Пример подключения цифро-аналогово преобразователя.

Алгоритм

Фрагмент программы

Спроектировать систему управления перемещением тележки по горизонтальной направляющей длиной L, на основе микропроцессорных БИС. Тележка приводится в движение двигателем постоянного тока параллельного возбуждения, управляемым преобразователем, который обеспечивает плавный разгон и торможение с заданной интенсивностью К_И1 и К_И2 =dn/dt [об/мин за сек] и дальнейшую работу двигателя с постоянной А. Преобразователь управляется постоянным напряжением Uу по закону U_вых=Ку*Uу. Микропроцессорная система управления обеспечивает защиту двигателя от перегрузки по току I_mах с выдержкой времени t_з и превышения скорости N_mах мгновенно. Программа должна обеспечивать движение в любую сторону.

Длина участка разгона и торможения с К_И1 равна L₁, а с К_И2 равна L₂. Полный путь L разбивается на участки по параметру В. Датчик скорости выдает сигнал U_n. Передаточный коэффициент линейной скорости V через угловую скорость n равен Кn==V/n [м/с/об/мин]. Предусмотреть контроль скорости на участке L₁ и включение тормоза в конце пути.

Исходные данные: L=400м, L₁=20 м; L₂=50 м; Ку=11; U_У=±10 B; К_И1=1 об/мин за сек; К_И2=50об/мин; Кn=1 ^.10^-3 м/с/об/мин; I_MAX=50 A; tз=0.4 с; N_MAX= 2500 об/мин, U_n = 0, 005 n.

Рабочая установка представляет собой тележку, которая совершает движение по прямолинейному участку L.

Тележка приводится в движение двигателем постоянного тока параллельного возбуждения, управляемый преобразователем, который обеспечивает плавный разгон и торможение с заданной интенсивностью К_И1 и К_И2 и дальнейшую работу двигателя с постоянной скоростью. Преобразователь управляется постоянным напряжением U у по закону Uвых=Ку*Uу.

Длина участка разгона и торможения с К_И1 равна L₁ а с К_И2 - L₂. Полный путь L разбивается на участки по параметрам L₁ - датчики, L₂ - время.

Датчики SА3 и SА4 на участке L₁ должны срабатывать при прохождении тележки возле них и воздействии наних постоянным магнитом.

Датчики SА1 и SА2 используются для полной остановки тележки.

Расчет параметров движения:

1) al = K_и1 ^. K_na1 =1 ^.10^-3 м/с²

2) V1-Скорость в конце L1; V1=a_l ^.t_l = 1^.10^-3.200=0, 2 м/с

3) nl – Частота вращения двигателя в конце пути (L1)
n_l=K_Иl ^.t_l= 1^. 200 = 200 об/мин

4) Время перехода участка (t2)

По расчёту: t2 =40.9 с

5) V₂= V₁+ a₂t₂ = 0, 2+0, 05^.40, 9 = 2, 245 м/c

6) n₂= n_l+K_И2t₂= 200+50^.40, 9 = 2245 об/мин
n₂ - не должно превышать заданное максимальное значение n_max.

7) Рассчитываем длинну участка L₃:

L₃=L-2L₁-2L₂=260 м

8) Рассчитываем время движения на третьем участке:

9) Из уравнения скорости идеального Х.Х.

10) Iя Rя Рассчитывается для номинального режима

Для большинства машин постоянного тока n_H меньше n₀ на 5%, поэтому

11) Примем, что скорость в конце L₂ и на L₃ номинальная т.е. n₂=n_H и рассчитаем напряжение на двигателе в конце L₂и на L₃

U₂= n₂-С_EФ + IяRя = 2245 ^. 0, 044+5, 5 = 104.28 В

12) Так как для механизма всегда справедливо соотношения

13) U1= n1-С_EФ + IяRя = 200^.0, 044+0, 11 = 8, 91 В

14) Строим диаграмму, для этого необходимо полное время движения тележки

t: = 2t_l + 2t₂+t₃=597.613c

15) Определим время дискретизации Δ t и Δ U

Промежуток времени через который на ЦАП выводится новое значение напряжения управления. Изменения значения напряжения управления не должно превышать 3% от полного изменения напряжения на участке. Выбирается участок с наибольшим ускорением L₂.

(U_Уl)/t_l=0, 03/Δ t

t₂=Δ Uy2/Δ t; Δ Uyl=(Uy2-Uyl)* Δ t/t2-tl

Δ t = 0.03-t2 = 7.227

Δ Uyl=U_У1 Δ t/t₁ =0.029 В

Δ uy2=U_У2 Δ t/t₂ =0.284 В

Определим разрядность ЦАП Uref; = 10 Uy=n*Uref; n=Uyl/Uref

n = Δ Uyl/Uref=0.0029

Теперь переведем это число в двоичный код:

n=2.927-10^-3 n1 =5.854-10^-3 n2=0.012 n3=0.023 n4=0.047 n5=0.094 n6=0.187 n7=0.375 n8=0.749 n9=1.499 n10= 2.997

Разрядность ЦАП получаем 10

Выбор датчика скорости

Определение разрядности АЦП

Датчик скорости выбирается из условия: nдc> nmах. В зависимости от этого принимаем датчик скорости или тахометр тока ТМГ-30П возбуждаемый постоянными магнитами. Паспортные данные ТМГ-30П. Р2= 20Вт; V= 230 В;

I = 0, 087A; n= 4000об/мин;

Rn = 2650 0м

По условию выбранный датчик подходит Для определения разрядности АЦП построим характеристику

U0=144B; n0=2500 nmin=50 Uirn=5 B Найдем Umin

Umin=U0nmin/n0=2.88 B

Найдем минимальное напряжение на входе АЦП

Uirnmin = UirnUmin/U0=0.1 B

Uirnmin =0.1 Uirnmin1 =0.2 Uirnmin2 =0.4 Uirnmin3 =0.8 Uirnmin4 = 0.6 Uirnmin5 = 1.2 Uirnmin6 == 2.4 Uirnmin7 = 4.8 Uirnmin8 =9.6 Uirnmin9 = 19.2 Uimmin =0.1 Разрядность АЦП получаем 5

Таблица прерываний.

Программа с помощью которой задается движение тележки веред и назад.

Инициализация системы.

Подпрограмма прерываний КПП.

Основная программа (движение вперед).

Основная программа (движение назад)

Таблица памяти МП.

Подпрограмма проверки сигнала с датчиков.

Подпрограмма загрузки Δ Uу в регистр.

Подпрограмма загрузки числа байтов.

Подпрограмма сложения.

Подпрограмма включения счетчиков на время.

Подпрограмма учитывающая знак напряжения управления.

Подпрограмма контроля скорости.

Подпрограмма обнуления ячейки с информацией о датчиках.

Подпрограмма отключения системы, если ток превысил I_max.

Подпрограмма включения и отключения тормоза.

Подпрограмма установления напряжения на «О».