Проектирование автоматизированного электропривода двухкоординатного модуля для производства интегральных микросхем
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
ера 1@Опрос номера платыHMZОбнуление всех координатINОпрос дискретных входовOPRG1Открытие программного буфера 1 для записиDS1Расфиксация двигателя 1Iz21=40960Установка максимальной координаты по оси Z, дискретIz40=366357Установка скорости наезда на датчик, дискрет/сZ40960Движение по координате Z в точку, c координатой 40960 по оси ZOPRG2Открытие программного буфера 2 для записиVR1=65535Присвоение переменной VR1 значения 9852VR2=VR1 - 1 1Присвоение переменной VR2 значения VR1 - 1 IF VR2!=0Организация цикла задержки времени. Пока выражение VR2!=0 верно, цикл выполняется до команды END GOTO1ENDSRОстанавливает активный программный буфер, с возможностью последующего запуска командойIz21=4095Установка максимальной координаты по оси Z, дискретIz40=8000Установка скорости наезда на датчик, дискрет/сZ8000Движение по координате Z в точку, координатой 8000 по оси ZEN1Фиксация двигателя 1SRОстанавливает активный программный буфер, с возможностью последующего запуска командойDS2Расфиксация двигателя 2Ix21=100000Установка максимальной координаты по оси X, дискретX5460Движение по координате X в точку, координатой 5460 по оси ХEN2Фиксация двигателя 2DS3Расфиксация двигателя 3Iy21=100000Установка максимальной координаты по оси Y, дискретY5460Движение по координате Y в точку, координатой 5460 по оси YEN3Фиксация двигателя 3IF X != 273000Организация условия. Пока выражение X != 273000 верно, выполняются команды до команды ENDR1Запуск программного буфера 1ENDКонец цикла8.3 Разработка функциональной, логической схемы
Ядром контроллера привода является цифровой сигнальный процессор ADSP2185 [7], в котором программно реализуется регулятор, измерение скорости, получение от периферийных устройств угла и фазных токов, а также расчет тока по которому ведется регулирование. Высокая производительность сигнального процессора позволяет просчитывать алгоритм регулятора в пределах времени указанного в начале главы. Архитектура ADSP 2185 представлена на рисунке 8.2 [7].
Рисунок 8.2 - Внутренняя архитектура ADSP 2185
Процессор имеет 80К байт внутренней оперативной памяти организованной, как 16К слов данных и программ соответственно по 16 и 24 бита. Два независимых генератора адреса, позволяют производить одновременное исполнение инструкций. Арифметическое устройство позволяющее выполнять операции сложения, вычитания и умножения в целочисленной и арифметике с фиксированной точкой за один машинный цикл равный 33 нс [7]. Время исполнения любой инструкции равняется 33 наносекунд обеспечивает производительность сигнального процессора 33 MIPS (Millions Instractions Per Second), исключением является лишь команда деления которая реализуется процессором в виде двух примитивов DIVS и DIVQ. Первый позволяет получать знаковый бит результата, а второй, соответственно, каждый последующий. В целом операция деления выполняется за 16 циклов, что составляет порядка 530 нс. Процессор оснащен двумя синхронными высокоскоростными каналами SPORT0 и SPORT1. Второй из них может настраиваться, как синхронный канал, так и набор прерываний и битовых флагов. В системе используется второй режим для обеспечения связи с персональным компьютером в стандарте интерфейса RS-232. Конфигурация процессора указана на рисунке 8.3.
Рисунок 8.3 - Базовая системная конфигурация
Так как в процессоре отсутствует встроенное ПЗУ после сброса процессор загружает исполняемый код во внутреннюю память программ из BYTE MEMORY (метод загрузки указывается путем подачи логических сигналов на входы BMODE и MMAP). Процессор может адресовать до 2048 адресов ввода/вывода (I/O SPACE) разбитых на четыре блока по 512 адресов с программируемыми тактами ожидания. Наличие битовых флагов FL2-FL0 и PF7-PF0 и различных источников прерываний, включая внешние, значительно упрощает задачи сопряжения сигнального процессора с разнообразными периферийными микросхемами, аналого-цифровыми преобразователями.
8.4 Выбор аппаратов
Управление линейными шаговыми двигателями в проектируемом устройстве осуществляется по алгоритму, соответствующему четырёхтактной коммутации. При таком алгоритме управления ротор перемещается с шагом, равным tz/4, что в линейных размерах соответствует 0,05 - 0,25 мм. Для прецизионных систем такая дискретность не является удовлетворительной. Снижение величины единичного шага добиваются способами управления, использующими электрическое дробление основного шага линейного шагового двигателя.
Управляющие токи фаз линейных шаговых двигателей формируются с помощью цифровой техники при конечном числе сочетаний уровней токов в фазах, что обеспечивает ряд дискретных позиций статора в пределах зубцового деления. Синус-косинусные функции токов фаз получаются при этом квантованными по времени. Таким образом на протяжении зубцового деления можно иметь в пределе любое число статически устойчивых положений ротора, задаваемых текущим значением аргумента управляющих синус-косинусных токов фаз.
Таким образом, используя микропроцессор для формирования управляющих токов, можно использовать разомкнутую систему управления без дорогостоящих датчиков положения ротора.
Выбираем микропроцессор ADSP2185KST-133 Analog devices.
Модуль гальванической развязки реализуем на аналоговой микросхеме PC48 Sharp.
Постоянное записывающее устройство - на микросхеме AT2910A-90JC Atmel.
Оперативная память - микросхема EPM3064ATC100-10 Altera.
Цифро-аналоговые преобразователи - AD5300.
Устройство с выходными драйверами - микросхема ADM222AR Analog devices.
Драйвер усиления мощности - ULN2803A Motorola.
Драйвера со схемой защиты от перегрузки по т?/p>