Mikrokontroleri u rudarstvu by Elvedin

Informatika

DIPLOMSKI RAD TEMA:

PRIMJENA MIKROPROCESORSKIH TEHNOLOGIJA U RUDARSTVU

ppaallee@hotmail.com

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu

IZVOD: Zadatak ovog diplomskog rada je da objasni mikrokontrolere i kako ih možemo koristiti u rudarstvu, a u ovom slučaju koristimo mikrokontroler 16F84. Danas koristimo mikrokontrolere u svim poljima proizvodnje i njihova upotreba se povećava širom svijeta, i ne samo u industriji nego i u medicini, školama i drugim oblastima. U ovom radu ćemo također objasniti sistematski inžinjering koji se u suštini sastoji od projekta i izvedbe. ABSTRACT : The mission of this paper is to explane microcontrolers and how we can use them in mining in this case we use microcontroler 16F84. Today we use microcontrolers in all aspects off production and usage off them is increasing world wide, and not just in industry than in medicine, school and other areas. In this paper we are also going to explane systematic ingeneering that in basic is composed of project and performance.

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu SADRŽAJ:

1. UVOD

2. MIKROPROCESORSKE TEHNOLOGIJE

3. PRIMJENE U RUDARSTVU

3.1.

Motori

3.2.

Automatizacija

3.3.

Centralni uređaji

3.4.

Periferni uređaji

3.5.

Komunikacijski protokoli

3.6.

Alati

3.7.

Komponente

3.8.

Pretvarači

3.9.

Lampa za rudnike

3.10. Senzori

4. Mjerenje koncentracije plinova u rudnicima

4.1.

Povezivanje senzora sa računarom

4.2.

Modul za mjerenje temperature kabla u oknima

5. Primjer industrijskog mikrokontrolera PIC16F84

5.1.

Hardverske karakteristike

5.2.

Organizacija memorije

5.3.

Set instrukcija

5.4.

Primjer programiranja

6. Mikrokontroleri i uticaj na industrijsku elektroniku

7. Zaključak

8. Literatura

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu

UVOD

Rudarstvo je jedna od najtežih i najopasnijih privrednih grana, a to se ogleda kroz samu produkciju i tehničko-tehnološki proces. Mjesta i uslovi u kojem rudari obavljaju svoje zadatke (misli se uglavnom na jamske iskope), krije razne opasnosti poput eksplozije plina, obrušavanja krovne mase, trovanja ugljen monoksidom, velike koncentracije prašine, osjećaja tmurnosti itd. Također radnici u jamskim iskopima trpe svakodnevno veliku buku, vibracije, vlagu, nedostatak svjetlosti i sve nedaće što ih prate u ovakvim uslovima. Uticaj svih ovih faktora je sve veći što se ide dalje u dubinu jamskog iskopa. Ovi negativni faktori dovode do smanjenja radne produktivnosti, a rudari su u svakom momentu izloženi situacijama opasnim po život. U rudnicima je prepoznat ovaj problem i mnogi su prešli na korišćenje tehnike i prednosti koje ona nudi. Razvijeniji rudnici su uveli dostupne tzv. robot sisteme kao zamjenu za ona radna mjesta na kojim je rad ljudi otežan ili izložen opasnostima. U tim sistemima su u upotrebi razni moduli i uređaji pa i mikrokontroleri o kojima ćemo više govoriti u narednom tekstu

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu

MIKROPROCESORSKE TEHNOLOGIJE

Od početka razvoja mikroračunara postoje dva osnovna cilja konstruktora: povećanje brzine i povećanje kapaciteta memorije. Da bi se ti ciljevi ispunili smanjivao se broj komponenata od kojih su građeni čvrsti delovi računara, i na taj način skraćivao bi se put koji su prelazili električni, magnetni i svetlosni impulsi a povećavala brzina prenosa informacija. Tako je bilo moguće na manjem prostoru zapamtiti veći broj informacija. Da bi smanjivanje bilo uspešno potrebno je veliki broj tranzistora smestiti na malu površinu. Na taj način nastaju čipovi tj. integrisana kola koja predstavljaju integraciju elektronskih komponenata na malim pločicama. Najsloženija integrisana kola predstavljaju mikroprocesor. Glavni materijal u izradi integrisanih kola su razni tipovi poluprovodnika pa je i cela tehnologija nazvana poluprovodnička tehnologija. Prilikom izbora integrisanog kola veoma je bitno znati koja je tehnologija primenjena. Od tipa tehnologije koja je primenjena zavisi:  Pouzdanost integrisanog kola  Stepen ostvarene integracije po jedinici površine  Brzina rada  Potrošnja energije  Način povezivanja sa drugim integrisanim kolima koja ne moraju biti proizvedena u istoj tehnologiji, itd. Do sada su bile dominantne dve tehnologije u proizvodnji integrisanih kola i to su bipolarna i MOS (Metal – Oxide – Semiconduktor ) tehnologija. Mikrokontroler je elektronički uređaj koji, slično kao i računar, ima zadaću da zamjeni čovjeka u kontroli dijela proizvodnog procesa ili gotovo cijelog proizvodnog procesa. Iz svakodnevne prakse pri uptrebi računara opšte namijene već je poznato da je standardni ulaz testatura i miš , dok je standardni izlaz monitor ili štampač. Teško je definisati šta će biti standardni ulaz i izlaz mikrokontroleru. Razlog tome je što su mikrokontroleri uglavnom dizajnirani za specifične zadaće vrlo raznolike od slučaja do slučaja. Primjera ima mnogo, od jednostavne regulacije osvjetljenja, alarmnih sistema, pa do upravljanja robotima u industrijskim pogonima među kojima je i rudarstvo. Ulazi mogu biti vrlo jednostavne izvedbe kao na primjer prekidač u sklopu plovka za nadzor najvećeg ili najnižeg nivoa tekućine u spremniku. Mikrokontroler tada ima za obradu samo dva stanja . Složenije je praćenje ako treba pratiti nivo tekućine u spremniku. Tada treba definisati koliko će se nivoa pratiti i tu će se uporabiti nekakav potenciometarski sklop koji će mikrokontroleru predati određenu analognu vrijednost koju će ovaj potom pomoću A/D pretvarača obraditi i isporučiti odredištu. Ako je ipak povezan s fotoćelijom za brojanje predmeta po načelu prekidanja

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu svjetlosnog snopa radi se o izravnom brojanju impulsa tokom rada neovisno o vremenu. Dakle, ulazi mogu biti analogne i digitalne prirode i u suštini podatke će isporučivati nekakav mjerni pretvarač (senzor). Izlazi iz mikrokontrolera također mogu biti analogne i digitalne prirode. Analogni izlazi, bilo naponski ili strujni, mogu se elektromehaničkim sklopovima pretvoriti u neku korisnu radnju kao promjena položaja nekog predmeta, povećanje brzine obrtaja motora i slično. Najjednostavniji primjer je lampica upozorenja koja upozorava čovjeka na promjenu ili neispravnost. Složeniji izlaz biti će kada se želi pratiti veličina promjene bilo kao analogni ili digitalni prikaz. Naravno, ulaz i izlaz mikrokontrolera nije isključivo vezan na komunikaciju sa strojem. Vrlo rijetko kontroler nema neki vid komunikacije prema korisniku, na primjer sa lampicama ili sa digitalnim pokazivačem. Nisu rijetki slučajevi da se za komunikaciju s čovjekom koristi računar. Iz navedenog može se zaključiti da se mikrokontroleri prema načinu izrade i komunikacije sa okolinom mogu svrstati u jednu od dvije osnovne kategorije: • •

Mikrokontroler kao samostalna upravljačka jedinica Mikrokontroler kao samostalna kartica u jednom od slotova računara

U suštini mikrokontroler radi na principu vrlo bliskom računaru. On predstavlja računar, a složenost mu ovisi o složenosti zadatka koji treba izvršiti. U opštem slučaju blok-šema mikrokontrolera mogla bi izgledati prema sljedećoj slici.

Slika 1: Blok-šema mikrokontrolera

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu Koje će sve elemente sadržavati i koliko namijeni. MCU je jednostavniji od konfiguracijama, obično nekad popularni INTEL-ovih procesora. Svima su zajedničke • • • • • • • • •

moćne, zavisit će o njegovoj sklopova namijenjenih PC Zilog-Z80 ili neki iz porodice neke sljedeće osobine:

Relativno mali radni takt reda 10MHz; Mali broj jednostavnih instrukcija, red veličine oko 100; Radna memorija (RAM) reda KB; Stalna memorija sa programskim kodom u PROM ili EPROM izvedbi; Brojači različitih namjena kao sat, brojač impulsa, BCD brojač i drugi; Brojač za nadzor ispravnog rada - WDT (Watch Dog Timer); Ulazno/Izlazni kanali (port-ovi) za prihvat i slanje podataka; A/D i D/A pretvarači razlučivosti prema namjeni, uobičajeno 8 bit; Širok raspon napona napajanja.

Svi navedeni elementi ne moraju biti zastupljenu u mikrokontroleru. Od namjene mikrokontrolera ovisiti će njegov izbor te će jedni imati više U/I portova, a drugi više multipleksiranih A/D pretvarača i slično. Intelova serija mikrokontrolera MSC-48 ima 8 osnovnih predstavnika različitih po mogućnostima. Osim navedene postoji još nekoliko serija istog proizvođača. Ako se tome pribroje i ostali proizvođači (Motorola, Microchip Technology, Siemens i drugi) izbor mikrokontrolera više je nego dovoljan. Tipični predstavnik je Siemens-ov mikrokontroler SAB 80535 opisan u primjeru.

Od značaja je Watch Dog Timer (WDT) sistem nadzora koji se također koristi u rudarstvu. To je specijalno dizajnirano brojač. Ako program upisan u memoriju mikrokontrolera ispravno radi on će povremeno u prikladnim vremenski razmacima (do 100ms) vratiti kontrolni brojač na početnu vrijednost. Ako ipak brojač u svom radu odbroji do kraja, zadnjim brojem stavlja na znanje CPU mikrokontrolera da je došlo do nepravilnosti u radu programa jer nije bio vraćen na početnu vrijednost. CPU pokreće programsku rutinu za ponovnu inicijalizaciju mikrokontrolera ili se odvija neka druga predviđena zaštitna radnja. Na taj način onemogućava se duži nepravilan rad mikrokontrolera bez obzira na razloge uzroka nepravilnosti. Ova metoda nadzora višestruko povećava sigurnost sistema kojeg mikrokontroler nadzire. Obično se u sklopu uređaja mikrokontrolera nalazi i mala baterija kojoj vijek trajanja dostiže i do 10 godina. Zajedno sa sistemom Watch Dog Timer za nadzor ispravnog rada mikrokontrolera, proizlazi da će podaci u RAM-u uvijek biti očuvani te da za redovnim servisom gotovo da nema potrebe. Naravno, baterija zamjenjuje i napajanje cjelokupnog sklopa u slučaju nestanka struje, slično kao što rade on-line Uninterruptible power supply (UPS) uređaji.

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu

Slika 2: Mikrokontroler SAB 80535 firme Siemens To je osmo bitni mikrokontroler i proizvodi se u dvije verzije, 80515 i 80535. Prva sadrži programsku memoriju (ROM) ugrađenu u mikrokontroler i izrađuje se po narudžbi sa željenim programskim kodom. Druga ne posjeduje ugrađenu programsku memoriju već se ona dodaje izvana. Po ostalim elementima potpuno su identični. Vrijeme izvršavanja instrukcije je jedna mikrosekunda uz radni takt od 12MHz kojeg daje oscilator s kristalom kvarca dodanim izvan čip-a. Od 256 Bajt-a unutrašnje radne memorije 128 Bajt-a osigurano za 41 registar opšte namijene. Akumulator i 32 registra posebne namijene, te aritmetički i pokazivački registri i registri namijenjeni prenosu podataka između CPU i periferija su u drugom dijelu unutrašnje radne memorije. Unutrašnja radna (RAM) i programska (ROM) memorija mogu se proširiti do 64KB dodacima izvana. Hoće li se izvršavati kod iz radne ili programske memorije ovisi o stanju na izvodu EA (External memory Access). Pristup vanjskoj memoriji upravlja se preko izvoda PSEN (Program Store ENable). Tu su još izvodi za normalno i pomoćno napajanje i referentni napon te reset mikrokontrolera i drugi zadaci. Sam mikrokontroler ima vrlo razrađenu mogućnost prekida (Interrupt) programa s ukupno 12 mogućih izvora prekida uz moguću raspodjelu na 4 prioritetna nivoa. Postoji i WDT koji se može pomoću programa aktivirati ali ne i isključiti. Svih šest portova su 8 bit ni i dvosmjerni. A/D pretvarač također je 8 bitni. Radi na principu sukscesivne aproksimacije.

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu A/D pretvarač sa sukcesivnom aproksimacijom je brži u radu. Također koristi D/A pretvarač, ali je binarno brojilo zamijenjeno registrom sukcesivne aproksimacije (RSA), kao što je prikazano na slici

Slika 3: A/D pretvarač sa sukcesivnom aproksimacijom (BNVT-bit najveće težine, BNMT-bit najmanje težine)

Vrijeme uzorkovanja je 5 mikrosekundi, a vrijeme pretvaranja je 20 mikrosekundi. Naravno tu je S&H sklop za pamćenje vrijednosti uzorka analognog signala. Multiplekser vodi brigu o 8 mogućih analognih ulaza za korištenje. Mikrokontroler sadrži tri 16 bitna brojača. Svaki od njih može se definirati kao klasičan brojač, djelitelj ili nešto drugo koristeći interni ili vanjski takt. Mikrokontroler koristi skup od 111 instrukcija od čega je 49 instrukcija dužine 1B, 45 dužine 2B i 17 dužine 3B. Instrukcije se mogu podijeliti na: • • •

Instrukcije za prijenos Aritmetičke instrukcije Kontrolu prijenosa

Navedeni podaci samo su dio od mnoštva ostalih koji se nalaze u priručniku koji se dobije uz svaki mikrokontroler. Mikrokontroleri na jednom čipu razvijeni su i stavljeni na tržište uz uporabu računara sa 4,8, i 16 bitnom sabirnicom. Udio 8 bitnih mikrokontrolera je veoma velik (preko 50%) u ukupnom tržištu mikrokontrolera.

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu

PRIMJENE U RUDARSTVU

Danas kada se priča o primjeni mikrokontrolera i druge elektronike u industriji prije svega se misli na sada već poznati termin sistemski inženjering. Ovdje ćemo prvenstveno prikazati na čemu je sve baziran mikrokontroler u rudarstvu. Na sledećim slikama vidimo glavne upotrebe mikrokontrolera u ovoj privrednoj grani.

Kontrola bušnih i iskopnih mašina

Voz za napajanje energije svih podzemnih uređaja

Tehnologija za kontrolu i upravljanje

Slika 4: Inžinjering

3.1.

Motori

Radi specifičnih operativnih uslova u rudnicima, motori koji se razvijaju moraju ispuniti sve veoma komplikovane zahtjeve. Neki od tih zahtjeva je prekid rada u slučaju eksplozije ili zapaljenja čitavih uređaja u kojima se oni nalaze. Ovo je posebno važno za korištenje u rudarstvu i sličnim primjenama. Zbog toga na ove motore se spajaju razni mikrokontroleri koji se programiraju da u bilo kojem trenutku regulišu čitav rad motora. Jedan takav motor koji u sebi ima ovaj tip zaštite je prikazan na sljedećoj slici kao i njegove osnovne karakteristike.

Slika 5: Motor

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu

Karakteristike: veliki broj obrtaja mala masa uređaja sigurnosni sklop kontrole (mikrokontroler)

3.2.

Automatizacija

Automatizacija različitih operativnih procesa označava visoko dostignuće u rudarskoj industriji. Logička podrška ovog nivoa pomaže 'kraj-sa-krajem' (end-to-end) komunikaciji i kontrolu svih uređaja koji u sebi imaju sistem kontrole. Taj sistem je postignut upotrebom mikrokontrolera i njihovim programiranjem zajedno sa mikroprocesorima. Ovo je omogućilo optimalni protok podataka u čitav rudarski sistem i procesnu automatizaciju. Jedna od firmi koja je poznata u ovoj grani je firma BARTEC tech. Navest ćemo neke uređaje gdje je raširena upotreba mikrokontrolera:

Centralni uređaji (Central devices)

Periferalni uređaji (Peripheral devices)

Alati (Accessories)

Slika 6 : Alati i uređaji

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu

3.3. Centralni uređaji (Central devices) Inženjeri dizajniraju male motor kontrolisane sisteme i uvijek traže nove načine za sto veću eliminaciju komponenti radi smanjenja opreme i smanjenja cijene dok pokušavaju povećati što veću funkcionalnost i fleksibilnost. Npr. u centralnim uređajima sistema za hlađenje mikrokontroleri PIC16F616/610 i PIC12F615/609 omogućavaju veću funkcionalnost nego obične diskretne komponente sistema za hlađenje. Kako unapređenje dinamičkog odgovora i mogućnosti dizajniranja manjih sistema tako uzimati skupa hardverska riješenja i njihovo redizajniranje. U isto vrijeme veličina prostora i troškovi da ne budu povećani sa novim nekim mogućnostima kao npr. komparator pritiska i slično, da dozvoli direktno povezivanje sa raznim elementima bez dodatnog spajanja kruga signala.

3.4. Periferni uređaji Korišćenje ovih uređaja znači koristiti najbolje iz tzv. PROFIBUS tehnologije. PROFIBUS (Process Field Bus) je otvoren, digitalni komunikacijski sistem sa širokim spektrom primjene, osobito u proizvodnoj i procesnoj automatizaciji. Prikladan je brže,vremenski kritične i kompleksne komunikacijske zadace. Razvoj PROFIBUS-a zapoceo je 1987. godine u Njemackoj kada su 21 tvrtke i institucije udružile snage za razvoj strateškog fieldbus projekta. Cilj projekta bio je realizacija bitserijskog fieldbus sustava. Za ovu namjenu, vodece tvrtke ZVEIa(Središnja udruga za elektricnu industriju) složile su se da ce podržati zajednicki tehnicki koncept za proizvodnu i procesnu automatizaciju. Prvi korak bio je specifikacija kompleksnog komunikacijskog protokola PROFIBUS FMS (Fieldbus Message Specification) koji ce 1993. godine prerasti u jednostavniji i brži PROFIBUS DP (Decentralized Periphery) protokol. Danas je taj protokol dostupan u tri funkcijske verzije DP-V0, DP-V1 i DP-V2, a sama PROFIBUS komunikacija je sastavni dio medunarodnih standarda IEC 61158 i IEC 61784. Razvojem gore navedena dva protokola, usporedno s razvojem brojnih aplikacijsko orijentiranih profila kao i brzim rastom broja uredaja, PROFIBUS je napredovao na polju proizvodne automatizacije, a od 1995. godine i na podrucju procesne automatizacije.Danas je PROFIBUS vodeci fieldbus na svjetskom tržištu s više od 20% udjela, s otprilike 500 000 podržanih aplikacija i više od 5 milijuna cvorova. Trenutno na tržištu postoji više od 2000 PROFIBUS proizvoda razlicitih proizvodaca.

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu

3.5.

Komunikacijski protokoli

Na razini protokola, PROFIBUS s DP-om i njegovim verzijama DPV0, DP-V1 i DP-V2 pruža širok spektar mogućnosti koje omogućuju optimalnu komunikaciju izmedu različitih aplikacija. Povijesno gledano, FMS je prvi PROFIBUS komunikacijski protokol. FMS (Fieldbus Message Specification) je dizajniran za komunikaciju na razini ćelije, gdje programibilni kontroleri, kao što su PLC i PC primarno komuniciraju međusobno. FMS je prethodnik DP-a. DP (Decentralized Periphery) je jednostavan, brz, ciklički i deterministički proces razmjene podataka izmedu sabirničkog master uređaja i dodjeljenog slave uređaja. Originalna verzija DP-V0 je nadograđena na verziju DP-V1 koja uz ciklički prijenos podržava i aciklički.Posljednja verzija DP-V2 podržava direktnu komunikaciju izmedu dva slave uređaja s izokronim sabirničkim ciklusom. Bus Access Protocol, drugi ili podatkovni sloj, definira master-slave proceduru i proceduru prosljeđivanja tokena za koordinaciju više master uređaja na sabirnici. Uloga drugog sloja uključuje i funkcije kao što su sigurnost podataka i rukovodenje podatkovnih okvira. Aplikacijski sloj ili sedmi sloj čini sučelje prema programskoj aplikaciji. Moguće je ostvariti ciklički i aciklički prijenos podataka.

Slika 7: PROFIBUS konfiguracija sa master i slave uređajima

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu

Jedne od osnovnih namjena ovih uređaja ubrajaju: INCLUDEPICTURE "http://www.bartec.de/homepage/images/dot1.gif" \* MERGEFORMATINET povezivanje između automatskih uređaja i to sve putem jednog kabla INCLUDEPICTURE "http://www.bartec.de/homepage/images/dot1.gif" \* MERGEFORMATINET prebacivanje ulaznih i izlaznih modula za senzore procesa INCLUDEPICTURE "http://www.bartec.de/homepage/images/dot1.gif" \* MERGEFORMATINET procesiranje i transformisanje signala INCLUDEPICTURE "http://www.bartec.de/homepage/images/dot1.gif" \* MERGEFORMATINET neprekidna komunikacija između modula i kontrolne sobe

Slika 8: Decentralizovani procesni uređaj SIMDAS DPM1 Ovaj procesni uređaj ima multifunkcionalni interfejs sa 4 otvorena porta

Slika 9: Decentralizovani procesni uređaj SIMDAS DPM3 Ovaj procesni uređaj ima multifunkcionalni interfejs sa 4 otvorena porta sa provjerom signala

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu

Slika 10: Decentralizovani procesni uređaj SIMDAS DPM4

Procesni uređaj za optimira kontrolu ako se digitalna E/A oprema koristi na velikim uređajima velike razmjere. 32 DE/DA-ports DA-portove 3 interfejsa za povezivanje

3.6. Alati Napojne jedinice najčešće korištene na DC 12V ili DC 5.5 V prema kategorijama zaštite “EEx ib I” u podzemnom rudarstvu.

Slika11 : EEx dem [ib] I

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu

Slika 12: Eex em [ib] I – dual power supply unit

3.7. Komponente Kada se pravi funkcionalan sistem u rudarstvu, neophodni su ne samo kontrolni sistem i električni moduli nego i druge komponente mrežno zaštićeni uređaji, svjetlosne barijere, ultrasonična mjerna oprema. Naravno osnovno u ovim komponentama počiva na upotrebi mikrokontrolera. Na sljedećoj slici su predstavljene neke komponente koje svoj princip rada zasnivaju na mikrokontrolerima,

Slika 13: Baterija

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu

Slika 14: Oprema za mjerenje Insulation monitor Earth fault interlock Relej za uzemljenje bušilica SL-modul High voltage – kontrolna jedinica Vakum relej kutija Electronic overcount relay PTC-resistor relej Multifunkcionalni modul

Slika 15: Dijelovi opreme za mjerenje

3.8. Pretvarači Pretvarači se podrazumijevaju kao kontrolna oprema u rudarstvu. Nudi veoma pametna rešenja za mnoge probleme npr. lagani start (soft start) pokretne trake. U ovom slučaju mikrokontroler unutra služi kao sigurnosni sistem da nebi doslo do naglog pokretanja ( trazaja) trake

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu usled kojeg može doći do istezanja. Prilikom više ovakvih slučajeva traka bi izgubila na svojoj čvrstoći i prijetilo bi pucanju trake.

Slika 16: Pretvarač

3.9. LAMPA ZA RUDNIKE Jedna od osnovne, najčešće upotrebljivane opreme kod svakog rudara je i njegova kaciga sa baterijom i njenim napajanjem. Napredna elektronika ML-800 ATEX spriječava ispražnjenje baterije i indicira nisko stanje baterije sa klasičnim indikatorom kapaciteta. Elektronika kontrolisana od strane mikrokontrolera štiti bateriju od potpunog pražnjenja i obaviještava korisnika o niskom stanju baterije signalizirajući svjetlosni snop kada je preostalo oko 30 minuta rada lampe. Svjetlosni signal će početi svijetliti sve češće i češće kako je sve manje vremena rada ostalo.

Slika 17: Kaciga ML-80x serije 18

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu

3.10.

SENZORI

Ovo je još jedan tip instrumenata rudarstva koji je usko povezan sa upotrebom mikrokontrolera . Prije svega nekoliko riječi o senzorima. Senzori za detektovanje koncentracije plinova su podgrupa velike porodice hemijskih senzora u koju se još ubrajaju biohemijski senzori, senzori za detektovanje tekućina i dr. Jedna od mnogobrojnih definicija kaže da je hemijski senzor uređaj za pretvaranje hemijske veličine, u našem slučaju koncentracije plina, u električni signal. Principi konverzije su brojni i ovise kako o plinu čija se koncentracija mjeri, tako i o samoj primjeni senzora. Konkretna veličina koja biva pretvorena u električni signal i/ili princip konverzije često puta oblikuju konačno ime senzora koje se koristi u praksi. Gotovo sva imena sadrže u sebi ili konkretnu namjenu senzora ili daju naslutiti osnovni princip rada senzora. Kao primjer možemo istaći senzor pod imenom ''chemical canary'' (hemijski kanarinac) koji vuče pomalo bizarne korijene. Naime, nekada se prisutnost zapaljivih i otrovnih plinova u rudarskim oknima testirala uz pomoć kanarinaca. Mrtav kanarinac značio je pozitivan test. Svoju su primjenu senzori za detekciju koncentracije plinova pronašli u raznim područjima ljudskog života pa se tako koriste u rudarstvu, industriji, meteorologiji, u sistemima za zaštitu ljudi i imovine itd.

Slika 18: Smart (pametni) pretvarač pritiska sa piezorezistivnim senzorom Inteligentni transmiter pritiska koristi mikrokontroler specijalizovan za mjerne aplikacije koji ima vrlo malu potrošnju (samo 1.3 mikroamper (µA)u neaktivnom režimu), 14-bitni A/D konvertor u okviru mikrokontrolerskog čipa i unutrašnju EPROM memoriju od 16KB. Uz mikrokontroler korišćena su još samo 3 integrisana kola.

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu

MJERENJE KONCENTRACIJE PLINOVA U RUDNICIMA

Za detekciju koncentracije plinova koriste se brojni principi mjerenja, a sve ovisno o konkretnom plinu čija se koncentracija mjeri, namjeni senzora te o proizvođaču. U osnovi uvijek imamo senzirajući element i mjerenu veličinu čija međusobna interakcija izaziva pojave/produkte (oslobađanje naboja, topline, povećanje koncentracije određenih čestica …) koji se onda dalje mjere s nekim senzorom (fizičkim) u užem smislu riječi. Stoga će se u daljem tekstu uglavnom koristiti širi pojam - hemijski senzor osim u slučajevima kada to nije nužno potrebno. Danas se koriste razlicite metode mjerenja koncentracije štetnih i opasnih plinova, a koju metodu cemo primijeniti prvenstveno ovisi o sredini u kojoj vršimo mjerenja, vrsti plinova koje cemo mjeriti, vremenu te novčanim sredstvima sa kojima raspolažemo. Metode mjerenja koncentracije plinova dijele se na: –Metode kemijske analize –Mjerenja prijenosnim instrumentima –Mjerenja stacionarnim instrumentima Većina analitičkih metoda je dugotrajna i stoga neprikladna onda kada treba brzo (najčešći slučaj u eksploataciji i iskopima) utvrditi prisutnost i količinu nekog opasnog plina ili pare u zraku ili obaviti rutinsku kontrolu kakvoće zraka. Mnoge analiticke metode mogu obavljati samo osobe s odgovarajućim kvalifikacijama i iskustvom. Analiticke metode su najcešce skupe (IR i UV- spektrometrija, plinska kromatografija, acidimetrijai alkalimetrija, nefelometrijai dr.) jer se mogu obavljati samo u posebno opremljenim analitickim laboratorijima. Iskustvo je pokazalo da tzv. Indikatorske cjevčice i prijenosni uređaji s direktnim očitavanjem udovoljavaju većini navedenih zahtjeva. Indikatorske cjevčice su veoma prikladne za utvrđivanje nečistoće zraka u atmosferi radnog prostora. Postupak određivanje je jeftin, brz i jednostavan i ne zahtjeva specijalno znanje, iako je za tumačenje rezultata mjerenja potrebno znati oznake pojedinih tipova i vrsta indikatorskih cjevčica kao i okolnosti u uvjete pod kojima se obavljaju ispitivanja.

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu

Slika 19: Indikatorske cjevčice Uzorkovanje kod indikatorskih cjevčica može se obaviti na dva načina, kratkotrajnim ili dugotrajnim uzorkovanjem. Kratkotrajnim uzorkovanjem dobiju se podaci o koncentraciji plinovite tvari u zraku u nekom odredenom trenutku, odnosno mogu se utvrditi promjene koncentracija, a time i najviša koncentracija plina ili pare na tom mjestu u promatranom vremenskom razdoblju.

Slika 20: Kratkotrajno uzorkovanje pomoću ručne sisaljke

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu

Dugotrajno uzorkovanje obavlja se na dva nacina: –pomoću motorne crpke kojom se zrak usisava u određenom vremenskom intervalu kroz sredstvo za apsorpciju dotičnog plina ili pare –difuzijom zraka kroz prikladno adsorpcijsko sredstvo.

Slika 21: Dugoročno uzorkovanje

Senzori za detekciju koncentracije plinova svoju primjenu imaju u najrazličitijim područjima djelovanja u rudarstvu: •

za detekciju štetnih plinova u rudarskim oknima i na naftnim platformama

•

za detekciju količine primjesa kod rudarenja zemnog plina

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu

4.1.

POVEZIVANJE SENZORA SA RAČUNAROM

Senzori se sa računarom spajaju u svrhu prikaza, obrade i spremanja mjernih rezultata. Već smo rekli da je većina senzora modulirajućeg tipa jer su samogenerirajući senzori još uvijek nedovoljno razvijeni. Prema tome, senzori se moraju povezati sa drugim elektrotehničkim komponentama u električne krugove koji napajaju senzor električnom energijom te prilagođavaju i pojačavaju izlaznu električnu veličinu nastalu djelovanjem plina na senzor. Te komponente su mikrokontroleri u kojima se dobijena izlazna veličina obrađuje u programirljivim logičkim sklopovima, na način da se, otklanjanjaju nelinearnosti, što se radi softverski pomoću interpolacije. Mikrokontroler se dalje može povezati sa računarom ili terminalom u svrhu kontrole i daljnje obrade, ili se jednostavno može spojiti na LCD ekran što se koristi kod malih, prijenosnih uređaja za mjerenje. Za mjerenje štetnih plinova koje se vrši daleko od kontrolnog računara koristi se modemska veza ili neki drugi vid bežične komunikacije. Interpolacija je uopšteno pojam koji se odnosi na postupak umetanja između dve vrednosti. U numeričkoj analizi se ovaj izraz koristi za postupak kojim se između dve poznate vrednosti neke funkcije umeće neka nova, obično jednostavnija, funkcija tako da ova vrednost ne odstupa od date za više od neke željene granice

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu 4.2.

MODUL ZA MJERENJE TEMPERATURE KABLA U OKNIMA

Modul za mjerenje temperature kabla je analogni ulazno/izlazni modul koji omogućava priključenje termoelemenata na RS-485 komunikaciju. Ovaj modul ima funkciju kondicioniranja signala, izolovanja ulaza, podešavanja mjernog opsega, A/D ili D/A konverzije i podržavanja digitalne komunikacije. Modul za mjerenje temperature ima izolovan signalni ulaz i napajanje u odnosu na RS-485 komunikaciju. Svi djelovi u modulu su automatski asemblirani i povezani kao komponente za površinsku montažu. Modul za mjerenje temperature je deklarisan za upotrebu u kompletnom industrijskom opsegu temperatura od -25 °C do +85 °C. Modul predstavlja kompletan mikro-kompjuterski akvizicioni sistem. Glavna prednost mikrokontrolera u modulu je mogućnost rekonfiguracije modula za razne tipove senzora i opsege mjerenja. Modul za mjerenje temperature pokriva opseg ulaznih signala od ± 15 mV do ± 50 V i sve tipove termoelemenata i otporničkih senzora temperature. Blok šema unutrašnjeg kola modula za mjerenje temperature prikazana je na slici.

Slika 22: Modul za mjerenje temperature Ulazni signal je kondicioniran i skaliran pomoću pojačavača sa programiranim pojačanjem i digitalizovan pomoću 16 bitnog A/D konvertora pod kontrolom lokalnog mikroprocesora. Digitalizovana vrijednost mjerene veličine se serijski prenosi kroz elektromagnetski izolovanu barijeru (izolacionog nivoa 2 500 V rms) i taktovana je pomoću specijalno urađenog integrisanog kola. Mikrokontroler na pločici modula konvertuje izmjerene podatke u standardne mjerne jedinice, kao što je određeno parametrima mjernog kanala, tj. da i mjerni signal dolazi sa

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu termoelemenata. Između konverzija mikrokontroler vrši autopodešavanje nule mjerenja i podešava pojačanje osmatranjem temperature modula i referentnog napona. Na ovom stepenu obrade signala također se vrši kompenzacija hladnog spoja. Mjerni modul se konfiguriše pomoću softvera za veliki broj parametara, uključujući tip senzora, format izlaznog digitalnog signala, brzinu komunikacije preko RS-485 veze. Visokokvalitetno procesiranje signala, kombinovano sa preciznim A/D (ili D/A) konvertorom, omogućava postizanje tačnosti od ± 0,05 % opsega mjerenja u celokupnom opsegu radne temperature. Sam mjerni modul i modul za prelaz RS-485 komunikacije sa žičane na optičku vezu lokalno se napajaju, na izolovan način. Tako se sprječava prodiranje tranzijentnih napona u računarski mjerni sistem što je veoma važno u eksploataciji. Modul za mjerenje temperature je dizajniran da tačno procesira signale niskog nivoa u teškom industrijskom okruženju, obezbjeđujući neprekidnu izolovanost signala i napajanja, koja je ostvarena pomoću izolacionih transformatora. Tako se eliminišu zatvorene petlje signalnih puteva kroz uzemljenje, štite mjerni moduli i računarsko-upravljačka oprema od tranzijentnih prenapona, i takođe otklanjaju problemi vezani za različite nivoe zajedničkog napona.

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu

5. PRIMJER INDUSTRIJSKOG MIKROKONTROLERA PIC 16F84 5.1. HARDVERSKE KARAKTERISTIKE MIKROKONTROLERA

PIC 16F84

Mikrokontroler PIC 16F84 je RISC mikrokontroler zasnovan na Harvard arhitekturi. Memorija za program je realizovana u Flash tehnologiji, što omogućava da se ovaj mikrokontroler može programirati i nakon ugradnje u željeni uređaj ( tzv. In Circuit Serial Programming procedura - ICSP). Kapacitet ove memorije je 1k x 14 bita. Mikrokontroler radi sa 8-bitnim podacima i ima 68 bajtova RAM-a i 64 bajta EEPROM-a za podatke. Na raspolaganju je stek dubine 8 nivoa, koji je realizovan u zasebnom memorijskom sistemu, a mikrokontroler ima i 15 registara posebne namjene. Sa aspekta komunikacije sa spoljnim svijetom, na raspolaganju je 13 U/I linija koje su podijeljene u dva porta: jedan 8-bitni - PORT B i jedan 5bitni – PORT A. Na raspolaganju je i jedan 8-bitni tajmer/brojač sa programabilnim djeliteljem, te Watchdog tajmer sa osnovnim periodom 18 milisekundi. Periferije mogu da izazovu prekid, a u ovaj mikrokontroler implementirana su četiri izvora prekida: • • • •

Prekid doveden na pin RB0/INT Prekoračenje opsega tajmera TMR0 Prekid izazvan promjenom stanja na pinovima 4 – 7 porta PORT B Prekid pri završetku upisivanja u EEPROM podataka

Naredna slika prikazuje unutrašnju organizaciju mikrokontrolera PIC 16F84.

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu

Slika 23: Mikrokontroler Ovaj mikrokontroler pakuje se u 18-pinskom kućištu (PDIP ili SOIC) ili u 20-pinskom SSOP kućištu. Da bi se postigla ušteda u prostoru, neki od pinova su multipleksirani. Na slijedećim slikama je prikazan raspored pinova ovog mikrokontrolera u zavisnosti od načina njegovog pakovanja.

Slika 24: Pinovi mikrokontrolera

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu Ako posmatramo način programiranja, i ovdje ćemo vidjeti da se radi o RISC mikrokontroleru. Programeru je na raspolaganju 35 instrukcija fiksne dužine od 14 bita. Moguća su tri načina adresiranja: direktno, relativno i indirektno adresiranje. Svaka instrukcija izvršava se u jednom mašinskom ciklusu, sem onih instrukcija koje mijenjaju sadržaj programskog brojača i one se izvršavaju u dva mašinska ciklusa. Jedan mašinski ciklus traje četiri takta oscilatora. Interno, proces izvođenja instrukcije obavlja se u protočnom sistemu sa dva stepena: FETCH i EXECUTE.

5.2.

ORGANIZACIJA MEMORIJE

Mikrokontroler PIC 16F84 ima dva razdvojena memorijska bloka: memoriju za podatke i memoriju za program. Kao što je već rečeno, ova dva memorijska bloka imaju razdvojene memorijske magistrale, tako da se istovremeno može pristupati i podacima i instrukcijama.

Slika 25: Memorija

Memorija za program kod mikrokontrolera PIC 16F84 organizovana je na način koji je prikazan na narednoj slici. U programsku memoriju spadaju 13-bitni programski brojač, 13-bitni stek sastavljen od 8 registara i 1k=1024 memorijske lokacije širine 14 bita namijenjene za pohranjivanje programa. Memorija za podatke ovog mikrokontrolera podijeljena je na 28

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu dva dijela: registre posebne namjene – SFR i registre opšte namjene – GPR. SFR registri na neki način upravljaju radom mikrokontrolera. Dijelovi memorije podataka su podijeljeni u dvije memorijske oblasti, što se odnosi i na SFR i na GPR registre. GPR oblast je bankirana da bi se omogućio drugi dio RAM-a opšte namjene, dok je SFR bankiran zbog registara koji upravljaju radom periferija. Zbog toga se koriste upravljački biti u STATUS registru pomoću kojih se vrši selekcija memorijske oblasti. Memorija podataka može se adresirati preko apsolutne adrese svakog registra ili indirektno pomoću registra za selekciju FSR. Indirektno adresiranje koristi trenutnu vrijednost bita RP0 za pristup bankiranim oblastima memorije podataka. Ako je bit RP0 – STATUS<5> resetovan, odabrana je oblast BANK0, dok je oblast BANK1 odabrana ako je ovaj bit setovan. U svakoj od ove dvije oblasti prvih dvanaest lokacija zauzimaju SFR registri, dok su ostale lokacije slobodne za pristup – GPR registri. Bitno je napomenuti da oblast GPR registara u obe memorijske oblasti fizički predstavlja iste lokacije, tako da nezavisno od toga koje od GPR registara adresiramo (oblast BANK0 ili BANK1) pristupa se istim registrima. Naredna slika prikazuje organizaciju interne memorije podataka mikrokontrolera PIC 16F84.

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu

Slika 26: Registri

Na ovoj slici jasno se vidi koji od SFR registara zauzima koju od memorijskih lokacija u memoriji podataka. Ovi registri upravljaju radom mikrokontrolera, a realizovani su kao statički RAM. Prema funkciji, registri posebne namjene mogu da se podijele na dva skupa – osnovni i periferijski, zavisno od toga da li utiču na funkcionisanje CPU jedinice ili periferija. Detaljna tabela koja pokazuje funkcije pojedinih bita u SFR registrima, te njihove vrijednosti nakon Power-on reseta i nakon neke druge vrste reseta prikazana je na slici na narednoj strani. Ukratko ćemo se osvrnuti na STATUS, i OPTION_REG registre. Registar STATUS sadrži aritmetički status aritmetičko-logičke jedinice i bit selekcije memorijske oblasti u memoriji podataka. Sadrži bite: • C – bit prenosa pri sabiranju (C=1) odnosno bit pozajmice pri oduzimanju (C=0)

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu • DC – bit poluprenosa, odnosi se na prenos ili pozajmicu između bita 3 i 4 akumulatora W • Z – bit nule rezultata, postavlja se ako je rezultat aritmetičke ili logičke operacije 0. • PD – power down bit, resetuje se instrukcijom SLEEP i na taj način se mikrokontroler dovodi u Power Down način rada • TO – resetuje se ako je došlo do pojave prekoračenja opsega Watchdog tajmera • RP0 – izbor memorijske oblasti u memoriji podataka. Ako je RP0=0, tada je izabrana BANK0, dok ako je RP0=1, tada se koristi BANK1 memorijska oblast. • RP1 i IRP se kod ovog mikrokontrolera ne koriste. Registar OPTION_REG sadrži upravljačke bite za konfigurisanje preskalera, vanjskih prekida, tajmera TMR0 i slabih pull-up otpornika koji se nalaze na portu PORT B: • PS0, PS1, PS2 - određuju faktor kojim preskaler dijeli vrijednost koja se nalazi u tajmeru TMR0 ili WDT. Taj faktor je od 1:2 (TMR0) ili 1:1 (WDT) za 000 do 1:256 (TMR0) ili 1:128 (WDT) za 111. • PSA – određuje da li će preskaler biti dodijeljen tameru WDT (PSA=1) ili TMR0 (PSA=0) • T0SE – izbor ivice signala za okidanje brojača TMR0 • T0CS – izbor izvora takta za TMR0. Ukoliko je postavljen takt za TMR0 dovodiće se sa pina RA4/T0CKI, inače će se koristiti interni CLKOUT signal. • INTEDG – bit za selekciju polariteta vanjskog prekida. Ukoliko je jednak 1, vanjski prekid će biti generisan na rastuću ivicu signala na RB0/INT bitu. • RBPU – Ukoliko je ovaj signal resetovan, slabi interni pull-up otpornici na portu PORT B će biti uključeni. Inače su ovi otpornici isključeni.

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu

Slika 27: Registri

Registar INTCON sadrži bite kojima se konfigurišu izvori prekida, kojih je 4 kod ovog mikrokontrolera. Registri PORTA i PORTB sadrže stanja portova, dok registri TRISA i TRISB predstavljaju bit-adresibilne registre za određivanje da li će neki pin na portu biti izlazni (0) ili ulazni (1). Registri EECON1, EECON2, EEDATA, EEADDR služe za podešavanje parametara i za pristup internoj EEPROM memoriji, dok PCL i PCLATH sadrže stanje programskog brojača, i to PCL direktno sadrži nižih 8 bita, a PCLATH je u stvari leč koji sadrži viših 5 bita programskog brojača. 5.3.

SET INSTRUKCIJA

Svaka od 35 instrukcija ovog mikrokontrolera je fiksne dužine od 14 bita i sastoji se od dva dijela: operacionog koda koji određuje tip funkciju svake instrukcije i jednog ili više operanata koji pobliže određuju podatke ili adrese na kojima se nalaze podaci potrebni za obavljanje svake instrukcije. Ove instrukcije su podiljeljene u tri grupe: 1. bajt-orijentisane 2. bit-orijentisane 3. instrukcije za rad sa literalima i upravljanje.

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu Naredna tabela prikazuje instrukcije mikrokontrolera PIC 16C84.

Slika 28: Instrukcije

Sve instrukcije se izvršavaju u jednom ciklusu instrukcija, izuzev u slučaju da je rezultat testa nekog od uslova istinit ili ukoliko se sadržaj programskog brojača promijeni pod uticajem neke instrukcije. U takvom slučaju će izvršavanje trajati dva ciklusa instrukcije, s tim što će drugi ciklus biti instrukcija NOP. Već je napomenuto da jedan ciklus instrukcije traje četiri perioda oscilatora. Tako, u slučaju ako je frekvencija oscilatora 4 MHz, normalno vrijeme izvršavanja jedne instrukcije će biti 1 μs, a ako

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu je rezultat ispitivanja nekog od uslova u instrukcijama uslovnog grananja istinit ili se programski brojač promijenio pod uticajem neke instrukcije vrijeme izvršavanja jedne instrukcije će biti 2 μs.

5.4. PRIMJER PROGRAMIRANJA Ovaj primjer pokazuje kako se ostvaruje konfigurisanje pojedinih bita U/I porta. U ovom slučaju koristićemo port PORT A. Konfigurisanje porta sastoji se od upisivanja odgovarajuće kodne riječi u TRISA registar koji se nalazi u memorijskoj oblasti BANK 1 na adresi 85h. Procedura je slijedeća: 1. Prvo je neophodno da se pređe u memorijsku oblast BANK 1, što se ostvaruje postavljanjem na 1 bita RP0 u registru STATUS. Registar STATUS nalazi se na adresi 03h. 2. Željena konfiguraciona kombinacija se upisuje u W registar, pri čemu se za svaki pin koji treba da bude izlazni dodjeljuje 0 (od Output = izlaz), a za svaki pin koji treba da bude ulazni dodjeljuje se 1 (od Input = ulaz). Ovo se, naravno može upisati i u heksadecimalnom kodu. 3. Konfiguraciona kombinacija se upisuje u registar TRISA na adresi 85h u oblasti BANK1. 4. Vraća se u memorijsku oblast BANK0 da bi se moglo pristupati podacima. Bitno je napomenuti da operandi mogu da se zadaju u binarnom, heksadecimalnom, decimalnom ili oktalnom brojnom sistemu. Asemblerski kod ovog primjera je slijedeći: ----------------------------------------------------------------------------------BSF 03h, 5 ; Postavi bit 5 registra na adresi 03h – prelazak u BANK1 MOVLW 00100b ; Učitaj literal 00100b u akumulator W – konfiguracija PORTA MOVWF 85h ; Literal iz akumulatora upiši u registar čija je adresa 85h BCF 03h, 5 ; Očisti bit 5 registra na adresi 03h – prelazak u BANK0 ---------------------------------------------------------------------------------Na ovaj način smo izvršili inicijalizaciju porta PORT A.

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu

MIKROKONTROLERI I UTICAJ NA INDUSTRIJSKU ELEKTRONIKU

Razvijeni za super kompjutere, 32-bitni mikroprocesori su nedavno migrirali za stolne računare gdje su tipično bili korišteni za signalno procesiranje velikim brzinama i upravljanje velikim količinama podataka. Ovi računari su specijalizirani uređaji za intenzivne procesne zadatke međutim oni dijele zajedničku arhikteturu sa mikrokontrolerima. Da bi zadovoljili nadolazeće zahtjeve mikrokontroleri su bivali dodjeljivani sve više i više procesorima sa I/O interfejsima, RAM-u i Flash memorijom, tajmerima i sl. Ali uprkos ovom visokom nivou funkcionalnosti mikrokontroleri su napravili pravi pomak u industriskoj primjeni i dizajnu. Ovo je zato što su bili viđeni kao jako komplikovani i jako skupi uređaji koji su mogli biti korišteni samo uz operativni sistem a velikom količinom eksternog RAMA-a, Flash-a i drugih dijelova. Raniji mikrokontroleri su shvatani kao bolja solucija zato što koriste nisku snagu rada, Flash, RAM i druge funkcije itegrisane u chip minimizirajući eksterne komponente. Kao i sve i mikrokontroleri su doživjeli promjenu i proizvođači su proizveli novu eru mikrokontrolera koji se koriste u industriji i koji su u potpunosti razvijeni na bazi 32-bitne platforme . Povećane sposobnosti uz nisku cijenu Prelazak na noviju generaciju mikrokontrolera u potpunosti je neizbježan mada u većini slučajeva nije tehnički izazov najveća barijera za adaptaciju. To je u većini slučajeva trošak tj sama cijena izrade. Sam čip može koštati više nego 8-bitni uređaji ali može umanjiti ukupni trošak materijala jer će najvjerovatnije zamijeniti nekoliko komponenti i zahtjeva sa većim performansama na čipu. Često inžinjeri prave grešku poređujući samo cijenu mikrokontrolera umjesto cijene čitavog sistema i tek onda zaključe da su troškovi veći zaboravljajući na sjedinjenje raznim komponenti i sklopova koji su zamijenjeni. Drugo, dodatna ''cijena tržišta'' extra funkcionalnosti povećava samo koštanje komponenti. 32-bitni mikrokontroler ima proširenu funkcionalnost postojećih aplikacija koje orginalno koriste 8-bitni čip i tako ima priliku za ulazak na nova tržišta u kojima se 8 bitni ne koriste . Ne samo ovo već omogućava veće performanse za buduće ekspanzije u bliskoj budućnosti. Uprkos potencionalnim troškovnim prednostima, strah od kompleksnosti je dovoljan za inžinjere da oklijevaju prelazak na 32bita. Na primjer inžinjeri koji su do sad razvijali mikrokontrolere uopšteno imaju malo iskustva sa 32-bitnim programiranjem.

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu

ZAKLJUČAK

Rudarstvo spada u najteži oblik privređivanja i zbog toga uvođenje informatičke podrške u ovu djelatnost predstavlja velik korak u poboljšanju uslova rada. Prvi radnici u jamskim rudnicima bila su upravo djeca (450.000 p.n.e. paleolit), zbog toga što su se lakše kretala po uskim podzemnim hodnicima od ostalih članova društva. Od tada pa do danas prošlo je mnogo vijekova, svaka generacija ostavila je iza sebe neku vrstu tehnološkog napredka vezano za ovu oblast, uslovi su se vremenom poboljšavali ali ipak su još uvijek veoma teški. Samim pojavljivanjem mikrokontrolera na ovom polju predstavlja veliki preokret u radu ove veoma velike industrijske grane. Važno je istaći da se zadnjih godina koliko već traje elektronička era u rudarstvu, može okarakterisati kao zlatno doba. Naime uslovi rada u rudarskim jamama i površinskim kopovima postali su sigurniji, i lakši, što je na kraju i bio cilj. Ipak mnogi rudnici širom svijeta, za dug vremenski period neće osjetiti pogodnosti korištenja raznih uređaja na bazi napredne elektronike, računarskih simulatora, senzora za praćenje raznih stanja, robot ruke, daljinsko navođenje ili upravljanje rudarskim mašinama, pogodnosti bežičnog komuniciranja, GPS, i tako dalje. Među tim rudnicima, nažalost nalaze se i oni u Bosni i Hercegovini. Na nama je zadatak da uradimo nešto kako bi se ovo stanje promijenilo podstičući ljude iz informatičke struke da razmišljaju na ovu temu.

Primjena mikroprocesorskih tehnologija u rudarstvu

LITERATURA

[1] [2] [3] [4] [5]

http://www.mining-technology.com http://www.ferret.com.au/mining/ http://news.thomasnet.com/fullstory/499241/1029 http://www.bartec.de/ Seminarski rad iz predmeta, Sistemi za praćenje i vođenje, Silvano Perković, 2007. Godina [6] Rudarsko geološko naftni fakultet, Određivanje plinova i para u atmosferi radnog prostora, Zagreb 2009. Godina [7] Fakultet informacijskih tehnologija, Mikrokontroleri u rudarstvu Mostar, 2008.godina