СКАЧАТЬ:  stuktura-u-1500.zip [717,6 Kb] (cкачиваний: 61)

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине: «Технические средства автоматизации»

на тему: «Уровнемер У-1500»

 

 

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ. 3

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. 4

1. Назначение уровнемера У-1500. 4

2. Технические характеристики. 5

3. Общее устройство и принцип работы уровнемера. 7

РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ. 10

1. Исходные расчёты.. 10

2. Структура программы и схема эмуляции. 11

3. Разработка программы.. 12

4. Результаты эксперимента. 15

ВЫВОДЫ 17

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.. 18

ПРИЛОЖЕНИЕ. 19

 

ВВЕДЕНИЕ

Резервуары представляют собой весьма многочисленную группу технологических объектов, которые являются принадлежностью нефтяных промыслов, резервуарных парков, раздаточных и пере­валочных баз, нефтехимических и химических предприятий. Во всех случаях в резервуарных парках выполняются две основ­ные задачи − учет и хранение жидкости.

Учет нефти и нефтепродуктов представляет собой измерение их объема или массы. В России принято измерять массу нефти и нефтепродуктов. Измерение массы в резервуарах может быть выполнено двумя способами:

1) измерением уровня нефти и нефтепродуктов и плотности их с последующим вычислением массы;

2) непосредственным измерением массы жидкости.

На нефтяных промыслах, нефтеперерабатывающих и нефтехи­мических заводах ряд технологических процессов связан с отстоем жидкости в емкостях открытого и закрытого (герметичного) типов. Контроль хода технологического процесса в этих емкостях пред­полагает необходимость измерения уровня жидкости и уровня раздела фаз.

Приборы для измерения уровня жидкости можно классифициро­вать по следующим признакам.

По назначению приборы можно разделить на три группы:

1) сигнализаторы, контролирующие предельные значения уровня;

2) уровнемеры, непрерывно измеряющие значение уровня;

3) измерители раздела двух сред.

По принципу действия приборы можно разделить на механические, пьезометрические, электрические, акустические и радиоактивные. Принцип действия приборов в значительной степени определяется свойствами измеряемой среды, поэтому при­боры в указанных группах, в свою очередь, подразделяются по устройству.

Уровнемер У-1500 предназначен для автоматического, дистанционного, непрерывного определения положения границы раздела двух сред (уровня) в резервуаре по двум независимым каналам (датчикам) и отображения результатов измерений на цифровом дисплее с поочередной индикацией по каждому каналу, а также выдачи результата измерений в виде аналогового токового сигнала (только по первому каналу) и в виде цифрового сигнала по последовательному каналу в стандарте RS-485 для использования в системах управления, сигнализации и регистрации.

Необходимо отметить, что уровнемер устойчив к агрессивным воздействиям внешней и внутренней среды, и имеет взрывобезопасное исполнение. Также У-1500 имеет высокую степень защиты от соприкосновения персонала с токоведущими частями.

 

Область применения уровнемера – сырьевые резервуарные парки и технологические емкости (буллиты) объектов подготовки, хранения и переработки нефти и головных нефтеперекачивающих станций.

Принцип действия – акустический.

Теоретическая часть

1. Назначение уровнемера У-1500

Уровнемер У-1500 предназначен для автоматического, дистанционного, непрерывного определения положения границы раздела двух сред (уровня) в резервуаре по двум независимым каналам (датчикам) и отображения результатов измерений на цифровом дисплее с поочередной индикацией по каждому каналу, а также выдачи результата измерений в виде аналогового токового сигнала (только по первому каналу) и в виде цифрового сигнала по последовательному каналу в стандарте RS-485 для использования в системах управления, сигнализации и регистрации. Кроме того, предусмотрена возможность задавать и непрерывно контролировать два значения уровня: верхний сигнализируемый уровень (ВСУ) и нижний сигнализируемый уровень (НСУ), при достижении которых срабатывают звуковая и световая сигнализация. В процессе работы ведется непрерывный контроль работоспособности датчиков и линий связи с соответствующей световой и звуковой сигнализацией отказов по каждому каналу.

Область применения − сырьевые резервуарные парки и технологические емкости (буллиты) объектов подготовки, хранения и переработки нефти и головных нефтеперекачивающих станций.

Уровнемер состоит из одного или двух датчиков и измерителя.

В зависимости от количества подключаемых датчиков, рабочего давления датчиков, наличия токового выхода, наличия внешнего интерфейса RS-485, уровнемер имеет 16 вариантов исполнения.

По устойчивости к воздействиям температуры и влажности
окружающей среды датчик соответствует группе исполнения ВЗ (температура окружающей среды от − 50 до + 50 °С), измеритель соответствует группе исполнения ВЗ (температура окружающей среды от + 5 до + 40 °С) по ГОСТ 12997-84.

 

автоматическое, дистанционное, непрерывное определение положения границы раздела двух сред (уровня) с различными плотностями и отображение результата измерения на цифровом дисплее по двум независимым каналам (датчикам) с поочередной индикацией результата измерения; 

Уровнемер У-1500

Уровнемер в части воздействия механических факторов внешней среды соответствует группе исполнения L2 ГОСТ 12997-84.

По степени защиты персонала от соприкосновения с токоведущими частями, а также по степени защиты внутренних частей от попадания твердых посторонних тел и проникновения воды датчик соответствует степени защиты IP65, измеритель − IP20  по ГОСТ 14254-80.

Измеритель с входными/выходными электрическими искробезопасными цепями уровня "ib", работающий с датчиками, имеет маркировку взрывозащиты "ExibIIB в комплекте У1500", соответствует ГОСТ 22782.5-78 и предназначен для установки вне взрывоопасных зон помещений и наружных установок.

Датчики, работающие с измерителем, имеют маркировку “1ExibIIBT6 в комплекте У1500", соответствуют ГОСТ 22782.5-78, ГОСТ 22782.0-81 и могут устанавливаться во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок (в которых возможно образование взрывоопасных смесей категории IIB, групп Т1, Т2, ТЗ, Т4, Т5, Т6 по классификации ГОСТ 12.1.011) согласно гл. 7.3 ПУЭ и другим директивным документам, регламентирующим применение электрооборудования во взрывоопасных зонах.

Параметры измеряемой среды:

• рабочее избыточное давление (в зависимости от исполнения корпуса датчика), МПа, не более ........................................................... 0,04 или 1,6
• диапазон температур, °С ............................................................ от 0 до +50
• плотность, г/см , не менее ........................................................................ 0,5
• вязкость - не ограничивается при отсутствии застывания измеряемой среды на элементах конструкции датчика и отсутствии отложений на поплавке, препятствующих его перемещению;
• содержание сероводорода, %, не более ..................................................... 3

2. Технические характеристики

Уровнемер обеспечивает:

• выдачу результата измерения в виде выходного токового сигнала (только по первому каналу);
• выдачу результата измерения в цифровом виде по интерфейсу RS-485 (только по отдельному заказу);
• ручной ввод двух значений (верхний и нижний) уровня, при достижении которых срабатывают звуковая и световая сигнализации (только по первому каналу);
• формирование при достижении заданных значениях уровней выходных дискретных сигналов в виде замыкания контактов реле и включения оптрона (только для первого канала);
• автоматический непрерывный контроль исправности датчиков и линий связи с индикацией результата (для обоих каналов).

Основные параметры уровнемера:

Параметры подсистемы измерения уровня:

• единица измерения ...................................................................................... м
• число разрядов ............................................................................................. 4
• условная длина датчика (D), м .................................................... от 2 до 15
• верхний предел измерения (в зависимости от условной длины
• датчика − D), м, не менее .................................................................. D − 0.8
• нижний предел измерения, м, не более .................................................. 0,2

5

 

Уровнемер У-1500

дискретность измерения, мм, не более .................................................... 10

• вариация показаний, мм, не более ........................................................... 10
• основная погрешность, мм, не более ....................................................... 10
• дополнительная температурная погрешность на каждые 10°С

измеряемой среды, мм, не более ................................................................... 20

• время установления показаний дисплея, с, не более ............................... 5

Параметры линии связи:

• длина, м, не более .................................................................................. 1000
• индуктивность, мГн, не более .................................................................... 5
• емкость, мкФ, не более ............................................................................. 0,1
• тип кабеля ............................................................................... коаксиальный

Обеспечение взрывозащищенности:

• вид взрывозащиты ............................................................................ ExibIIB

параметры внешних искробезопасных цепей:

• напряжение холостого хода, В, не более ................................................. 20
• ток короткого замыкания, А, не более ............................................... 0,014

Представление результата измерения:

• •  визуальная цифровая индикация:
• номер канала .................................................................................... 1 разряд
• служебная информация ................................................................... 1 разряд

Электрическое сопротивление изоляцииизмеряемый уровень ...................................................................... 4 разряда

• аналоговый выход ............................................ 0 − 5, 0 − 20 или 4 − 20 мА
• относительная погрешность токового выхода, %, ……………..……..... 1
• передача значения измеренных уровней и состояния датчиков каждого канала по интерфейсу RS-485 (протокол обмена по согласованию с заказчиком).

Параметры выходных сигналов о достижении заданных уровней:

оптронный выход:

• напряжение постоянного тока, В, не более ............................................. 30
• ток, мА, не более ........................................................................................ 30

релейный выход:

• напряжение постоянного (переменного) тока, В, не более .......... 40(220)
• ток, А, не более ............................................................................................ 1

Параметры электропитания

• род тока ...................................................................................... переменный
• напряжение, В ................................................................................. 187...242
• частота, Гц ............................................................................................. 50 ±1
• потребляемая мощность, ВА, не более .................................................... 10

Габаритные размеры, мм, не более

• измерителя    260 х 220 х 120
• датчика (условная длина датчика L в

зависимости от заказа) ............................................... 125 × 125 × (175 + L)

Масса, кг, не более

• измерителя ................................................................................................. 2,1
• датчика ........................................................................................................ 10

оболочки датчика, Ом, не более ....................................................................... 109

3. Общее устройство и принцип работы уровнемера

 

Рис. 1.1. Общая структурная схема уровнемера У-1500

 

Уровнемер У-1500 состоит из одного или двух датчиков и измерителя. Датчик устанавливается на крышке люка резервуара (приложение 1), измеритель − во взрывобезопасной зоне в помещении, в настольном варианте или в щитовой сборке управления на панели. Датчик и измеритель соединяются между собой коаксиальным кабелем типа РК-50 или РК-75.

Конструктивно корпус датчика выполнен в двух исполнениях:

а) гибкой конструкции, длиной D до 15м (рис. 1.2а) − для рабочего избыточного давления не более 0,04 МПа;

№ докум.

б) жесткой конструкции двух вариантов (рис. 1.2б):

• цельный, длиной D до 4м - для рабочего избыточного давления не более 1,6 МПа;
• составной, общей длиной D от 4м до 12м - для рабочего избыточного давления не более 0,04 МПа. Составной корпус датчика состоит из двух или трех элементов в зависимости от длины датчика.

Длина каждого элемента может составлять 1...4м.

Датчик (рис. 1.2) состоит из элемента измерительного 1, помещенного в корпус 2, по которому перемещается поплавок З с кольцевым магнитом внутри поплавка.

Элемент измерительный представляет собой стальную проволоку, свободно размещенную в диэлектрической трубке, на которую намотана по всей длине однослойная обмотка. На верхнем конце проволоки имеется пьезоэлектрический преобразователь с двумя пьезоэлементами. Обмотка и пьезоэлементы подключены к электронной сборке, установленной в головке корпуса датчика.

Для крепления датчика на крышке люка резервуара предусмотрен сальниковый узел 4.

Груз 5 обеспечивает натяжение трубы корпуса датчика гибкой конструкции. Ограничитель 6 ограничивает перемещение поплавка в пределах рабочей зоны.

 

 

Рис. 1.2. Датчик уровнемера У-1500

Лист

Измеритель представляет собой электронный блок, собранный в унифицированном корпусе. На лицевой панели размещены: цифровой дисплей, кнопки управления, тумблер питания, индикатор наличия питания "СЕТЬ", индикатор световой сигнализации "ТРЕВОГА".

На задней панели размещены разъемы: сетевой ХЗ, искробезопасной цепи для подключения датчиков X1, аналогового и цифрового выходов Х2, выходных цепей ВСУ и НСУ Х4, а также держатель предохранителя, клемма заземления.

Внутри корпуса установлены печатные платы, трансформатор и модуль искрозащиты. На печатной плате дополнительно может устанавливаться плата интерфейса RS-485.

Измеритель устанавливается в помещении в настольном варианте или в щите.

Принцип действия уровнемера заключается в измерении интервала времени, необходимого для прохождения сигнала ультразвуковой волной расстояния от поплавка, положение которого определяется уровнем жидкости в резервуаре, до пьезоэлектрического преобразователя, расположенного на уровне крышки люка резервуара, и пересчете этого интервала в уровень жидкости. Пересчет производится путем вычитания вышеуказанного расстояния из высоты резервуара. Сигнал запроса (для краткости так будем называть электрический сигнал в виде прямоугольного импульса, который направляется на катушку индуктивности, расположенной в поплавке), выработанный микроконтроллером, попадает на катушку индуктивности и вызывает его кратковременные колебания, а вместе с ним и колебания поплавка и датчика. Полученный посредством этих колебаний ультразвук, поднимаясь по датчику, через некоторое время, дойдя до крышки люка резервуара, улавливается пъезоэлементом. Затем выработанный пъезоэлементом электрический сигнал через усилители приходит одновременно на опорный вход компаратора и на вход пикового детектора. Последний сохраняет значение его амплитуды и с приходом следующего сигнала отражения подаёт его на вход компаратора. Таким образом, этот сигнал не проходит на микроконтроллер, если его амплитуда меньше амплитуды предыдущего сигнала отражения, тем самым исключается возможность попадания на вход микроконтроллера случайных шумов, который он может воспринять как полезный сигнал. После прохождения компаратора сигнал отражения с помощью одновибратора приобретает требуемую длительность и поступает на микроконтроллер, программа в котором по измеренному промежутку времени вычисляет значение текущего уровня и выдаёт его на индикатор, на выход RS-485 и на аналоговый выход. При выходе текущего значения уровня за заданные пределы, микроконтроллер также направляет сигнал на звуковую и световую сигнализацию прибора. Одновременно с этим микроконтроллер опрашивает и сканирует клавиатуру, с помощью которого управляется прибор.

Логическая часть измерителя реализована на однокристальном PIC-микроконтроллере PIC16C65A. Микроконтроллер PIC16C65A относится к семейству однокристальных PIC (Periferial Interface Controller) микропроцессорных устройств со встроенными ПЗУ и ОЗУ на базе КМОП фирмы Microchip Technology Inc
.

РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ

В качестве расчётной части напишем программу работы уровнемеров типа У-1500, а затем с помощью элемента идеального транспортного запаздывания сымитируем задержку электрического сигнала во времени и выведем на четырёхразрядный семисегментный индикатор значение текущего уровня, соответствующего этой задержке. Проводить работу будем с помощью пакета программ эмулирования электрических схем с микроконтроллерами Proteus.

До начала составления программу проведём необходимые расчёты.

Исходные данные для предварительных расчётов возьмём из технических характеристик рассмотренного в теоретической части данной курсовой работы уровнемера У-1500.

Возьмём длину датчика уровнемера равной (он же будет высотой технологической ёмкости, в котором будет измеряться уровень):

 

Тогда, согласно техническим характеристикам, максимальный уровень, который способен измерить уровнемер равен:

 

Минимальный уровень измеряемый прибором:

 

Дискретность показаний:

 

2) Программу будем составлять для микроконтроллера той же серии, который используется в расмотренном ранее уровнемере У-1500, PIC16F877.

Программа будет иметь следующую структуру:

• подготовительные операции (сброс регистров, подлежащих обнулению, программирование портов на ввод/вывод);
• основная часть:
  • задание высоты резервуара;
  • формирование сигнала запроса (для краткости так будем называть электрический сигнал в виде прямоугольного импульса, который вырабатывается микроконтроллером и напрявляется на катушку индуктивности, расположенной в поплавке);
  • запуск программного счётчика;
  • проверка появления сигнала отражения (для краткости так будем называть электрический сигнал, преобразованный пьезоэлектрическим преобразователем и приведённый в прямоугольный импульс заданной длительности и амплитуды с помощью электрических цепей усиления и формирования);
  • остановка программного счётчика, если сигнал отражения появился;
  • вывод результата измерения на индикатор.

Схема эмуляции измерения будет выглядеть следующим образом:

 

 

 

Рассчитаем необходимые для составления программы интервалы времени.

Для дальнейших расчётов нам понадобиться скорость распространения ультразвуковой волны в твёрдых веществах. Из справочника [] имеем, что при температуре окружающей среды 20 °С скорость распространения ультразвука равна:

 

Сигналы запроса должны вырабатываться через интервал времени (он же будет промежутком времени, через которую прибором будет осуществлятся запросы текущего уровня в технологической ёмкости), определяемый условием (это условие необходимо чтобы предвратить появление следующего сигнала запроса, до прихода сигнала отражения):

 

Требуемая дискретность измерения времени:

 

3) Разработка программы

Даём названия битам, с которыми будем работать отдельно от всего байта:

#DEFINE          OUT                 PORTA,5;         бит, отображающий состояние вывода RA5

#DEFINE          IN                     PORTB,7;         бит, отображающий состояние вывода RB7

Задание адресов регистров общего значения:

LEVEL              EQU                 0CH;    

LEVEL0            EQU                 0DH;   

LEVEL1            EQU                 0EH;    

INDEX              EQU                 0FH;    

COUNT EQU                 14H;    

MEMORY         EQU                 15H;    

TEMP               EQU                 16H;    

TEMP1             EQU                 17H;    

LED0               EQU                 10H;    

LED1               EQU                 11H;    

LED2               EQU                 12H;    

LED3               EQU                 13H;    

Предназначение этих регистров будет поясняться в ходе написания рабочей части программы

Программирование портов:

START              BSF                 STATUS,5;       Переход на первый банк

                                    MOVLW           .0;                    Программирование выводов

                                    MOVWF           TRISA;             порта А на вход

                                    MOVLW           ;                       Программирование вывода RB7 на вход,

                                    MOVWF           TRISB;             остальных выводов порта В – на выход

                                    BCF                 STATUS,5;       Обратный переход на нулевой банк

Задаём высоту резервуара

В качестве расчётной части напишем программу работы уровнемеров типа  У-1500, а затем задержку электрического сигнала во времени и выведем на индикатор значение текущего уровня, соответствующего этой задержке. Проводить работу будем с помощью пакета программ эмулирования электрических схем с микроконтроллерами Proteus.

1. Исходные расчёты

До начала составления программу проведём необходимые расчёты.

Исходные данные для предварительных расчётов возьмём из технических характеристик рассмотренного в теоретической части данной курсовой работы уровнемера У-1500.

Возьмём длину датчика уровнемера равной (он же будет высотой технологической ёмкости, в котором будет измеряться уровень):

 

Тогда, согласно техническим характеристикам, максимальный уровень, который способен измерить уровнемер равен:

 

Минимальный уровень, измеряемый прибором:

 

Дискретность показаний:

 

Рассчитаем необходимые для составления программы интервалы времени.

Для дальнейших расчётов нам понадобиться скорость распространения ультразвуковой волны в твёрдых веществах. Из источника [7] имеем, что при температуре окружающей среды 20 °С скорость распространения ультразвука в любой упругой среде равна:

 

Сигналы запроса должны вырабатываться через интервал времени (он же будет промежутком времени, через который прибором будет осуществляться запросы текущего уровня в технологической ёмкости), определяемый условием (это условие необходимо, чтобы предотвратить появление следующего сигнала запроса, до прихода сигнала отражения):

 

Требуемая дискретность измерения времени:

 

Таким образом текущий уровень будет определяться по формуле:

                                                  (2.1)

где L – текущий уровень в технологической ёмкости, t – промежуток времени между посылкой сигнала запроса и сигналом отражения (для краткости так будем называть электрический сигнал, преобразованный пьезоэлектрическим преобразователем и приведённый в прямоугольный импульс заданной длительности и амплитуды с помощью электрических цепей усиления и формирования).

 

2. Структура программы и схема эмуляции

Программу будем составлять для микроконтроллера той же серии, который используется в расмотренном ранее уровнемере У-1500, PIC16F877.

Сигнал запроса формируем программно с помощью вывода RA5. После этого, с учётом времени ушедшей на формирование сигнала запроса, задаём предполагаемый уровень и сохраняём его в памяти. Уменьшаем это значение на определенное количество единиц и проверяем факт прихода сигнала отражения с помощью вывода RB7. Если сигнал отражения не появился, то предположение не подтверждено, и значение предполагаемого уровня уменьшаем ещё на такое же количество единиц. Если сигнал отражения появился, то предположение верно и значение уровня выводим на индикатор. Выводить значение текущего уровня будем на четырёхразрядный семисегментный индикатор, по принципу динамической индикации начиная с младшего разряда. Если сигнал отражения не появится вовсе, то будем сбрасывать микроконтроллер с помощью встроенного в него сторожевого таймера.

Схема эмуляции измерения будет выглядеть следующим образом:

 

 

Рис 2.1. Схема эмуляции измерения

Задержку сигнала во времени будем имитировать с помощью элемента транспортного запаздывания R1. Значение текущего уровня будем выводить на четырёхразрядный семисегментный индикатор с общим катодом по принципу динамической индикации, управляя инициализацией разрядов индикатора с помощью дешифратора U2. Также будем отслеживать сигналы запроса и отражения с помощью осциллографа.

Заранее отметим, что для микроконтроллера выбираем резонатор с частотой 4 МГц. Выбор такой частоты будет пояснено в ходе описания программы.

3. Разработка программы

1) Задание переменных

  LIST P=16F877

  #INCLUDE <P16F877.INC>

  __CONFIG _CP_OFF & _WDT_ON & _PWRTE_OFF &_HS_OSC

#DEFINE OUT         PORTA,5

#DEFINE IN          PORTB,7

INDF    EQU         00H

PC       EQU         02H

STATUS  EQU         03H

FSR     EQU         04H

LED0    EQU         10H 

Уровнемер У-1500

PORTA   EQU         05H

PORTB   EQU         06H

LEVEL   EQU         20H

LEVEL1  EQU         22H

LEVEL0 EQU         23H

INDEX   EQU         14H

COUNT   EQU         15H

MEMORY  EQU         17H

TEMP    EQU         1BH

TEMP1   EQU         1DH

LED1    EQU         11H

LED2    EQU         12H

LED3    EQU         13H

Предназначение переменных будет поясняться в ходе описания программы.

 

2) Задание направления работы портов:

 

ORG         00H         ;

START   CLRWDT                  ;          Сброс сторожевого таймера

CLRF        PORTA       ;                  Обнуление

CLRF        PORTB       ;                   портов

BSF         STATUS,5    ;

MOVLW       B'00000000' ;    Программирование всех выводов порта А

MOVWF       TRISA       ;                  на выход

MOVLW       B'10000000' ;   Программирование выводов RB0…RB6 на выход,

MOVWF       TRISB       ;             вывод RB7 на вход

BCF         STATUS,5    ;

 

Измерение уровня будем производить в сантиметрах, затем переведём его на миллиметры (выбор такой единицы измерения будет пояснено далее).

 

3) Формирование и вывод сигнала запроса

BSF         OUT         ;     Формирование фронта сигнала запроса

MOVLW       .105        ;

MOVWF       TEMP        ;              Удержание сигнала

DELAY   DECFSZ      TEMP,1      ;                  запроса на

GOTO        DELAY       ;                   320 мкс

BCF         OUT         ;     Формирование среза сигнала запроса

С учётом времени, ушедшей на формирование сигнала запроса, задаём предполагаемое значение текущего уровня

 

MAIN    MOVLW       .122

MOVWF       LEVEL

 

4) Проверка предположения

 

COUNT1  DECF        LEVEL,1     ; Декремент содержимого регистра LEVEL на 1 см

        BTFSS       IN          ;     Поверяем наличие сигнала отражения

GOTO       COUNT1      ;  Если отсутствует, уменьшаем высоту на 1 см

 

В предварительных расчётах мы выяснили, что при преобразовании времени задержки сигнала в уровень 10 мм или 1 см уровня соответствует примерно 4 мкс времени задержки. Это значит, что если измерять уровень в см, то декремент содержимого регистра со значением уровня в программе следует выполнять каждые 4 мкс. Т.к. мы выполняем декремент за каждые 4 машинных цикла или за 16 импульса резонатора, нам следует взять резонатор с частотой 4 МГц.

5) Умножение результата измерения уровня на 10, для перевода результата измерения в миллиметры

 

        CLRF        LEVEL0      ;

CLRF        LEVEL1      ;      Для умножения значения измеренного

MOVLW       .10         ;         уровня на 10, столько же раз

MOVWF       TEMP        ;         складываем его с самим собой

CYCLE3  MOVF        LEVEL,0     ;

ADDWF       LEVEL0,1    ; 

BTFSC       STATUS,0    ;        Результат умножения сохраняем

LOOP    RLF         LEVEL0,1    ;INCF        LEVEL1,1    ;          в двухбайтовом регистре,

BCF         STATUS,0    ;         где LEVEL0 – младший байт,

DECFSZ      TEMP,1      ;           LEVEL1 – старший байт

GOTO        CYCLE3      ;

 

6) Преобразование двоичных чисел в двоично-десятичные

 

BIN2DEC BCF         STATUS,0    ;           Обнуление бита переноса

MOVLW       .16         ;     Задание количества циклов обработки

MOVWF       COUNT       ;         значения измеренного уровня

CLRF        LED0        ;

CLRF        LED1        ;         Обнуление регистров хранения

CLRF        LED2        ;           двоично-десятичных чисел

CLRF        LED3        ;

RLF         LEVEL1,1    ;        Выделение одного бита значения

RLF         LED0,1      ;             измеренного уровня

RLF         LED1,1      ;

DECFSZ      COUNT,1     ;           Условный переход на

GOTO        ADJDEC      ;          подпрограмму обработки

SWAPF       LED1,0      ;

ANDLW       0FH         ;

MOVWF       LED3        ;

MOVFW       LED1        ;         Если преобразования значения

ANDLW       0FH         ;          текущего уровня закончено,

MOVWF       LED2        ;           распределяем полученные

SWAPF       LED0,0      ;           двоично-десятичные числа

ANDLW       0FH         ;               в регистры для

MOVWF       LED1        ;          дальнейшего отображения

MOVFW       LED0        ;

ANDLW       0FH         ;

MOVWF       LED0        ;

RETURN                  ;          Возврат на ПП индикации

ADJDEC  MOVLW       LED0        ;

MOVWF       FSR         ;

CALL        ADJBCD      ;              С помощью косвенной

MOVLW       LED1        ;              адресации выбираем

MOVWF       FSR         ;             регистр для обработки

CALL        ADJBCD      ;

GOTO        LOOP        ;

ADJBCD  MOVLW       B’00000011’ ;

ADDWF       0,0         ;

MOVWF       MEMORY      ;

BTFSC       MEMORY,3    ;

MOVWF       0           ;         Непосредственное преобразование

MOVLW       B’00110000’ ;            значения текущего уровня

ADDWF       0,0         ;           в двоично-десятичные числа

MOVWF       MEMORY      ;

BTFSC       MEMORY,7    ;

MOVWF       0           ;

RETLW       0           ;

 

7) Вывод результата измерения на индикатор

 

IND     CLRF        INDEX       ;

        MOVLW       .255        ;           Задаём количество больших

        MOVWF       COUNT       ;               колец индикации

CYCLE   MOVLW       LED0        ;

        ADDWF       INDEX,0     ;

        MOVWF       FSR         ;

        MOVF        INDF,0      ;

        BCF         STATUS,2    ; 

Уровнемер У-1500

        CALL        TABLE       ;      Идём в ПП выбора кода для индикатора

        MOVWF       PORTB       ;         Передача сигнала на индикатор

        MOVF        INDEX,0     ;

        MOVWF       PORTA       ;          Выбираем разряд индикатора

        MOVLW       .255        ;                 Задерживаем

        MOVWF       TEMP        ;

PAUSE   DECFSZ      TEMP,1      ;

        GOTO        PAUSE       ;

        INCF        INDEX,1     ;

        MOVLW       .4          ;

        SUBWF       INDEX,0     ;

        BTFSS       STATUS,2    ;

        GOTO        CYCLE       ;

        NOP                     ;

        CLRF        INDEX       ;

        DECFSZ      COUNT,1     ;

        GOTO        CYCLE       ;

        NOP                     ;

        MOVLW       B'00000000' ;             Гашение всех разрядов

        MOVWF       PORTB       ;                  индикатора

        GOTO        MAIN        ;        Переход на новый цикл измерения

TABLE   ADDWF       PC,1        ;          Выбор кода для индикатора

        RETLW       B'00111111' ;                  Код для «0»

        RETLW       B'00000110' ;                  Код для «1»

        RETLW       B'01011011' ;                  Код для «2»

        RETLW       B'01001111' ;                  Код для «3»

        RETLW       B'01100110' ;                  Код для «4»

        RETLW       B'01101101' ;                  Код для «5»

        RETLW       B'01111101' ;                  Код для «6»

        RETLW       B'00000111' ;                  Код для «7»

        RETLW       B'01111111' ;                  Код для «8»

        RETLW       B'01101111' ;                  Код для «9»

 

4. Результаты эксперимента

1) Проверим работу схемы на верхней границе измерения

Согласно формуле (2.1) рассчитаем время задержки для максимального уровня:

 

В настройках элемента запаздывания R1 указываем это время.

Запускаем схему.

 

 

 

Как видим на индикаторе, измерение верхней границы выполняется правильно.

2) Проверим работу схемы на нижней границе измерения

Согласно формуле (2.1) рассчитаем время задержки для максимального уровня:

 

В настройках элемента запаздывания R1 указываем это время.

Запускаем схему.

 

 

 

Как видим на индикаторе, измерение нижней границы также выполняется правильно.

 

Уровнемер У-1500

3) В элементе запаздывания R1 вводим, например, время T = 0.000400 с. Согласно формуле (2.1) рассчитаем уровень соответствующей этой времени запаздывания:

 

Запускаем схему.

 

 

 

Видим, что значение уровня, соответствующего заданному времени задержки программа рассчитала правильно.

выводы

В теоретической части данной курсовой работы мы ознакомились с уровнемером У-1500, который не только выполняет непрерывное измерение уровня или границу раздела сред в резервуаре и выводит значение текущего уровня на индикацию, но также с помощью сигнализации сообщает выход этого значения из  установленных границ и обменивается информацией с ЭВМ посредством интерфейса RS-485 и имеет аналоговый выход 0 − 5, 0 − 20 или 4 − 20 мА.

При выполнении расчётной части мы разработали программу измерения текущего уровня в технологической ёмкости. Программа сохраняла в памяти микроконтроллера значение текущего уровня (например, для передачи на другие технические устройства согласно стандартным интерфейсам и протоколам), а также выводила значение текущего уровня на четырёхразрядный семисегментный индикатор по принципу динамической индикации. Эмулировав схему измерения в пакете программ Proteus и сымитировав задержку электрического сигнала во времени, мы показали правильность работы разработанной программы.