Автономный контроллер привода подачи станка с чпу на основе асинхронного двигателя и широто-импульсного преобразователя с использованием однокристальной микроэвм (серия 1816)
| скачать Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Тульский государственный университет Кафедра «Автоматизированные станочные системы» Контрольно- курсовая работа по дисциплине: «Технические средства автоматизации» Тема работы: Автономный контроллер привода подачи станка с ЧПУ на основе асинхронного двигателя и широто-импульсного преобразователя с использованием однокристальной микроЭВМ (серия 1816) Задание №210.2 Выполнил студент гр. 630261 ____________________ Н.И. Долматов Проверил д.т.н. профессор _________________________ А.Б. Орлов Тула 2010 Содержание 1.1. Назначение блока (модуля) 3 1.2. Описание объекта управления 4 1.3. Структурная схема блока (модуля) 9 1.5. Функционирование блока (модуля) 11 1.6. Библиографический список 13 Данный модуль предназначен для связи контроллера привода подачи станка с ЧПУ на основе широтно-импульсного преобразователя и асинхронного двигателя (регулирование частоты вращения) с ПК. Данный контроллер построен с использованием однокристальной микроЭВМ. Связь с PCNC осуществлена с помощью COM-порта (последовательный интерфейс), т.е. управление системой «ШИП-двигатель» будет осуществляться пользователем ПК.  Распиновка COM-порта |
| | ТПЧ-320-0,5 | ТПЧ-800-0,5 |
| Номинальная мощность на выходе, кВт ........ | 320 | 800 |
| Полная мощность на выходе, кВ·А, не более ..... | 640 | 120.5 50 |
| Номинальная частота на выходе, кГц ......... | 0.5 | 0.5 |
| Напряжение на выходе (действующее значение), В:
| 800 200 – 800 | 1000 200 – 1000 |
| Допускаемые отклонения выходного напряжения (при работе с обратной связью по выходному напряжению), % номинального:
| ± 0.5 ± 1 ± 2 | ± 0.5 ± 1 ± 2 |
| Номинальное напряжение на входе, В ......... | 380 | 500* |
| Допускаемый ток на входе, А, не более ........ | 630 | 1000 |
| Допускаемая полная мощность на входе, кВ· А, не более . | 450 | 1000 |
| Охлаждение водяное принудительное, при этом:
перепад давления между входом и выходом при номинальном расходе, МПа не более .......... | 2,0 0,3 | 2,0 0,4 |
| Базовая мощность на выходе, кВт, при частотах на выходе, кГц:
| 320 250 160 | 800 630 |
| Номинальный ток на выходе (основная гармоника), ** А | 630 | 1000 |
| Допускаемый диапазон изменения основной гармоники тока на выходе (в режиме стабилизации напряжения), %, номинального, при частотах на выходе, кГц:
| 10 – 100 10 – 80 10 – 50 | 10 – 100 10 – 80 |
| Коэффициент полезного действия, при номинальном напряжении и базовой мощности, %, не менее, при частотах на выходе, кГц:
| 94 94 93 91 | 94 95 93 |
^
Преобразователи ТПЧ изготавливаются двух типов исполнений: ТПЧ-320-0,5 и ТПЧ-800-0,5. Исполнения ТПЧ имеют единые конструктивные решения и отличаются только по вспомогательным узлам. В зависимости от времени выключения используемых в инверторе тиристоров, исполнения ТПЧ имеют разные диапазоны допускаемых частот на выходе согласно табл. 2.
ТПЧ изготовлены с местным управлением и имеют вводы для подключения дистанционного управления (выносной пульт) (рис. 1, 2).
ТПЧ имеет аналоговые вводы 10В, 5 мА для подключения внешнего задания и (или) внешнего сигнала обратной связи (для регулирования какого-либо параметра технологического процесса – мощности, температуры и т.д.), преобразованного в напряжение.
Предусмотрено однократное автоматическое повторное включение (АПВ).
ТПЧ допускают работу в повторно-кратковременном режиме при частоте включений не более 10 в минуту, длительности отключенного состояния не менее 1 с и длительности цикла вкл./откл. не менее 6 с.
ТПЧ допускает изменения параметров нагрузки (сброс – наброс нагрузки) монотонно, не менее чем за 0,5 с из любого допустимого состояния в любое допустимое состояние, соответствующее изменению выходного тока на 50% от ранее установленного значения.
Также допускается скачкообразное изменение установки задания выходного напряжения в допустимых пределах.
Работоспособность ТПЧ гарантируется при выходной мощности не менее 2% от номинальной.
Схема (рис. 2) показывает один из возможных вариантов исполнения дистанционного пульта управления. По усмотрению заказчика ДПУ может быть выполнен по другой схеме, например такой, которая реализует меньшее количество сигналов управления и контроля, с применением другой элементной базы, но с учетом согласования параметров соответствующих цепей ТПЧ и ДПУ
Рис. 1. Схема электрическая общая тиристорных преобразователей частоты ТПЧ-320 и ТПЧ-800.
Жгуты 1, 2,3 не поставляются, выполняются заказчиком по данной электрической схеме.
При наличии дистанционного пульта управления (ДПУ) провода с потенциалами 17 и 18 следует проложить по кратчайшему из следующих путей: нагрузка – ДПУ и нагрузка – ТПЧ; нагрузка – ТПЧ – ДПУ; нагрузка – ДПУ – ТПЧ.
Элементы цепи обратной связи, входящие в состав комплекта монтажных частей: Т1 – трансформатор ВОС; F1, F2 – предохранитель ПР-2.
Рис. 2. Схема электрическая принципиальная дистанционного пульта управления УО-02.
Сечение всех проводов 0,5 мм². Провода для цепей, связанных с питанием собственных нужд и цепей аварийного отключения, следует выбирать на рабочее напряжение 380В, для остальных цепей – на рабочее напряжение 100В.
Для элементов, не имеющих маркировки выводов, маркировка контактов показана условно.
Подсоединение цепей к разъему Х1 со стороны ТПЧ соответствует схеме общей, показанной на рис. 1.
Е1 – светосигнальная арматура АСЛ21У2;
Н1…Н3 – лампа КМ24-35;
К1 – реле РЭС 22 РФ4.523.023-05 (РФ4.500.129);
Х1 – разъем РП(Ш)14А-30Ш3;
SF1 – выключатель АЕ2026-20Н-00У3, 660В, 0,6А, 12
Питание ТПЧ должно осуществляться трехфазным переменным напряжением с номинальной частотой 50 ГЦ. ТПЧ-320-0,5 следует подключать к электрической сети общего назначения с номинальным напряжением 380В или непосредственно к источнику питания с номинальным напряжением 400В.
^
1.4. Описание структурной схемы и элементной базы блока (модуля)
Элементная база проектируемого устройства состоит из нескольких частей:
1) Блок оптронных развязок состоящий из светодиодов, фототранзисторов, сопротивлений R1-R6. Этот блок воспринимает информацию с шинного формирователя К580ВА86 и служит для электрического отделения ОУ и СУ.
2) Триггер “Шмитта”. Этот блок осуществляет коррекцию формы импульсного, ступенчатого сигнала.
3) Блок усиления сигнала основанный на базе микросхемы шинного формирователя К580ВА86. Этот блок служит для усиления сигнала поступающего с CPU и передачи их на оптронные развязки.
4) Системный генератор импульсов КР580ГФ24
5) Программный таймер К580ВИ53
6) Программируемый связный адаптер КР580ВВ51
7) Регистр
8) Дешифратор
9) Шинный формирователь К580ВА86
^
В данной работе рассмотрено подключение последовательного интерфейса КР580ВВ51 для связи через COM-порт. При этом тактовые импульсы формируются с помощью дополнительной микросхемы системного генератора КР580ГФ24 импульсы, которого поступают на вход CLK, синхроимпульсы формируются с помощью программного таймера К580ВИ53, подключаемого как дополнительного устройства. В однокристальной микроЭВМ КР1816ВЕ49 встроен кварцевый резонатор BQ1 функция, которого заключается в задаче тактовой частоты для синхронизации работы системы, на элементах R4,R5,VD1,C3 организован сброс. Также имеется оптронная развязка, которая нужна для гальванической развязки контроллера электропривода.
Последовательный интерфейс используется для связи с удаленными источниками информации, куда нерационально проводить магистрали для параллельной передачи. Информация передается по однопроводной линии в виде последовательности импульсов. Интерфейс выполнен на основе программируемого связного адаптера КР580ВВ51, который позволяет осуществлять преобразование параллельного кода в последовательный при передаче и наоборот - при приеме. Прием-передача информации может вестись как в асинхронном, так и в синхронном режиме, и при этом может осуществляться контроль четности или нечетности. Вход CS служит для выбора модуля, а на входы WR и RD поступают стробы записи и чтения от процессора. Вход A0, подключается обычно к младшему разряду шины адресов и используется для адресации либо данных (при А0=0), либо управляющих слов или (при чтении) регистра состояния (при А0=1). На вход CLK поступают тактовые импульсы с выхода С2Т системного генератора КР580ГФ24, а аппаратный сброс адаптера осуществляется подачей сигнала на вход RES.
Вход RxD называют приемником последовательного канала, сюда поступает информация в последовательном коде от другого адаптера, работающего на передачу. На входы TxC и RxC поступают соответственно импульсы синхронизации передачи и приема, а на входы DSR и CTS - сигналы готовности передачи и приема от внешнего передатчика или приемника, которым чаще всего служит такой же адаптер.
Выход ТxD служит передатчиком последовательного канала, с него снимается информация в последовательном коде. Прежде чем поступить в последовательный канал при передаче или после приема информационного слова из последовательного канала, слово в параллельном коде записывается в буфер данных адаптера. О состоянии этого регистра информирует уровень сигналов на выходах TxRDY - готовность передачи, и RxRDY - готовность приема. Когда записанное ранее слово передается в последовательный канал и буфер данных готов к записи следующего слова, на выходе TxRDY устанавливается 1. Аналогично, при приеме, когда слово полностью принято через последовательный канал, преобразовано в параллельный код и записано в буфер данных, 1 устанавливается на выходе RxRDY. Высокий уровень на выходе TxE сигнализирует об окончании передачи, а вход/выход SYNDET используется для обнаружения захвата синхронизации или для внешней синхронизации адаптера в зависимости от режима работы. На выходах DTR и RTS формируются запросы готовности внешних передатчика и приемника.
Интервальный таймер К580ВИ53 предназначен для выработки временных интервалов между импульсами, длительность и форма которых задаются программно, а также для формирования прямоугольных импульсов в режиме делителя частоты. Вход CS служит для выбора модуля, а на входы WR и RD поступают стробы записи и чтения от процессора. Входы A0 и A1 служат для адресации счетчиков и регистра управляющего слова.
1.6. Библиографический список
Аппаратные средства IBM PC. Энциклопедия – СПб: «Издательство “Питер”», 1999.-816с.: ил.
Микропроцессоры и микропроцессорные комплекты интегральных микросхем: Справочник. В 2-х т./ под ред. В. А. Шахнова - М.: Радио и связь, 1988.
Лабораторные работы по курсу: «Технические средства автоматизации»
Скачать 112,18 Kb.  | оставить комментарий |
| Н.И. Долматов | |
| Дата | 28.09.2011 |
| Размер | 112,18 Kb. |
| Тип | Документы, Образовательные материалы |
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка: 