Абрамов Сергей    г.Оренбург

Если вам необходимо управлять какими либо процессами, а использовать микроконтроллер нет возможности, например из-за незнания ассемблера то вам поможет данный контроллер. Он выполнен на простой логике, но тем не менее позволяет запрограммировать устройства выполненные на пневматике,  роботы, упаковочные и выдувные машины, всевозможные линии, а так же светотехнические установки.
  Устройство представляет собой программируемый автомат с дискретностью шага (кадра) 0,1 секунды с возможностью прерывания процесса от внешних сигналов (датчиков). Количество тех каналов 8 прерываний 7 но можно расширить до требуемого количества как по тех командам  так и по прерываниям. Количество кадров равно 799 то есть максимальная длительность цикла составляет 79,9 секунды но при желании не трудно расширить. Сигнал готовности используется для запуска устройства в автоматическом режиме только в случае готовности, например нагревательного устройства. В качестве датчиков можно использовать герконы, микрики, БВК. Исполнительными устройствами являются электроклапаны  на 24 вольта. Ток нагрузки выходных ключей составляет 500 мА. Входные и выходные цепи развязаны оптронами для исключения проникновения помех. Рис1.

 На микросхеме D4.1, D4.2 собран кварцевый генератор, на D6-D9 делитель обеспечивающий на выходе 8(D9) частоту 10 Гц. На микросхеме D1 RS-триггер режима «Пуск, Стоп» обеспечивающий работу в автоматическом режиме. D2.1,D2.2 RS-триггер режимов работы «Программирование, Работа в автоматическом режиме». D2.3,D2.4 – увеличение, D3.1,D3.2 – уменьшение шага кадра на единицу. На D3.3,D3.4,D11.1,D11.2 формирователь импульса записи. На микросхемах D4.4,D10.1-D10.3,VT1 собран ждущий мультивибратор 0,5 Гц., общий для увеличения и уменьшения кадра. D13.1,D13.2  дешифратор. На D11.4,D12.1,D12.2 собрана схема сброса. На микросхемах D14-D19,HG1-HG3 счетчик и индикация кадров. D20,D21 память запитываемая в режиме работы через диод VD3, в режиме хранения  через VD4,VD5 от батареи. D22-D25 трехуровневые формирователи необходимые для записи формата кадра от кнопок SA9-SA24. D32,D33,HL4-HL10 индикация номера прерывания. HL11 индикация конца кадра. D12.3,D12.4,D26-D31 организована схема прерывания от внешних источников. D34-D41 входные оптроны. VS1-VS8,VT3-VT18 выходные оптронные ключи с защитой от короткого замыкания. На VT2,VD2,R47-R49 формирователь уровня CS позволяющий в моменты отключения питания избежать потерю информации.
Рассмотрим работу контроллера в автоматическом режиме. Если на входах 2,4,5(D5.1) будут установлены высокие уровни, а это произойдет только втом случае если RC триггер D1.1, D1.2  будет находиться в режиме «Пуск» т.е. на выходе 3(D1.1) будет логическая единица. А так же переключатель SA4 в режиме «Работа», на входах D26 уровень будет единичный, так как по включении все RS триггера будут сброшены.  RS триггер «Готово» будет находиться в единичном состоянии на выходе 6(D31.2) то импульсы с генератора через микросхему D5.1 поступят на делитель D6-D9 с выхода которого через микросхемы D5.1,D10.4,D13.3 поступят на счетчик кадров D14-D16. Текущее состояние номера кадра будет проиндицировано светодиодными матрицами HG1-HG3. А из микросхем D20,D21 будут выбраны ранее записанные команды. Записанные техкоманды через оптронные ключи включат соответствующий клапан. Если в кадре записано прерывание, например  Пр1 то нулевым уровнем с ножки 9(D21) переключит RS- триггер D27.1,D12.4 в логический ноль, который через микросхемы D26,D12.3 заблокирует микросхему D5.1. Процесс продолжится только когда на  вход Прер.1 будет подано 24 вольта с датчика. Номер записанного прерывания будет проиндицирован светодиодом HL4. Если в кадре записан конец цикла то нулевой уровень с ножки 17(D21) поступит на расширитель импульса  D12.1,D11.4 и сбросит счетчик кадров, цикл начнется сначала. А если будет нажата кнопка SA2 то вместе со сбросом счетчика кадров установится и триггер D1.1,D1.2 в состояние «Стоп».
Рассмотрим работу контроллера в режиме программирование. Кнопку пуск в этом режиме нажать не удастся, так как на выходе D2.1 будет высокий уровень. Этот же уровень подготавливает микросхемы ОЗУ для программирования. С инверсного выхода 6(D2.2) низким уровнем блокируется задающий генератор, а так же активируются трехуровневые инверторы D22-D25. Нажатие кнопки SA8 приведет к обнулению всех триггеров и счетчика кадров. Теперь можно нажать необходимые техкоманды в этом кадре, а так-же если необходимо прерывания. Процесс программирования кадра завершает нажатие кнопки SA7 «Запись». Короткий импульс будет сформирован микросхемами D3.3,D3.4,D11.1-D11.3 и запишет информацию в микросхемы. Переходим ко второму кадру нажав кнопку SA5 или предыдущему SA6. Удержание кнопок на время более 0,5 сек. приведет к автоматическому увеличению (уменьшению) счетчика кадров. Этот режим удобен для просмотра уже записанной информации в ручном режиме. Завершаем режим программирования нажатием кнопки SA24 «Конец цикла» Если нет необходимости в прерываниях то часть схемы D12.3,D12.4,D26-D33 можно исключить, а на вход 5(D5.1) подать логическую единицу через резистор 1ком. Делитель на микросхемах D6-D9 можно упростить если использовать в генераторе часовой кварц, а делитель сделать по схеме рис 2.

 Рис2.

Блок питания должен выдавать на выходе +5 вольт для питания микросхем, его можно собрать на стабилизаторе КР142ЕН5А.  +24вольта для питания электроклапанов, выходных ключей, датчиков и входных оптронов его можно делать нестабиллизированным. Токи потребления и мощность трансформатора зависят от количества одновременно включаемых техкоманд.  Микросхемы 555 серии можно заменить 155,1533,133,136 серией. На плату параллельно питающим ножкам микросхем необходимо установить керамические блокировочные конденсаторы примерно 0,1мФ на каждые 5 микросхем. В качестве диодов подойдут любые кремниевые кроме VD3 он должен быть германиевый. КТ209 можно заменить на КТ502 с любой буквой. КТ817 на КТ815. В качестве кнопок П2К  SA1,SA3,SA5-SA8 без фиксации остальные с фиксацией.

Литература: Оптоэлектронные ключи с защитой по току  Радио №8 1990г.
 

Скачать файлы