Блок управления реверсивным двигателем

Введение.

Сегодня почти не возможно найти промышленную или научную отрасль, в которой не использовались бы микроЭВМ и микропроцессоры (МП).

Дешевизна и высокая надежность, гибкость, универсальность позволяют широко применять МП в самых различных системах управления. Они используются для замены аппаратной реализации функций управления, контроля, измерения и обработки данных. Предполагается применение микроЭВМ и МП для управления самыми различными устройствами — от станков и прокатных станов до атомных реакторов и электростанций. Также предполагается создание на их основе робототехнических комплексов, систем контроля и диагностики, гибких автоматизированных производств. По сложности исполняемых функций устройства управления, созданные на основе микропроцессорных средств, могут быть очень разнообразными — от простейших микроконтроллеров несложных приборов и механизмов до сложнейших специализированных и универсальных систем распределенного управления в реальном времени.

Различные формы организации современных микропроцессорных средств можно условно разделить на следующие группы:

  • встраиваемые МП и простейшие микроконтроллеры;
  • мультимикропроцессорные системы;
  • универсальные микроконтроллеры и специализированные микроЭВМ;
  • микроЭВМ общего назначения;
  • аппаратные средства поддержки микропроцессорных систем (расширители).

МП, встраиваемые в приборы и аппаратуру, и простейшие микроконтроллеры предназначены строго для решения узкоспециализированных задач. Их программное обеспечение проходит отладку на специальных стендах или универсальных ЭВМ. После отладки оно записывается в ПЗУ и в процессе эксплуатации изменяется редко. Встраиваемые средства используют и простейшие внешние устройства, такие как тумблеры, клавишные переключатели, индикаторы.

СпециализированныемикроЭВМ чаще всего создаются на базе секционных микро программируемых МП. Они позволяют адаптировать структуру, разрядность, систему команд микроЭВМ под определенный класс задач. Однако, такой подход к организации систем осложнен необходимостью дорогой и трудоемкой разработки «собственного» программного обеспечения.

Широкое распространение в последнее время получают также программируемые микроконтроллеры. Они являются специализированными микроЭВМ и предназначены для решения разнообразных задач в системах управления, регулирования и контроля. В особую категорию выделяют программируемые контроллеры для систем автоматического регулирования. В любой системе автоматического регулирования главным устройством является регулятор. Он задает основной закон управления исполнительным механизмом.

Смена классических аналоговых регуляторов на универсальные программируемые микроконтроллеры, способные программно перестраиваться на реализацию любых законов регулирования, записанных в их память, способствует повышению точности, гибкости, надежности, производительности и снижение стоимости систем управления. Основное преимущество универсальных микроконтроллеров — их способность выполнять ряд дополнительных системных функций, таких как автоматическое обнаружение ошибок, оперативное отображение состояния систем контроль предельных значений параметров и т. п.

Особое место в системах автоматического регулирования занимают системы управления двигателями. Основной регулируемой величиной в подобных системах является частота вращения якоря двигателя. При изменении нагрузки она меняется. Замена аналогового регулятора на микроконтроллер позволит значительно улучшить процесс регулирования, использование цифрового индикатора и клавиатуры облегчит работу по установке параметров автоматического регулирования и контроля регулируемого значения.

В данном проекте рассматривается автоматизированная система управления двигателем, в качестве регулятора используется микроконтроллер. Он должен поддерживать определенную пользователем частоту вращения, а также выдавать текущие обороты якоря двигателя.

Анализ исходных данных, выбор параметра контроля.

Исходными данными определена разработка платы и программного обеспечения с режимами установки частоты вращения якоря двигателя, стабилизации частоты вращения и ее индикации.

Область применения макета — лабораторные и практические работы в ККЭП.

Отладочный комплекс.

Основой для исходных является отладочный комплекс МК51, состоящий из платы микроконтроллера и программного обеспечения. Он предназначается для отладки и тестирования аппаратуры и программного обеспечения управляющих систем. Выполнен на базе микроконтроллера (МК) семейства Intel imcs51.

В состав платы МК51 входят следующие блоки:

- МК SAB80C535, предназначенный для выполнения программы МОНИТОР и для выполнения пользовательской программы (управления);

- постоянное запоминающее устройство, предназначенное для хранения программы МОНИТОР; емкость 32К байт;

- оперативное запоминающее устройство, предназначено для хранения программы работы управляющей системы (программы пользователя);

- дисплей, предназначен для контроля значений вводимых параметров, вывода значений параметров системы управления, вывода символов;