Разработка системы автоматического управления машиной многоточечной контактной сварки от микроконтроллерного модуля

Рис. 2. Диаграммы напряжений на нагрузке (ин), опорного (иоп) и управляющего (цу) в однофазном мостовом инверторе напряжения при ТТТИМ

Регулирование напряжения осуществляется изменением длительности импульсов при сохранении закона модуляции. Здесь же показана гладкая составляющая, полученная усреднением средних значений напряжения за период несущей частоты. Она оказывается синусоидальной и повторяет форму управляющего (модулирующего) напряжения. По существу это первая гармоника напряжения.

В целом, разрабатываемый стенд, включает в себя силовой блок, блок микроконтроллера и блок питания.

Силовой блок представляет собой трехфазную мостовую схему, выполненную на полевых транзисторах с изолированным затвором. Транзисторы управляются драйверами 1112104, а драйверы в свою очередь, получают на вход импульсы с блока микроконтроллера, где реализуется ТТТИІУГ с различными способами их управления.

В зависимости от способа управления, т.е. реализации ШИМ, может быть получено напряжение ступенчатой формы, как показано на рисунке 1 и синусоидальной формы, как показано на рисунке 2. Кроме того, ШИМ может осуществлять однополярную и разнополярную модуляцию напряжения на выходе.

Лабораторный стенд автономного инвертора напряжения с цифровым управлением предназначается для использования в лаборатории кафедры АУТС.

Васинский А.А., Овчинников А.А.

РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ МАШИНОЙ МНОГОТОЧЕЧНОЙ КОНТАКТНОЙ СВАРКИ ОТ МШСРОКОНТРОЛЛЕРНОГО МОДУЛЯ

Целью данной работы является разработка микропроцессорной системы автоматического управления (САУ) для точечной сварочной машины типа МТМ-160. САУ позволяет работать машине в автоматическом, полуавтоматическом и ручном режимах управления, обеспечивает сварку в импульсном и непрерывном режимах, с полным или экономичным армированием, с переменным или постоянным шагом, обеспечивает гибкую настройку параметров сварочного процесса для конкретных технологических целей. Разработка состоит в том, чтобы на основе микроконтроллерного модуля и его модулей расширения фирмы “Фрактал” изготовить САУ и написать программу на языке программирования FRACTAL-BASIC. Модуль MCU42-3 представляет собой одноплатный контроллер. MCU42-3 входит в состав комплекта модульных контроллеров MCU4. Модуль предназначен для решения задач управления различными узлами электронной аппаратуры или для применения в системах на базе комплекта MCU4. Встроенный интерпретатор Fractal-BASIC позволяет быстро создавать и отлаживать программы, не заботясь об особенностях процессора и схемотехники контроллера. Конструктору для создания управляющего узла на базе MCU42-3 достаточно ознакомиться с перечнем сигналов на разъемах и несколькими специальными операторами Fractal-BASIC ориентированными на удобное сопряжение с объектом управления. Другими словами, инженер знакомый с азами программирования на Бейсике может применить MCU42-3 как микросхему со встроенным Бейсиком. Программа пишется в обычном текстовом редакторе и передается в контроллер через стандартный СОМ - порт. После подачи команды SAVE программа записывается в SEEPROM и сохраняется там при выключении питания, а после включения автоматически загружается в ОЗУ и запускается на исполнение. Перезапись может быть осуществлена не менее 100 ООО раз. Модуль обладает мощной сис-

темой ввода-вывода. 12 линий могут быть использованы либо как отдельные входы / выходы цифровые и аналоговые, либо как комбинация линий ввода-вывода и последовательных интерфейсов. Fractal-BASIC поддерживает интерфейсы: RS422, RS232C, I2C, SPI, MicroLan. Модуль может применяться в сложных системах с большим числом линий ввода-вывода. В этом случае он дополняется необходимыми модулями расширения, которые поддерживаются Fractal-BASIC.

Технические характеристики:

Процессор AT89S53 / 22,1184 МГц; объем Flash 12 кБайт;

ОЗУ 62С1024 / используется 64 кБайта;

SEEPROM 24LC256 / 32 кБайта; супервизор / Watchdog ADM1232; драйвер DS232AR;

пользовательские интерфейсы RS232C, I2C, SPI, MicroLan; скорости обмена; RS232C - до 250 кБод;

I2C - 100 кГц 7 бит адрес, мастер;

SPI - до 2 МГц, 3 бит адрес;

количество линий ввода / вывода 12 (не считая I2C и RS232/RS422); в том числе аналоговых линий 4;

нагрузочная способность интерфейсных линий 1,6/-0,060 мА; электропитание 7-ЗОВ или 5В+-5%; типичный ток потребления 35 мА.

Принцип действия САУ основан на последовательном выполнении микроконтроллерным модулем программы операций, необходимых для сваривания сеток:

подача продольного прутка; подача поперечного прутка; сжатие, сварка, проковка; резка и пакетирование.

Встроенная энергонезависимая память позволяет сохранять настроечные параметры, а также ход выполнения программы, что позволяет продолжить выполнение программы после пропадания питания с того места, на котором процесс остановился.

САУ управляет внешней нагрузкой до 4 А посредством симисторных ключей, расположенных в блоке питания. Входные и выходные цепи устройства имеют потенциальную оптическую развязку с допустимым напряжением изоляции 2.5 кВ.

САУ состоит из блока питания и выходных реле, блока управления и выносного пульта.

На пульте САУ расположены кнопки «Пуск», «Стоп», переключатели режима работы «Сварочный ток» и «Ручная работа», а также кнопки ручного управления сварочной машиной. Дополнительно на пульт может выноситься звуковая и световая индикация.

В блоке питания располагаются источники питания 5 и 24 В, симисторные ключи для управления электропневматическими клапанами и двигателями сварочной машины, модуль управления тиристорами. На передней панели блока вынесена световая индикация сети и напряжений питания.

На передней панели блока управления расположены кнопки настройки «+»,«-», «Отмена», «Ввод», символьный двухстрочный жидкокристаллический дисплей для индикации режимов настройки и работы. В правой части лицевой панели располагается звуковая и световая трехцветная светодиодная индикация.

Внедрение микроконтроллерного модуля и бесконтактных элементов повышает надежность, экономичность системы управления и облегчает ее настройку.

П.Я. Бункин

МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЕНТИЛЯТОРНОЙ НАГРУЗКИ НА ВАЛУ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

В ЛАБОРАТОРНЫХ УСЛОВИЯХ

На качество работы электропривода большое влияние оказывает характер и величина нагрузки. От ее величины зависит точность работы, быстродействие и другие показатели качества. Характер нагрузки зависит от производственного механизма, который электропривод приводит во вращение. Величина нагрузки зависит от режима работы и допустимой мощности производственного меха-