 36.0 вольт;
  • переменное либо постоянное электричество величиной от 85.0 до 240.0 вольт.

Сигналы, приходящие на вход устройств, могут иметь амплитуды в тех же пределах, что и питающее напряжение.

Касаемо выходного контакта счетчика, напряжение на нем может доходить до 250.0 вольт с силой тока до 3.0 ампер. Это не относится к счетчикам, имеющим высокое быстродействие. У них выходом есть электронный ключ, собранный на транзисторной логике.

Читайте так же:
Сколько можно сэкономить со счетчиками

Исследование счетчиков электрических импульсов

Работа выполняется на платах П2, П3 и П5 с использованием технологических карт II-4 (рис. 13), III-1 (рис. 16), V-1, V2, V3 (рис. 22 – 24). Объем заданий к работе является следующим.

Домашняя подготовка

1. Повторить принцип действия счетного триггера, нарисовать временные диаграммы на входах и выходах счетного триггера.

2. Нарисовать функциональную схему и изучить принцип действия четырехразрядного кольцевого счетчика на сдвигающем регистре.

3. Изучить функциональные схемы и принцип действия суммирующего, вычитающего и реверсивного счетчиков с представлением информации в двоичном и позиционном кодах.

4. Зарисовать в тетради условно-графические изображения счетчиков на ИМС К155ИЕ5 и К155ИЕ7. Объяснить функциональное назначение всех входов и выходов.

5. Начертить в тетради схему стенда для исследования суммирующего и вычитающего счетчиков с использованием универсальных триггеров К155ТМ2.

6. Нарисовать временные диаграммы напряжений на входах и выходах указанных счетчиков.

7. Начертить схему стенда для исследования суммирующего счетчика с использованием дополнительных логических элементов, обеспечивающего получение коэффициента пересчета, заданного преподавателем (карта V-1). Нарисовать временные диаграммы сигналов на входах и выходах счетчиков и логических элементов, которые Вы ожидаете получить при коэффициенте счета, заданным преподавателем.

8. Начертить схемы стенда для исследования реверсивного счетчика на микросхеме К155ИЕ7 в режимах прямого и обратного счета (не используя режим предустановки).

9. Начертить схему стенда для исследования реверсивного счетчика в режимах прямого и обратного счета с предварительной записью информации.

10. Продумать и записать в тетрадь алгоритм подачи сигналов при использовании счетчика на микросхеме К155ИЕ7 в режимах прямого и обратного счета с предварительной записью информации.

11. Начертить временные диаграммы сигналов на входах и выходах счетчика, которые Вы ожидаете получить в этих режимах при подаче импульсов на входы «+1» и «-1», число которых задано преподавателем.

12. Продумать возможность наращивания коэффициента счета реверсивных счетчиков. Нарисовать функциональную схему реверсивного счетчика с коэффициентом счета 256.

13. Продумать возможность использования реверсивного счетчика с предустановкой в качестве:

· делителя частоты с перестраиваемым коэффициентом деления;

· числоимпульсного генератора импульсов, который после запуска выдает число импульсов от 1 до 15 (по заданию преподавателя).

14. Продумать форму отчетных таблиц для выполнения практической части лабораторной работы.

Выполнение работы

1. Собрать на плате П2 (карта II-4) счетный триггер, для чего соединить внешней перемычкой контакты 2 и 6 ИМС D3. Исследовать работу T-триггера, измеряя уровни сигналов на входах и выходах с помощью осциллографа.

2. Включив плату П3 (карта III-1), собрать функциональную схему кольцевого счетчика и исследовать его работу.

3. Исследовать функциональную схему четырехразрядного двоичного суммирующего счетчика (плата П5, карта V-1). Первоначально подачей входных импульсов установить на выходе счетчика нулевой код. Затем, подавая одиночные импульсы и используя светодиодную индикацию, заполнить таблицу состояний счетчика в режиме прямого счета.

4. Изменить схему стенда (карта V-2) с целью реализации режима обратного счета. Заполнить таблицу состояний для указанного режима счетчика.

Читайте так же:
Счетчик нейрон межповерочный интервал

5. Собрать схему стенда для счетчика с коэффициентом пересчета, заданным преподавателем (карта V-1). Заполнить таблицу состояний счетчика и нарисовать временные диаграммы сигналов на входах и выходах счетчика.

6. Исследовать счетчик на микросхеме К155ИЕ7 (карта V-3) в режиме прямого счета. Заполнить таблицу состояний.

7. Повторить испытания счетчика на микросхеме К155ИЕ7 в режиме обратного счета.

8. Провести исследование счетчика К155ИЕ7 в режиме с предварительной установкой счетчика в состояние, заданное преподавателем.

9. Исследовать работу счетчика на микросхеме К155ИЕ7 в режиме предварительной записи информации, а также в режимах прямого и обратного счета с переполнением или с обнулением счетчика (по заданию преподавателя). Зарисовать временные диаграммы сигналов на входах и выходах счетчика в этих режимах.

Зачет

1. Объяснить экспериментальные данные.

2. Объяснить причины ограничения разрядности в счетчиках с последовательным переносом сигнала.

3. Привести примеры использования счетчиков в устройствах детского технического творчества, приборах для физических исследований, в ЭВМ.

4. Пояснить необходимость наличия выходов переноса у реверсивного счетчика.

Рис. 21 . Схема к карте V-1.
Рис. 22 . Схема к карте V-2.
Рис. 23 . Схема к карте V-3.

Лабораторная работа 7

Исследование стандартного

Арифметическо-логического

Устройства

Работа выполняется на плате П6 с использованием технологической карты VI-1 (рис. 25). Стандартное АЛУ на микросхеме К155ИП3 может выполнять 64 логических или арифметическо-логических операций в зависимости от кодов и уровней сигналов, подаваемых на управляющие входы S, M и вход P.

Для знакомства с принципом действия АЛУ можно ограничиться значительно меньшим набором операций, уже известных студентам, проделавшим предыдущие лабораторные работы. Список этих операций и соответствующие им коды S приведены в таблице 1.

Таблица 1. Таблица входных кодов и выполняемых операций.

П/п

Код операции

Операция

(сигнал на

Выходе)

Тип

Операции

M

S

Присвоение или логические операции над одним операндом

Логические операции над двумя операндами

Объем заданий к работе является следующим.

Домашняя подготовка

1. Зарисовать в тетрадь функциональную схему установки для исследования АЛУ.

2. Описать функциональные назначения входов и выходов АЛУ.

3. Рассмотреть полную таблицу операций с помощью АЛУ (по заданию преподавателя), например, , , , , .

Таблица 2. Режимы работы дешифратора кода команд.

П/п

Наименование

Команды

Код команды

Такт

SB3

Управляемое

Устройство

И его вход

Светящийся

Светодиод

Выполнение работы

1. Провести исследования логических операций, выполняемых арифметическим блоком.

2. Результаты исследований представить в виде таблиц истинности.

3. Провести исследования арифметических операций, выполняемых АЛУ. Каждую арифметическую операцию выполнить над 3 – 4 парами чисел. При этом необходимо учитывать сигнал переноса. Операцию вычитания выполнить двумя способами, в том числе заменяя эту операцию сложением, преобразуя код вычитаемого в дополнительный.

4. Результаты исследования представить в виде таблицы.

5. Составить программу вычислений, включающую 3 – 4 команды (по заданию преподавателя). Провести расчет по разработанной программе. В таблице 2 представлены режимы работы дешифратора кода команд, используемого при выполнении лабораторной работы.

Зачет

1. Знать назначение и функциональный состав всех узлов, используемых на стенде для исследования АЛУ.

2. Уметь составлять алгоритм выполнения любых операций по заданию преподавателя.

Читайте так же:
Счетчики для водомерных узлов

3. Пояснить, как можно использовать рассмотренный стенд на занятиях в школе при изучении курса «Основы информатики».

Рис. 24 . Схема к карте VI-1.

Лабораторная работа 8

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Применение счетчиков

Применение счетчиков разнообразно: счет импульсов в том или ином направлении, деление входной частоты импульсов с изменением коэффициента деления или без и т.д. Рассмотрим некоторые примеры.

1. Дозатор импульсов (рис. 3.81) позволяет получить по сигналу «Пуск» одиночную пачку, содержащую заданное число импульсов, вырезанных из непрерывной последовательности входных.

Рис. 3.81 Дозатор импульсов и таймер

Выход «Таймер» имеет низкий уровень всё время, пока выдается пачка импульсов, т.е. схема выполняет функцию реле времени.

2. Преобразователь кода позволяет преобразовывать загружаемый параллельно в двоичный счетчик DD1 двоичный код в двоично-десятичный, в котором работает счетчик DD2 (рис. 3.82).

Рис. 3.82 Преобразователь кода

3. Цифровой частотомер (рис. 3.83).

Рис. 3.83 Структурная схема цифрового частотомера

Счетчик заполняется импульсами измеряемой частоты до момента поступления сигнала обнуления, после чего код частоты в параллельном виде записывается в регистр. Частота, с которой происходит обновление результатов измерения, также определяется счетчиком интервалов по входу «С».

4. Циклический генератор (рис. 3.84)

Рис. 3.84 Схема циклического генератора

Счетчик суммирует входные импульсы по входу +1 до появление импульса переноса на выходе . Триггер переключается и теперь входные импульсы поступают на вход счетчика -1 до появления на выходе импульса заёма, возвращающего триггер в исходное состояние, далее цикл повторяется.

На выходе формируется двоичный код, циклически возрастающий, а затем убывающий от 0000 до 1111.

Необходима потому, что тактированное устройство воспринимает сигналы правильно лишь в определенные интервалы времени. Если входной сигнал поступит в комбинационную схему (КС) незадолго до активного фронта синхроимпульса, то переходные процессы в КС еще не успеют затухнуть и в регистр будет принята ложная информация. Кроме того, внешний сигнал бывает одиночным событием – например, нажатие кнопки, которое по длительности может занимать большое количество тактов. Поэтому кроме привязки требуется еще и ограничение длительности. Эту задачу выполняют синхронизаторы.

Схема синхронизатора для двухфазной системы синхронизации на базе прозрачных защелок показана на рис. 3.85, а на рис. 3.86 показана временная диаграмма ее работы.

Рис. 3.85 Сема двухфазной синхронизации

Рис. 3. 86 Диаграмма работы синхронизатора

1. Если фронт асинхронного входного сигнала поступит не позже граничного момента до , то он вызовет срабатывание прозрачной защелки , а с момента , когда появится синхронный импульс №2 на — и , что приведет к появлению выходного импульса А, «привязанного» к .

2. Если фронт поступит позже некоторого граничного момента , то триггер не успеет защелкнуться по синхроимпульсу №1 и переключится по фронту импульса №3 в моменты t4 или t5 . Это вызовет сдвиг выходного импульса синхронизатора в положение В, но все равно выходной импульс будет сформирован и опять только один и «привязан» к .

Читайте так же:
Расчет одн если у всех установлены счетчики

3. Таким образом, триггер выполняет роль «арбитра», решающего, к какому из двух соседних синхронизирующих импульсов отнести момент появления асинхронного входного сигнала.

4. Продолжительность входного сигнала.

, где — время выдержки данных

— время подготовки данных

Если требуется получить постоянный уровень, а не одиночный сигнал, то выходной сигнал надо снимать с триггера .

Счетчик, ATmegа8 – LCD.

Счетчик

Самые распространенные в интернете схемы счетчиков на четыре знакоместа, и часто можно услышать » жалко, что мало выводимых знакомест».

Вот вам, пожалуйста счетчик, практически на показания сто миллионов!

Предлагаемый вашему вниманию счетчик, позволяет выводить на экран ЖКИ макс. натуральное число 99999999 . В данном случае, счет выводится на 8 знакомест, и кроме этого, здесь мы имеем в наличии не один счетчик, а целых два независимых счетчика.

Схема счетчика.

Свойства счетчиков:

  • Счетчики ведут независимый счет.
  • Реверс счета (плюс, минус)
  • Раздельный сброс счета для каждого счетчика.
  • Каждому счетчику, при необходимости, можно установить коэффициент деления входящих импульсов.
  • Каждый счетчик, имеет возможность установки включения исполнит. устройства, до определенного уровня счета.
  • При отключении питания данные сохраняются энергонезависимой памяти МК.

Принцип работы и настройки:

Счет начинается (первое включение) от 0 до 99999999, после чего показания индикатора обнуляются, и счёт начинается заново. При счете в обратную сторону индикатор уменьшает показания счета на единицу.

Коэффициент деления входящих импульсов по умолчанию установлен 1 к 1. Но каждый пользователь может, самостоятельно изменить это значение, для каждого счетчика отдельно, от 1 до 99. Вход в меню происходит при одновременном нажатии двух кнопок + и – настраиваемого канала счета.

коэф.jpg

Установка значения до которого будет произведен счет, а далее ВКЛ. или ВЫКЛ. исполнительного устройства, устанавливается для каждого счетчика индувидуально, через меню. Вход в меню при одновременном нажатии двух кнопок + и – настраиваемого канала счета.

Выход из меню и сохранение в ЕЕПРОМ, коэффициента деления, происходит автоматически.

Налаживание схемы заключается только в подстройке переменного резистора контрастности индикатора, и проверки соответствия контрольного напряжения на входе порта РС5 (28 ножка МК). Минимальное напряжение составляет +3.8 V , при меньшем значении напряжения происходит запись текущих показаний счетчиков, в энергонезависимую память МК.

Прошивка контроллера, должна производится двумя файлами, нех. и еер.. Для PonyProg е2р. имеется в архиве

FUSE: для работы МК, выставляются на тактовую частоту 4 МГц. МК тактируется от внутреннего RS осциллятора.

Фьюзы.JPG

Комплектующие: ЖКИ 8 х2 на базе контроллера HD44780, МК ATmega8 с любой буквой. Диод, подающий питание на МК, желательно шостки, любой. В качестве датчиков счета, это уже ваш выбор … оптоэлектронные, или датчики холла, или простые кнопки можно все, защита от дребезга предусмотрена программно.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector