Mikrokontrolery STM32 należą do bardzo licznej rodziny mikrokontrolerów z rdzeniem zaprojektowanym przez doskonale znaną firmę ARM (Advanced RISC Machine) Holdings. Osoby zaznajomione z tematem wiedzą, że aktualnie dostępnych na rynku jest kilka generacji ARM-ów różnych producentów. W artykule opisany zostanie jeden z aktualnie najsilniejszych przedstawicieli tej grupy mikrokontrolerów - STM32.Wszyscy przedstawiciele tej rodziny należą do grupy układów 32-bitowych i bazują na rdzeniu Cortex, a dokładniej na jego odmianie oznaczonej jako M-3. Ewolucja procesorów z rdzeniem ARM została przedstawiona na rys. 1. STM32 ma rdzeń Cortex-M3, wyposażony w zestaw instrukcji Thumb-2, który umożliwia kompromisowe podejście do projektowania systemów embedded, w których programy najczęście[...]

  Urządzenia eksploatowane w kopalniach zagrożonych wybuchem metanu lub pyłu węglowego charakteryzują się szczególnie trudnymi warunkami środowiskowymi podczas pracy. Istnieje więc rzeczywista potrzeba wprowadzenia dodatkowych rozwiązań zwiększających bezpieczeństwo pracy personelu, a także poprawiających ciągłość dostaw energii elektrycznej. Podstawowym celem tej pracy było opracowanie i wbudowanie w istniejące rozwiązanie sterownika polowego dla energetyki górniczej, obwodów kontrolujących parametry krytyczne ze względu na bezpieczeństwo wykonawcze, pomiarowe i sterujące. Urządzenie z tą kategorią obwodów prawdopodobnie zagwarantują dużo wyższy poziom bezpieczeństwa, dzięki automatycznej możliwości informowania personelu o wewnętrznych, wykraczających poza założone przez konstruktorów granice, stanach obwodów krytycznych ze względu na bezpieczeństwo. Określenie parametrów krytycznych, od których zależy bezpieczeństwo W zastosowaniach wykorzystujących budowane przez Instytut Tele- i Radiotechniczny sterowniki polowe ogromną rolę odgrywa bezpieczeństwo. Zależy ono w sposób bezpośredni również od poprawnego funkcjonowania sterowników, dlatego sterowniki wyposażone są w automatyczne programowo - sprzętowe moduły testujące. Pomimo to zdarzają się usterki tych urządzeń powodowane z reguły starzeniem się elementów, bądź ich pracą w zakresie bliskim parametrów maksymalnych. Przed sterownikami zabezpieczeniowymi stawia się ogromne wymagania w szczególności jeśli chodzi o bezpieczeństwo, możliwość pracy w szerokim zakresie wilgotności i bardzo niskich lub bardzo wysokich temperaturach. Typowe warunki pracy dla sterownika zabezpieczeniowego [4] z obwodami iskrobezpiecznymi są podane w tabeli 1. Tab. 1. Typowe warunki pracy dla sterownika zabezpieczeniowego z obwodami iskrobezpiecznymi Tabl. 1. Typical operating conditions for bay controller with intrinsically safe circuits. Temperatura otoczenia podczas pracy -20°C … +65°C [...]

  W przypadku ultradźwiękowych linii zgrzewających niezmiernie ważnym czynnikiem jest ich wysoka niezawodność, która przekłada się wprost proporcjonalnie na zyski instytucji wykorzystującej techniki ultradźwiękowe, ponieważ zwykle są wykorzystywane do produkcji wielkoseryjnych - rys. 1. Podstawowym problemem niezawodności tego rodzaju linii produkcyjnych są jej przestoje spowodowane koniecznością wymiany elementów poddawanych dużym obciążeniom, które często ulegają uszkodzeniom na skutek zużycia, lub awarii. Podstawowym celem proponowanej pracy jest opracowanie metody zdalnej diagnostyki systemu zgrzewania ultradźwiękowego. Przewiduje się, że opracowanie takiej metody w znaczący sposób uprości stosowaną dotychczas metodykę serwisowania urządzenia, dodatkowo ograniczając jego koszt i w znaczący sposób skracając czas niezbędnej obsługi serwisowej. Rys. 1. Od lewej: Urządzenie ciągłego zgrzewania z wycinaniem włóknin polipropylenowych, urządzenie do zgrzewania kątowników budowlanych, linia do zgrzewania półmasek Fig. 1. From left to right: line for continuous welding with cutting of polypropylene woven, line for construction bracket welding, line for halfmasks welding El ektronika 4/2013 27 Wysoce prawdopodobne wydaje się, że wymiana kluczowych elementów linii, z punktu widzenia przestojów czy awarii, powinna nastąpić w czasie zwykłych przerw technologicznych linii, co może mieć miejsce nie częściej niż kilka razy na dobę. Aby czas ten bardziej efektywnie wykorzystać należy posiadać informacje na temat aktualnego zużycia elementu czy symptomów oznaczających degradację właściwości elementu, która wskazuje na duże prawdopodobieństwo uszkodzenia elementu podczas wykonywanej pracy. Wnioskowanie takie może być p[...]

  Głównym zadaniem górniczych sterowników zabezpieczeniowych, których obwody pracują w atmosferze metanowej wyrobisk węgla kamiennego jest ochrona przeciwporażeniowa personelu kopalni. W tym celu w górniczych sterownikach polowych stosuje się obwody iskrobezpieczne podlegające dyrektywie ATEX [1]. Rozwiązania układowe obwodów kontroli ciągłości uziemienia iskrobezpiecznego wymagają dużej liczby pomiarów kontrolujących wartości poszczególnych elementów schematu elektrycznego zawierającego zarówno elementy liniowe (rezystancja szeregowa i rezystancja równoległa) jak i element nieliniowy w postaci diody. Stosowane dotychczas rozwiązania wymagały czasochłonnej kalibracji każdego obwodu. Wydłużony czas kalibracji spowodowany był zastosowaniem w pełni analogowych obwodów zawierających precyzyjne potencjometry ustalające punkty pracy obwodu. Układy te były podatne na zakłócenia impulsowe, a zmiany poszczególnych elementów obwodu wpływały na zmianę wartości innych elementów. Rysunek 1 przedstawia schemat funkcjonalny prezentujący obwód kontroli ciągłości uziemienia podczas normalnej pracy. Do zacisków L1 i L2 obwodu kontroli ciągłości uziemienia dołączony jest pasywny obwód składający się z długiego odcinka przewodu uziemionego w pobliżu uziemionego elementu wyposażenia kopalni np. silnika trójfazowego. Do obwodu włączona jest szeregowa dioda krzemowa, która pozwala na wykrycie najgroźniejszej z punktu widzenia bezpieczeństwa sytuacji, to jest zwarcia obwodu kontroli ciągłości uziemienia z pominięciem uziemienia diody - a więc sytuacji w której obwód bez diody krzemowej nie jest w s[...]

Interaktywny inhalator przeznaczony jest do leczenia dróg oddechowych ludzi w szerokim przedziale wiekowym, od kilku miesięcznego dziecka do dorosłego człowieka. Inhalator przystosowany jest do podawania pacjentowi ściśle określonych, zaprogramowanych dawek leku podczas pracy synchronicznej. Generowane dawki leku zsynchronizowane są z oddechem pacjenta i podawane są w pierwszej części fazy wdechu - tak aby jak największa ilość aerozolu skutecznie dotarła i zdeponowała się w dolnych drogach oddechowych. Inhalator doskonale nadaje się do leczenia dróg oddechowych lekarstwami o dużym stężeniu. Interaktywny inhalator może być wykorzystywany w szpitalach oraz placówkach służby zdrowia ukierunkowanych na leczenie chorób płucnych oraz przez osoby prywatne wymagające skutecznej i częstej aerozoloterapii. Inhalator wyposażony jest w pamięć i ma możliwość zapamiętania 30 indywidualnych programów inhalacji. Zapisane w pamięci inhalatora programy w celu łatwiejszego znalezienia interesującego nas programu inhalacji mogą być sortowane po następujących parametrach: TI - typ inhalacji, Lat/kg - sortowanie przebiega w pierwszej kolejności po wieku, a następnie po wadze pacjenta, Nazwa leku - sortowanie po nazwie leku użytego w programie inhalacji. Inhalator jest w stanie pracować w trzech trybach, każdy ZASILACZ 230VAC -> 13,5VDC układ wytwarzania pulsacji sterownik mikroprocesorowy + pamiec kolorowy wyswietlacz graficzny z rezystancyjnym panelem dotykowym układy peryferyjne inhalatora sprezarka elektrozawór zasilacz 5VDC sterownik sprezarki detektor wdechu zasilacz 3,3VDC sterownik elektrozaworu głowica nebulizujaca Rys. 1. Schemat blokowy interaktywnego inhalatora Fig. 1. Interactiv[...]

W artykule przedstawiono wymagania z zakresu kompatybilności elektromagnetycznej EMC dotyczące emisyjności i odporności urządzeń elektroenergetycznej automatyki zabezpieczeniowej (EAZ). Przedstawiono źródła zaburzeń EMC dla urządzeń EAZ występujące w ich naturalnym środowisku pracy. Podano najnowsze edycje norm dotyczących badania urządzeń elektronicznych dla automatyki przemysłowej. Abstract. This paper presents the requirements for electromagnetic compatibility EMC emission and immunity for equipment of power system protection.The sources of electromagnetic disturbances and the latest editions of standards for testing electronic devices for equipment of power system protection have been presented. (Electromagnetic compatibility requirements for equipment of power system protection) Słowa kluczowe: kompatybilność elektromagnetyczna (EMC), normy, urządzenie zabezpieczające, środowisko przemysłowe Keywords: electromagnetic compatibility (EMC), standards, equipment of power system protection, industrial environment Wstęp Tematyka związana z Elektroenergetyczną Automatyką Zabezpieczeniową (EAZ) jest dziedziną wiedzy i techniki zajmującą się kontrolą i sterowaniem prac systemu elektroenergetycznego zarówno podczas normalnej pracy, jak i w stanach zakłóceniowych. Od urządzeń EAZ wymaga się długotrwałej bezawaryjnej pracy w niekorzystnych warunkach środowiskowych, między innymi przy dużym poziomie zaburzeń elektromagnetycznych. Urządzenia te powinna charakteryzować odpowiednio wysoka odporność na zaburzenia, mająca często decydujące znaczenie dla ich prawidłowego działania w obecności zakłóceń elektromagnetycznych. Wobec tego istotne znaczenie ma dbałość o opracowanie konstrukcji urządzeń EAZ zgodnych z wymaganiami kompatybilności elektromagnetycznej przy uwzględnieniu wymagań w zakresie bezpieczeństwa. Podlegają one ocenie zgodności z dyrektywą niskiego napięcia 2006/95/WE (LVD) i dyrektywą kompatybilności elektromagnetycznej 2004/108/[...]

W artykule przedstawiono przypadek osiągnięcia wysokiej odporności magistrali I2C hybrydowego górniczego sterownika polowego na przemysłowe poziomy zaburzeń EMC. Zaprezentowano układ z wykorzystaniem metod pozwalających na uzyskanie wysokiej odporności elektromagnetycznej. Opisano sposób osiągnięcia wymaganego poziomu odporności na modulowane amplitudowo zaburzenia przewodzone indukowane przez pola o częstotliwości radiowej (CWS), a także na szybkozmienne zaburzenia przejściowe (BURST). Abstract.. Paper presents circuit diagram of connection between thermopile sensor and microcontroller unit before and after required immunity threshold achieving. Article shows ways of industrial level EMC immunity reaching from conducted disturbance induced by radio-frequency fields (CWS) and from fast transients disturbances (BURST). (Increasing I2C bus immunity from industrial EMC disturbances). Słowa kluczowe: odporność EMC, BURST, CWS, środowisko przemysłowe, I2C. Keywords: EMC immunity, BURST, CWS, industrial environment, I2C. Wstęp Magistrala I2C jest szyną, w której dwustronna komunikacja odbywa się przy udziale dwu linii - dwukierunkowej linii danych SDA i jednokierunkowej linii zegarowej SCL sterowanej przez urządzenie master. W zależności od potrzeb, urządzenia typu slave nadają bądź odczytują dane z linii SDA. W opisywanym przypadku istotne znaczenie ma fakt, że nadajniki magistrali są skonstruowane zgodnie z zasadą fizycznego iloczynu logicznego linii (logiczny stan wysoki jest recesywny, natomiast logiczny stan niski jest dominujący). Bezpośrednim wynikiem takiej budowy nadajników jest ich fizyczna właściwość jako nadajników typu otwarty kolektor lub otwarty dren. Tym samym możliwe jest wykrywanie kolizji w transmisji pomiędzy wieloma urządzeniami typu slave, nie pozbawione niestety podatności na zakłócenia, co wynika z niewielkiej wydajności prądowej całego układu. Ogromną zaletą omawianej konstrukcji jest prędkość przesyłania danyc[...]

  W artykule przedstawiono metodę uodparniania magistrali szeregowej urządzeń elektronicznych o konstrukcji modułowej na przemysłowe zaburzenia elektromagnetyczne na przykładzie nowego rozwiązania modułowego sterownika polowego przeznaczonego do współpracy z inteligentnymi sieciami elektroenergetycznymi Smart Grids. Przedstawiono proces badań odporności sterownika modułowego w szczególności na zakłócenia typu BURST i CWS powszechnie występujące w środowisku przemysłowym. Słowa kluczowe: Smart Grid, modułowy sterownik polowy, sterownik PLC, odporność EMC, BURST, CWS, środowisko przemysłowe.Rozwój inteligentnych sieci /Smart Grids/ wiąże się z opracowywaniem nowych wielozadaniowych uniwersalnych urządzeń z otwartą architekturą. Konstrukcja modułowa takich urządzeń, oprócz wielu zalet generuje również szereg problemów, w tym związanych z odpornością takiego urządzenia na zakłócenia elektromagnetyczne typowe dla obiektów elektroenergetycznych [1]. Zakłócenia szeregowej magistrali transmisji danych zawsze prowadzą do wzrostu ilości błędów w transmisji, lub nawet utraty całych pakietów danych. Jednakże od tego typu urządzeń wymagane jest, aby przesyłana informacja w żadnej sytuacji nie była utracona. Wiąże się to z korektą błędów w pakiecie lub wielokrotnym powtarzaniu przesyłania pakietów informacji. Taki proces spowalnia transmisję, która niejednokrotnie dla określonych częstotliwości zakłóceń, staje się wręcz niemożliwa stwarzając problemy związane z odpornością na tego rodzaju zaburzenia elektromagnetyczne. Konstruktorzy na etapie opracowywania takich urządzeń powinni w sposób szczególny uwzględniać te uwarunkowania. Podczas badań i w fazie modyfikacji konstrukcji wykorzystano wiedzę zdobytą podczas zwiększania odporności magistrali innego typu - I2C niewykorzystującej sygnałów różnicowych [5]. Pomimo znaczących różnić w sposobie funkcjonowania magistrali, można zauważyć pewne analogie dotyczące m.in. sposobu zasilania obwodów [...]

  Kontrola procesu przesyłania, rozdzielania i użytkowania energii elektrycznej przez sterowanie aparaturą łączeniową i zabezpieczanie elementów systemu elektroenergetycznego wymaga zastosowania urządzeń elektroenergetycznej automatyki zabezpieczeniowej (EAZ). Od tych urządzeń wymaga się wysokiej niezawodności podczas wykonywania zadań w całym okresie eksploatacji, jak i stabilnej pracy niezależnej od czynników środowiska zewnętrznego. Urządzenia te muszą być przystosowane do pracy w przemysłowym środowisku elektromagnetycznym, gdzie występują duże wartości natężenia prądów i towarzyszących im pól magnetycznych oraz załączanie obwodów o dużej indukcyjności i pojemności. Warunkiem przyjęcia tych urządzeń do eksploatacji jest ich wysoka niezawodność i również bezpieczeństwo personelu obsługującego. Sprawdzenie spełnienia przez urządzenia EAZ wymagań sprecyzowanych normami jest możliwe po wykonaniu badań typu, które są badaniami wielowątkowymi, dotyczącymi kompatybilności elektromagnetycznej (EMC) i badań bezpieczeństwa (LVD, ATEX) przeprowadzanych w najbardziej niekorzystnych warunkach środowiskowych. W artykule przedstawiono wymagania normatywne dotyczące badań typu jak i koordynacji badań dla urządzeń elektroenergetycznej automatyki zabezpieczeniowej EAZ na przykładzie sterowników polowych MUPASZ 710 plus i HGSP1. Spełnienie tych wymagań zweryfikowane podczas badań przyczynia się do ich bezpieczeństwa i niezawodnej pracy podczas całego okresu ich eksploatacji. Uregulowanie prawne W strukturze europejskiej występują różne obszary regulacji prawnych dotyczących wprowadzania wyrobów na rynek europejski, m.in. obszar uregulowany prawnie i zharmonizowany, gdzie obowiązują przepisy prawne i zarządzenia UE. Ten obszar funkcjonuje na podstawie dyrektyw UE, które są wdrażane do prawa krajowego państw członkowskich i wspomagane normami zharmonizowanymi, które zawierają wytyczne techniczne do dobrowolnego stosowania przez producenta. Ur[...]

  Przedmiotem artykułu jest zaprezentowanie skalowalnego systemu z inteligentnymi sensorami do e-zarządzania stacjami elektroenergetycznymi, który umożliwia konstruowanie nowoczesnych rozwiązań dla inteligentnych elektroenergetycznych sieci niskiego i średniego napięcia. Przedstawiony system daje możliwość łatwego dostosowania istniejących konstrukcji rozdzielnic do rosnących wymagań stawianych inteligentnym sieciom energetycznym. Wymagania te są zawarte w standardach dotyczących sieci Smart Grid. Podczas prac przygotowawczych do realizacji systemu przeprowadzono analizę zgodności z dyrektywą EMC poszczególnych urządzeń wchodzących w jego skład. Opis systemu Podstawowym zadaniem stawianym omawianemu systemowi jest pomiar wartości elektrycznych prądu i napięcia w sieci elektroenergetycznej. Bardzo ważna jest również ocena stanu łączników oraz temperatury łączników i szyn. Innym zadaniem jest udostępnianie pozyskanych wartości opisujących bieżący stan sieci elektroenergetycznej wraz z danymi na temat jego wyposażenia pomocniczego. Pozyskane dane z sensorów udostępniane są przekazywane kolejnym elementom systemu jakim jest system SCADA. Do zadań systemu należą również: realizacja funkcji zabezpieczeniowych, kontrolnych i diagnostycznych. Przykładowy zestaw urządzeń wchodzących w skład systemu przedstawiono na rysunku 1. W jego skład wchodzi jednostka agregacji danych pomiarowych, obsługująca trzy komplety sensorów prądu i napięcia oraz osiem sensorów nieautoryzowanego dostępu i temperatury. Zadania realizowane przez system, w zależności od tego, w jakiej rozdzielnicy i w jakim polu są realizowane, znacząco różnią się od siebie. Owe różnice wynikają z zastosowanej topologii sieci elektroenergetycznej, zastosowanych elementach łączeniowych, transformatorach, użytej aparaturze pomocniczej i zabezpieczeniowej, sposobie ochrony obiektu przed dostępem osób. Zadania te mogą być z powodzeniem realizowane przez system, który może być d[...]