Замена контакторной системы процессорной системой управления (Укр)
скачать (736.5 kb.)
Доступные файлы (1):
| 1.doc | 737kb. | 26.11.2011 10:55 |  скачать |
содержание
- Смотрите также:
- Автоматизированные информационно-управляющие системы Введение Системой управления [ документ ]
- Тео́рия управле́ния [ документ ]
- по Экономической кибернетике [ лекция ]
- Анализ системы управления персоналом [ документ ]
- Шпоры по ТАУ [ документ ]
- Дипломная работа - Совершенствование системы управления маркетингом по материалам ООО АККОМ КГФЭИ, 2008, 88 стр [ дипломная работа ]
- Анализ системы управления персоналом в современных условиях хозяйствования [ документ ]
- Управление системами и процессами [ лекция ]
- Институт естественных и точных наук [ документ ]
- Задача распределения памяти операционной системой для размещения в ней нескольких процессов [ документ ]
- Матрицы поворота [ лабораторная работа ]
- Дипломный проект-Модернизация системы автоматического управления прошивным станом ТПА-140 [ документ ]
1.doc
КУРСОВА РОБОТА
«МІКРОПРОЦЕССОРНА ТЕХНІКА
Вихідні дані на курсову роботу
Варіант № 03
Мікропроцесорний контроллер КР580
Режими: розгін, гальмування.
Кількість ступенів розгону: 2
Тривання роботи ступені: Т1=0,02с, Т2=0,13с.
Номінальний струм двигуна (на фазу): 11А
Метод звязку з органами керування: за перериванням.
ЗМІСТ
ВСТУП
1 Вивчення вихідної схеми
1.1 Опис роботи вихідної контакторно-релейной
системи керування електроприводом
1.2 Опис алгоритму роботи системи
керування электроприводом
2 Розробка напівпровідникового комутатора
силових ланцюгів електропривода
3 Розробка напівпровідникового комутатора
силових ланцюгів електропривода
4 Розробка інтерфейсів сполучення мікропроцесорного модуля
з органами керування та силовим комутатором
5 Розробка загальної схеми вмикання автоматизованого електропривода
^
ВСТУП
Мікропроцесор - програмно-керований пристрій, призначений для обробки цифрової інформації і керування процесом цієї обробки, виконаний у виді однієї (чи декількох) інтегральних схем з високим ступенем інтеграції електронних елементів. Мікропроцесорні системи керування витісняють застарілі контакторні завдяки наступним якостям:
- висока надійність;
- мала матеріалоємність;
- низьке енергоспоживання;
- невеликі масогабаритні показники;
- широкі функціональні можливості і постійно знижуючась вартість.
Гнучкість мікропроцесорних систем керування дозволяє змінювати алгоритм керування тільки програмним шляхом, не торкаючись апаратурної реалізації. Це зв'язано з тим, що в мікропроцесорних системах керування логіка їхньої дії визначається програмою, збереженої в пам'яті системи і для її зміни необхідно тільки перепрограмувати мікросхему памя’ті.
Дана курсова робота ілюструє можливість заміни контакторно-релейной системи керування асинхронним двигуном мікропроцесорною системою на базі процесора КР580ИК80.
^
Опис роботи вихідної контакторно-релейной
системи керування електроприводом
Відповідно до завдання, контакторно-релейная схема керування асинхронним двигуном з фазним ротором має вид, наведений на Рисунку.1.1.
У схемі можна виділити наступні елементи:
1) Вхідні:
a - кнопка "Вперед"
b - кнопка "Стоп"
2) Вихідні:
X - контактор КМ1
DT - контактор КМ6
S1 – контактор KM3
S2 – контактор KM4
^
При натисканні кнопки SB2 "Вперед" подається напруга на пускач КМ1, що своїми силовими контактами КМ1 підключає двигун до мережі і вмикає 1 ступінь розгону. Для роботи в режимі "Вперед" блок-контакт КМ1.1 підтримує кнопку SB2, блок-контакт КМ1.2 запобігає включенню режиму "Назад"; контакт КМ1.3 подає напругу на реле часу КТ1, яке через час Т1=0,005 с замикає контакт КТ1, який подає живлення на реле КМ3. Реле КМ3 замикає контакти КМ3 і вмикає 2 ступінь розгону через час Т2=0,012 с. Реле КТ2 своїм контактом подає живлення на реле КМ4. Реле КМ4 замикає контакти КМ4, тим самим виводячи двигун на нормальний режим роботи. КМ1 розмикає контакт КМ1.4, щоб запобігти включенню реле напруги КV2.
Для здійснення гальмування двигуна необхідно натиснути кнопку SB1 "Стоп". При цьому двигун відмикається від мережі живлення. У колі керування запитується катушка реле KV2. При цьому спрацьовують його контакти KV2.1 і KV2.2. Контакт KV2.1 запобігає включенню двигуна на час здійснення гальмування. Контакт KV2.2 включає контактор гальмування КМ6, яке замикаючи контакти КМ6, подається постійний струм на обмотку статора. В статорі виникає нерухоме поле. В обертаючемуся роторі виникає змінний струм, створюючий власне поле, яке нерухоме відносно статора. При взаємодії сумарного магнітного потіку зі струмом ротора виникає гальмівний момент, який залежить від МРС статора, опору ротора та кутової швидкості двигуна. Для обмеження струму та отримання різноманітних гальмівних характеристик в колі ротора присутні зовнішні резистори.
Рисунок1.1 - Контакторно-релейная схема керування реверса і зупинки асинхронного двигуна з фазним ротором
1.2 Опис алгоритму роботи системи
керування электроприводом
Блок-схема роботи контакторно-релейной системи керування двигуном наведена на рисунку1.2. Схема не зв'язана з апаратною реалізацією системи, а описує загальні дії, які необхідно виконати для реалізації зазначеного режиму.
Рисунок1.2 - Блок-схема роботи контакторно-релейной системи керування асинхронним двигуном
^
силових ланцюгів електропривода
В теперішній час релейно-контакторні комутатори заміняють більш компактними і надійними напівпровідниковими комутаторами типу тиристорів, семисторів, транзисторів і т.п. В данному електроприводі силові кола комутуються контакторами КМ1-КМ6.
Величина номінального струму асинхронного двигуна 11 А, величина комутованої змінної напруги 380 В.
Пусковий струм двигуна:
де: К=2..5.
Повинна виконуватись нерівність
Справа стоїть струм комутації силового тиристора (семистора).
Як силові напівпровідникові комутуючі елементи були обрані оптотиристор ТО132-25 і оптосемистор ТСО-142-25, які забезпечують комутацію струму до 25 А. Вони мають гальванічну (оптичну) разв'язку за входом керування, що дозволяє забезпечити захист системи керування від високої напруги в силовій частині електропривода. Допустима перенапруга оптосемистора до 1200 В (12 клас). Групи семисторів для кожного напрямку асинхронного двигуна і гальмування об'єднані по керуванню (світлодіоди з'єднані послідовно), тому для керування необхідні три керуючі сигнала. Величина струму керування 250 мА. Оптотиристори витримують перенапругу до 600 В (6 клас) і керуються струмом 150 мА [8]. Сигнали керування тиристорами заведені на роз’єми XS2. Схема електрична принципова силової частини автоматизованого електропривода наведена на рисунку 2.1.
Рисунок 2.1 - Схема електрична принципова силової частини автоматизованого електропривода
3 Розробка мікропроцесорної системи керування
Для реалізації модуля керування використаний мікропроцесорний комплект КР580. Цей комплект є функціонально закінченим і орієнтованим на модульну побудову мікропроцесорних пристроїв.
Модуль керування повинний реалізувати введення інформації з опитування з блоку клавіатури ("Вперед" і "Стоп"), а також видавати керуючу інформацію в напівпровідниковий комутатор силових ланцюгів электропривода.
Схема електрична принципова мікропроцесорного модуля керування приведена на рисунку 3.1. Він складається з:
- генератора тактових імпульсів КР580ГФ24 (DD1),
- системного контролера КР580ВК28 (DD2),
- процесора КР580ИК80 (DD3),
- дешифратора адресного простору К555ИД7 (DD4),
- перепрограмувального запам'ятовуючого пристрою К573РФ2 (DD5),
- оперативного запам'ятовуючого пристрою К537РУ8 (DD6),
- програмувального інтерфейсу вводу-виводу КР580ВВ55 (DD7),
- шинного формувача КР580ВА96 (DD8),
- програмуємого таймера КР580ВИ53 (DD9),
- програмуємого контроллера преривань КР580ВН59 (DD10).
Генератор тактових імпульсів DD1 необхідний для тактування роботи процесора DD3, а також синхронізації роботи системного контролера DD2 у складі МПС. Системний контролер формує шини даних і керування.
Для здійснення прийому інформації з блоку клавіатури і передачі необхідних сигналів керування силовими ланцюгами електропривода використовується ППИ DD7.
Для збереження програми керування і програми ініціалізації використано ППЗП DD5 розміром 2 кБ. Для збереження данних програми використовується ОЗП DD6 ємністю 2 кБ. Логічний елемент DD8 використаний для підвищення навантажувальної здатності виходів мікропроцесорного модуля, керуючих силовими ланцюгами. Підключення дешифратора адресного простору DD4 визначає карту пам'яті, показану в табл. 3.1.
Таблиця 3.1 - Карта пам'яті
| Призначення | Сигнал | Адреса |
| ППЗП | CS0 | 0000H...07FFH |
| ОЗП | CS1 | 0800Н...0FFFH |
| ППІ | CS2 | 1000Н...17FFH |
| ПКП | CS3 | 1800H...1FFFH |
| ПТ | CS4 | 2000H...27FFH |
Таблиця 3.2– Росподіл службових чарунок
| ППІ (CS2) | ПКП (CS3) | ПТ (CS4) | |||
| PA | 1000H | A0=0 | 1800H | T0 | 2000H |
| PB | 1001H | A0=1 | 1801H | T1 | 2001H |
| PC | 1002H | | | T2 | 2002H |
| РУС | 1003H | | | РУС | 2003H |
^
Інтерфейс забезпечує зв'язок системи керування із силовою частиною электропривода і пультом керування. Основне призначення інтерфейсу - узгодження потужності вихідних сигналів блоку керування і вхідних сигналів силового комутатора, введення інформації з блоку клавіатури в мікропроцессорный модуль керування і захист мікропроцесорного контроллера від дребезга контактів.
Схема електрична принципова інтерфейсу зв'язку мікропроцессорного контролера (рисунок 3.1) із силовою частиною електропривода (рисунку 2.1) і пультом керування приведена на рисунку 4.1.
Пульт керування являє собою блок функціональних кнопок "Вперед", "Стоп". Для реалізації блоку використані кнопки мініатюрні КМ-1 (SB1, SB2). Тригери DD2 (K155ТМ5) використані для захисту мікропроцесорного модуля від дребезга контактів. Генератор прямокутних імпульсів на DD1 (K155ЛН1), C1, R1 забезпечує формування синхроімпульсів з періодом до 50 мс для фіксування вхідних сигналів тригера (D1,D2) на виходах (Q1,Q2). Необхідно відзначити, що керуючим сигналом є логічний нуль - це також забезпечує завадозахищеність входів мікропроцесорного модуля керування. Транзисторні ключі на VT1-VT4 забезпечують узгодження по потужності виходів модуля керування з входами силового комутатора. При цьому з довідкової літератури [2,8] відомо, що навантажувальна здатність виходів мікросхеми К155ЛИ5 складає 10 мА. Для узгодження потужності обраний транзистор КТ815А, що включений за схемою з ОЕ і відкритим колектором і забезпечує коефіцієнт підсилення по струму (h12) до 40, напруга живлення до 40 В, максимальний струм колектора 1,5 А.
R3=R4=R5=R6=(U1-Uбе)/І=(5-1)/0.02=200 Ом,
де: U1, І - напруга і струм "лог. 0" на виході мікросхеми К155ЛИ5;
Uбе - спадання напруги на переході база-емиттер.
Обмежуючі опори R7-R10 керуючих сигналів силового комутатора розраховуються по формулі:
R=(Uп-n·Uпсд)/Іу
де: Uп - напруга живлення;
Uпсд - спадання напруги на светодиоде (1 В);
Іу - струм керування тиристорами (150 мА) та семисторами (250мА);
n - кількість світлодіодів.
Одержимо
R7=(12-3·1)/0.25=36 Ом
R8=(12-3·1)/0.15=60 Ом
R9=R10=(12-2·1)/0.25=40 Ом
R11=…=R14=12/0.001=12 кОм
Резистори R13-R17 використані для підвищення швидкості переключення транзистора.
5 Розробка загальної схеми вмикання автоматизованого електропривода
Схема з'єднання модулів автоматизованого електропривода приведена на мал. 5.1. Схема складається з наступних частин:
- А1 - мікропроцесорний модуль керування;
- А2 - силовий модуль;
- А3 - модуль з'єднання;
- А4 - модуль живлення мікропроцесорного контролера;
- А5 – модуль живлення вузла з'єднання.
Рисунок 5.1 - Схема з'єднання модулів автоматизованого електропривода
^
Великою перевагою систем з мікропроцесорним керуванням є можливість реалізації алгоритму керування у виді програми, а не апаратним шляхом, що значно підвищує оперативність у перенастроюванні даних автоматизованих систем на нові алгоритми роботи. Програма керування електроприводом виконана мовою ассемблер, що дозволяє максимально використовувати всі апаратні засоби системи. У завданні до курсової роботи потрібно виконати програму керування за прериванням.
Часова затримка, необхідна для гальмування двигуна та виведення ступеней розгону виконана за допомогою програмуємого таймера.
Для здійснення зв'язку мікропроцесорного модуля з інтерфейсом зв’язку є регістр С ППІ, настроєний на такий вивод.
Програма ініціалізації та керування наведена в таблиці 6.1.
Опис програми керування.
У програмі реалізується часова затримка відповідна часу виведення ступеней розгону, а також динамічне гальмування з часом 1с.
ВИСНОВКИ
Під час виконання даної курсової роботи були закріплені і расширены теоретичні знання, отримані при вивченні курсів "Введення в мікропроцесорну техніку" і "Основи проектування мікропроцесорних систем"; щеплені навички самостійності в прийнятті технічних рішень і розробці конкретних технічних завдань; було проведене ознайомлення із сучасною мікропроцесорною елементною базою, що використовується для рішення задач автоматизації.
У даній курсовій роботі була реалізована мікропроцесорна система керування асинхронним двигуном з фазним ротором. Система здійснює керування за сигналами пульта керування, що представляє собою блок кнопок "Вперед", "Стоп", і видає необхідну інформацію в силові кола електропривода.
Розроблена система керування електродвигуном може успішно бути застосована і на практиці.
ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ
Калашников В. И., Калашников С. И. Методические указания к самостоятельной работе по решению проблемных задач для микропроцессорных систем управления. – Донецк:ДПИ,1989.-44с.
Самофалов К. Г. Микропроцессоры-К.:Техника,1986.-278с.
Каган Б. Н., Сташин В. В. Основы проектирования микропроцессорных устройств автоматики–. М.: Энергоиздат, 1987.-304с.
Справочник под редакцией Хвощ С. Т. Микропроцессоры и микроЭВМ в системах автоматического управления. – Л.: Машиностроение, 1987.- 640с.
Большие интегральные схемы запоминающих устройств. Справочник/ Гардонов Л. Ю. и др. – М.: Радио и связь,1990.-288с.
Мощные полупроводниковые приборы. Транзисторы/Б. А. Бородик и др. – М.: Радио и связь,1985.-560с.
Полупроводниковые приборы. Диоды. Оптоэлектронные приборы/А. Б. Гитцевич и др. –М.: Радио и связь,1988.-592с.
Шило В.Л. Полупроводниковые цифровые микросхемы. Справочник. – М.: Радио и связь,1987.-352с.
Скачать файл (736.5 kb.)