Устройство ЭВМ для управления электроприводами

Устройство ЭВМ для управления электроприводами

Функциональные схемы электроприводов с микропроцессорным управлением

Микропроцессорное управление электроприводами широко используется в  станках с ЧПУ, промышленных и транспортных роботах, автоматических линиях, оборудовании металлургической, химической промышленности и т. п. Однокристальные МП и микро ЭВМ применяется практически везде, где необходима силовая преобразовательная техника. Основные достоинства МПС в управлении электроприводами:

 ·гибкость системы, обеспечиваемая возможностью реализации различных способов управления программными средствами;

 ·обеспечение заданной точности регулирования;

 · возможность изменения параметров регуляторов, работающих в реальном времени;

 ·возможность линеаризации характеристик управления реализации нелинейных функций;

  ·унификация аппаратуры.

При этом управление электроприводами – это только часть функций МТС, которая используется для решения траекторных задач( в станках с ЧПУ и промышленных роботах); управления электроавтоматической; обработки сигналов датчиков, характеризующих состояние объекта управления; диагностики оборудования, включая собственно электропривод и преобразователь мощности.

        Широкое применение микропроцессорных средств управления электроприводом не означает полного отказа от элементов аналоговой техники. Уровень использования дискретных и аналоговых устройств определяется технико-экономическими показателями системы ( стоимость, габариты, надежность и т. п.). Анализ многочисленных электроприводов позволяет сделать вывод о том, что предпочтение отдается аналого-цифровой структуре, в которой границей, разделяющей аналоговую и цифровую части системы, является контур регулирования тока. В то же время известны и полностью цифровые системы.

[pic 1]

Рис 3.7  

Для снижения требования к быстродействию МПС широко используется аппаратно-программная реализация алгоритмов управления. Пример электропривода постоянного тока с тиристорным преобразователем приведен на рис. 3.1. Его основными функциональными узлами являются микро ЭВМ, СИФУ с устройством синхронизации (УС), реверсивный тиристорный преобразователь (ТП) с датчиками состояния тиристоров (ДСТ) и измерительный преобразователь ИП перемещений.

        Алгоритмы, требующие большего объема вычислений, реализованы аппаратно. К ним относятся формирования кода скорости , фазосмещение импульсов управления тиристорами, лотка раздельного управления ТП. Программным путем реализуются следующие функции управления: прием и обработка дискретной информации измерительного преобразователя «перемещение – цифровой код»

(ППК), расчет кода управляющего воздействия в соответствии с применяемыми законами управления. Программным путем реализованы регуляторы стандартной настройки СП, ПИ, ПИД) в контурах положения и скорости. Для управления двигателем М применяется реверсивный ТП с раздельным управлением, обеспечивающим лучшие массогабаритные показатели. ТП имеет лучшие динамические показатели при мостовой схеме соединения вентилей. Одновременная работа групп вентилей при встречно-параллельной схеме ТП исключается логическим переключающим устройством (ЛПУ), получающим сигналы от ДСТ. Фазосмещение импульсов управления ТП осуществляется единой для всех каналов СИФУ с устройством синхронизации УС. Одноканальная СИФУ обусловливает аппаратные затраты на наладку и обслуживание. УС формирует код цифровой развертки, поступающий в фазосдвигающий блок ФСБ. Код жестко синхронизирован с началом и концом интервала напряжения сети. Распределитель импульсов РИ формирует отпирающие импульсы по тиристорам ТП с учетом фазы напряжения питания. ЛПУ осуществляет выбор группы тиристоров по знаковому разряду кода управления Ку при отсутствии тока в ТП, что фиксирует ДСТ. В качестве ИП применяется фотоэлектрический датчик ВЕ-178. Обработка сигналов датчика с целью получения кода скорости N0 производится в ППК, режим работы которого зависит от абсолютного значения частоты вращения вала двигателя. Переключение режимов осуществляется сигналом от микроЭВМ. Рассмотренная схема электропривода может быть реализована на основе микроЭВМ «Электроника-60», «Электроника НЦ-80» и их модификаций. Время реализации программы для микроЭВМ «Электроника-60» составляет примерно 1,5 мс. Электропривод снабжен системой диагностики отказов отдельных блоков, которая формирует сигналы прерывания программы МП. Программными средствами производится идентификация модуля, вызвавшего прерывания, вырабатывается реакция системы и соответствующая информация выводится на дисплей. Представленный привод обеспечивает диапазон регулирования не менее 10 и полосу пропускания от 20 до 35 Гц.