1.5.5. Система управления электроприводом шлифовальной машины

1.1 Структура микропроцессорных систем управления
1.2 Структура микропроцессорного контроллера
1.3 Структура микропроцессорных систем управления
1.4.1 Микропроцессорная система контроля параметров телевизора
1.4.2 Микропроцессорный стенд для проверки бытовых магнитофонов
1.4.3 Микропроцессорный влагомер текстильных материалов
1.4.4 Микропроцессорные системы в обслуживании автомобилей
1.5.1 Микропроцессорное управление цветным телевизором
1.5.2 Микропроцессорные средства управления бытовыми магнитофонами
1.5.3 Микропроцессорное управление бытовыми радиоприемными устройствами
1.5.4 Микропроцессорная система управления сушильным барабаном
1.5.2 Система управления электроприводом шлифовальной машины
1.5.6 Система управления сушкой древесины
3.5.1 Архитектура однокристального микропроцессора К580ВМ80А
3.5.2 Структура ядра микроконтроллера
3.6 Отличительные особенности однокристальных 16-разрядных микропроцессоров
4.1Типовые интерфейсы микропроцессорных систем

Качество процесса шлифования изделий из древесины при их изготовлении и ремонте существенно зависит от режимов шлифования: скорости шлифования, усилия шлифования, температуры в зоне контакта и пр. В существующих шлифовальных машинах эти важные параметры не учитываются, в результате чего нередко происходит брак в виде прожогов и нарушения текстуры материала. Повысить качество шлифования можно путем внедрения замкнутых систем управления, которые позволяют гибко изменять режимы шлифования.

Шлифовальная машина как объект управления представляет собой систему валов, несущих замкнутое кольцо шлифовальной бумаги, и электродвигатель, сообщающий валам вращательное движение. Управляемой величиной объекта управления является скорость вращения вала электродвигателя или связанная с ней линейная скорость шлифовальной бумаги. Назначением системы управления является стабилизация скорости вращения вала двигателя при изменении нагрузки или изменение ее по заданному закону

Система управления электроприводом разработана на базе микроконтроллера с микропроцессором К580ВМ80А. Структура системы изображена на рис. 1.15 и мало чем отличается от обычных замкнутых систем регулирования. Система содержит объект управления - электродвигатель, выходным параметром которого является скорость вращения (n) вала; тиристорный преобразователь (ТП), формирующий управляющее напряжение на входе двигателя; первичный преобразователь (ПСЧ) - для преобразования скорости вращения в круговую частоту вращения ?; вторичный преобразователь (ПЧК) - для преобразования частоты вращения в цифровой код; МК - для цифровой обработки входной информации о частоте вращения и управления углом открытия тиристора. Структура МК идентична структуре контроллера (рис. 1.4) и содержит ОЗУ, ПЗУ, РПЗУ, пульт оператора.

Для связи с объектом управления на плате микроконтроллера установлены два корпуса параллельного интерфейса и корпус программируемого таймера. БИС параллельного интерфейса имеет три программно-управляемых восьмиразрядных порта. Направление передачи через каждый из портов можно изменять за счет программных средств. БИС программируемого таймера используется для формирования управляющего импульса с программно-управляемой длительностью.


Рис. 1.15

Тиристорный преобразователь (ТП) предназначен для формирования управляющего напряжения на входе электродвигателя за счет управления углом открывания тиристора.
Преобразователь частота - код (ПЧК) представляет собой схему для измерения частоты с цифровым 8-разрядным индикатором. Сигнал с первичного преобразователя ПСЧ поступает на вход электронного ключа, на второй вход которого поступают прямоугольные импульсы с частотой 4 Гц от формирователя эталонной частоты (ГЭЧ). Поэтому импульсные сигналы от первичного преобразователя пройдут через ключ только в течение длительности импульса с частотой 4 Гц. Количество импульсов, прошедшее за это время зависит от частоты контролируемого сигнала (100 – 1000 Гц). Число прошедших импульсов подсчитывается на двоично-десятичных счетчиках и высвечивается на восьми светодиодах. Параллельно с индикатором результирующий цифровой код подается на вход микроконтроллера и вводится в аккумулятор микропроцессора через канал КА параллельно интерфейсу. Сброс счетчиков для подготовки их к следующему измерению обеспечивается программным путем за счет управляющего сигнала в разряде С1 канала КС интерфейса по входу С0 счетчиков.


Рис. 1.16

Первичный преобразователь ПСЧ служит для преобразования скорости вращения вала двигателя в электрический частотный сигнал. Преобразователь выполнен в виде магнитоэлектрического устройства с усилителем переменного тока. При вращении зубчатого диска, укрепленного на валу двигателя, от изменения зазора между зубом и обмоткой L в последней наводится переменная ЭДС, которая усиливается встроенным в преобразователь усилителем (рис. 1.16). Частота его выходных импульсов пропорциональна частоте вращения зубчатого диска и, следовательно, скорости вращения вала двигателя. Переменная ЭДС, наведенная в катушку L через разделительный конденсатор С1, подается на базу транзистора VT1. Резисторы R1-HR4 служат для задания режима транзистора VT1. При выбранном времени измерения 1 с и числе зубьев колеса, равном 60, на цифровом табло тахометра индицируется результат в об/мин.

В качестве алгоритма управления в данной системе используется простейшее пропорциональное управление с коэффициентом передачи КР, величина которого хранится в ячейке памяти КПУ и может быть изменена произвольно. Следует заметить, что выбранный алгоритм управления вовсе не определяет все возможности системы, так как использование другого алгоритма управления можно легко обеспечить простым изменением программного обеспечения системы, не затрагивая ее схемотехнику.

Вывод информации из микроконтроллера для управления двигателем осуществляется через первый канал интервального таймера Д2 и схему управления тиристорным усилителем мощности. Информация о величине управляющего воздействия, хранящаяся в ячейке памяти микроконтроллера, переписывается в счетчик таймера, который запрограммирован в режиме ждущего мультивибратора. Схема управления тиристорным преобразователем совместно с сигналом таймера используется для изменения угла открытия тиристора пропорционально величине управляющего воздействия, записанного в счетчик таймера. Разработанная схема управления позволяет изменять управляющее напряжение двигателя в диапазоне 0 - 230В, а полезная мощность определяется типом используемого тиристора.

Программное обеспечение системы сводится к написанию программы, обеспечивающей взаимодействие всех частей системы. После занесения управляющих слов в параллельный адаптер и интервальный таймер производится выдача по адресу счетчика таймера начальной скорости вращения двигателя, величина которой предварительно хранилась в ячейке памяти микроконтроллера. Время, не обходимое для разгона двигателя, моделируется программной задержкой, которая используется как подпрограмма. Величина задержки может модифицироваться записью требуемого числа в регистр микропроцессора, что позволяет использовать подпрограмму для реализации временных задержек различной длительности. Ввод информации о частоте вращения двигателя сводится к формированию сигнала «Пуск» частотомера путем выдачи управляющего кода из аккумулятора микропроцессора в канал к.и интерфейса, реализации задержки на преобразование частоты в код и ввода информационного кода через канал КА интерфейса в регистр В микропроцессора. После определения величины и знака рассогласования вычисляется новая величина управляющего воздействия, которая записывается в ячейку памяти микроконтроллера, и цикл повторяется.

Программа, реализующая описанный алгоритм, может быть расположена в области ОЗУ контроллера или записана в его постоянную память. В последнем случае запуск системы управления сводится к включению контроллера и передаче управления на первую команду программы.

Рассмотренная микропроцессорная система управления процессом шлифования изделий из древесины выгодно отличается от подобных систем, построенных на жесткой логике возможности перепрограммирования для использования более сложных законов управления, простого изменения их констант, а также для возможности модифицирования системы за счет использования других факторов, определяющих режим шлифования.






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2017 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.