Цифровой блок управления электроприводом
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
Содержание
цифровой управление электропривод датчик импульс
1. Объект разработки
2. Исходные данные
3. Функциональная схема
.1 Назначение элементов
.2 Принцип работы центрального блока управления (ЦБУ)
4. Раiет блоков принципиальной схемы
.1 Фотоэлектрический импульсный датчик
.2 Формирователь импульсов
.3 iетчик импульсов
.4 КТ - командный триггер
.5 Импульсный усилитель мощности
Список литературы
1. ОБЪЕКТ РАЗРАБОТКИ
Разработать цифровой блок управления (ЦБУ) электроприводом для позиционирования транспортера в соответствии с заданным количеством кодовых импульсов поступающих от датчика угла поворота электропривода.
ЦБУ должен содержать фотоэлектрический импульсный датчик, формирователь импульсов, iетчик импульсов с предустановкой, командный триггер и импульсный усилитель мощности.
2. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Номер зачетной книжки 20001484
Элементная база: ТТЛ
Диапазон изменения угла поворота: a=150+5n5=165 - 175 кодовых импульсов
Относительный световой ток фотодиода: IC / IT = 5+n=9
Относительная амплитуда помехи: IП / IC = 0,1
Номинальное напряжение электродвигателя: UЭД =100-8n=68 В
Пусковой ток электродвигателя: IЭД = 1+n=5 А
3. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА
Рисунок 1 - функциональная схема
.1 Назначение элементов
ФИД - фотоэлектрический импульсный датчик. Датчик представляет собой оптрон, преобразующий поток излучения светодиода в импульсы тока фотодиода за iет периодического прерывания потока излучения вращающимся щелевым диском, установленным на валу привода. Ток фотодиода кроме световой составляющей Iс, имеет темновую составляющую IТ и составляющую помехи UП, возникающую на частоте вибрации.
ФИ - формирователь импульсов. Формирователь импульсов выполняется на основе регенеративного компаратора, который повышает крутизну фронта импульсов датчика, а также устраняет влияние помехи и темнового тока фотодиода на выходной сигнал.
СИ - iетчик импульсов. iетчик обеспечивает подiет числа импульсов датчика, сформированных компаратором, и выдает на командный триггер сигнал после поступления заданного числа импульсов. Для изменения этого кода, соответствующего заданному углу поворота, необходимо в схеме предусмотреть специальный переключатель-задатчик.
КТ - командный триггер. Командный триггер формирует сигнал управления электроприводом по командам "ПУСК" и "СТОП", которые могут подаваться как вручную от соответствующих кнопок, так и от внешних устройств.
ИУМ - импульсный усилитель мощности. Импульсный усилитель мощности содержит силовой транзистор, обеспечивающий необходимый ток в якорной цепи электродвигателя при включении его от командного триггера.
.2 Принцип работы центрального блока управления (ЦБУ)
Назначение ЦБУ осуществить точное позиционирование ленточного транспортера в соответствии с заданным значением угла поворота исполнительного вала привода, который устанавливается с помощью специального переключателя - задатчика. По команде "Пуск/Запись" поступающей от кнопки ручного управления (РУ) или внешнего управления (ВУ) командный триггер (КТ) переходит в состояние логической 1 и через импульсный усилитель мощности (ИУМ) включает электродвигатель (ЭД), одновременно с этим происходит запись заданного числа импульсов в СИ. Вращение исполнительного вала через редуктор (Р), служащий для понижения угловой скорости вала, передается на фотоэлектрический импульсный датчик (ФИД).
На выходе ФИД формируется импульсы напряжения, количество которых определяется углом поворота исполнительного вала, а частота зависит от скорости вращения вала. Эти импульсы нельзя напрямую подать на iетчик импульсов (СИ) так как у них очень пологий фронт, слабый сигнал, и они содержат помеху. Поэтому эти импульсы подаются на формирователь импульсов (ФИ) который делает их пригодными для подачи на iетчик импульсов. СИ iитает импульсы с ФИ и сравнивает их с заданным числом импульсов, если они равны, то iетчик выдает сигнал логического 0, который сбрасывает КТ в ноль. Также по команде "Стоп" поступающей от кнопки ручного управления (РУ) или внешнего управления (ВУ) командный триггер (КТ) переходит в состояние логического 0 и далее чрез ИУМ выключает ЭД.
4. РАiЕТ БЛОКОВ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ
.1 Фотоэлектрический импульсный датчик
Схема ФИД содержит светодиод VD1 с балансным резистором R1, который задает номинальный ток VD1. Сигнал фотодиода VD2 выделяется на нагрузочном резисторе R2. В качестве светодиода выбираем инфракрасный излучатель типа АЛ107Б, который имеет минимальные габариты и позволяет совместно с инфракрасным светофильтром исключить влияние фоновой засветки на выходной сигнал ФИД. Его параметры следующие:
lМИН=940 нм, lМАКС=965 нм, PE=9 мВт, IПР. МАКС=100 мА, UПР=1.86 В
Задаем номинальный ток из условия IПР. НОМ=(0.1-0.2)IПР. МАКiто дает возможность увеличить срок службы излучателя (светодиода) и в то же время достаточно для получения необходимого потока излучения.
IПР. НОМ=0.15 IПР. МАКС=0.15100=15 мА
Определяем сопротивление R1 из условия что напряжение питание UП1=12 В
Берем R1 из ряда E24 и окончательно принимаем R1=680 Ом5% тип МЛТ-0.25. В качестве фотоприемника выбираем кремниевый фотодиод VD2 который имеет малый темновой ток IТ и высокую термостабильность работы (п