1.前言
在工業(yè)化生產(chǎn)當場中,執(zhí)行器起著十分關鍵的功效,它可以接受控制器或電子計算機的調(diào)節(jié)數(shù)據(jù)信號,全自動進行調(diào)整作用,是控制系統(tǒng)的關鍵構成部分。近些年,伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術和控制系統(tǒng)的快速發(fā)展趨勢,電動執(zhí)行機構也取得了迅速發(fā)展趨勢,如今的電動執(zhí)行器裸機作用構造向一體化、一體化、個性化方位發(fā)展趨勢,而根據(jù)CAN總線的全數(shù)據(jù)、多節(jié)點智能化電動執(zhí)行器便是最有發(fā)展前景的一種。文中講解的根據(jù)DSP(TMS320F2812)的電動執(zhí)行器以快速CPU為關鍵,將閘閥、交流伺服電機、控制板合為一體,運用異步電機同時推動閘閥的開和關,運用CAN總線對數(shù)據(jù)開展傳送[1]。
2.系統(tǒng)軟件原理
霍爾元件電流量、電流傳感器及相位傳感器檢驗到的逆變電源控制模塊三相導出電流量、工作電壓和氣動閥門的部位型號規(guī)格,送進DSP的A/D和D/A轉化器。DSP操縱PWM波產(chǎn)生器,造成的PWM波經(jīng)光學耦合作用于逆變電源控制模塊IPM,完成電動機的變頻調(diào)速電機和閥位操縱。
2.1 系統(tǒng)軟件組織框架圖
智能化電動執(zhí)行器從構造上首要分成操縱部位和實行推動一部分。電動執(zhí)行器自動控制系統(tǒng)構造方框圖如下圖1。
操縱部位主要是由TI公司生產(chǎn)制造的TMS320F2812做為系統(tǒng)控制的關鍵。TMS320F2812是因為達到操縱運用而制定的,片內(nèi)集成化有充足的外接設備。其內(nèi)部結構能完成系統(tǒng)軟件設置、取樣、表明、警報、常見故障等信息的解決,以保持對電動機的操縱[2]。
光耦電路的功用是將全自動或手動式的開/關數(shù)據(jù)信號轉化成促進執(zhí)行器電動機正轉/翻轉的驅(qū)動力。
2.2 plc解決電源電路
plc解決電源電路是被測目標與DSP聯(lián)絡的數(shù)據(jù)信號安全通道,包含感應器或光敏電阻器、安全通道構造、數(shù)據(jù)信號調(diào)整、A/D變換、開關電源的配備、抗干擾性等。
由于TMS320F2812的A/D變換模塊只有變換0~3V的單正負極數(shù)字信號,因而要選用DSP的內(nèi)部結構A/D轉化器務必將電壓互感器出去的雙正負極數(shù)據(jù)信號(-2~ 2V)經(jīng)工作電壓上升電源電路調(diào)整到0~3V中間。如下圖2一樣為交流電流數(shù)據(jù)信號取樣調(diào)養(yǎng)電源電路。
2.3 CAN總線
TMS320F2812內(nèi)有CAN控制板,使全部電源電路的周邊設計方案簡單,穩(wěn)定性也獲得提升。因為CAN總線具備傳送間距較長,數(shù)據(jù)信息的傳輸速率高,CAN總線具備線間影響小、抗干擾性強的優(yōu)勢。CAN通訊計劃方案進行了如下所示幾層面設計方案:DSP的CANRX和CANTX先根據(jù)高速光耦6N137與TJA1050聯(lián)接,完成了系統(tǒng)總線的電氣隔離;選用了TJA1050做為控制器是符合實際ISO11898規(guī)范;高速傳輸最大達1Mbit/s;電磁感應抗干擾能力能好;不了電的連接點不容易對系統(tǒng)總線導致振蕩;最少可以聯(lián)接120個連接點。CAN串行通訊接口電源電路如下圖3所顯示。
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3.軟件開發(fā)
電動執(zhí)行器軟件開發(fā)達到穩(wěn)定性、可檢測性、可擴展性的規(guī)定,選用結構型和模塊化方式 [3]。
子程序是手機軟件的行為主體架構,它的具體工作是在標準達到的情況下啟用其他程序模塊,實行每個模塊的每日任務。主編程設計的運行環(huán)節(jié)是:系統(tǒng)軟件通電重置后,TMS320F2812最先對自己本身的作業(yè)標準、自然環(huán)境開展自查及設定,若有不正確則警報,并使電動執(zhí)行器處在終止情況;不然從EEPROM中載入系統(tǒng)軟件主要參數(shù)、整定值主要參數(shù)和問題紀錄。進行復位后,子程序循環(huán)系統(tǒng)實行的基本功能模塊有:捕獲工作電壓數(shù)據(jù)信號、部位數(shù)據(jù)信號,明確A/D取樣周期時間,應用看門狗電路,故障測試及警報,觸摸顯示屏表明和主要參數(shù)儲存。必須強調(diào)的是,在子程序循環(huán)系統(tǒng)中,全部的程序模塊僅有標準符合才實行,一旦標準不符合,馬上進到下一個程序模塊,因而并非每一次循環(huán)系統(tǒng)都需要實行全部的實際操作。主程序流程圖如下圖4所顯示。
4.結語
DSP是一種專為開展數(shù)字圖像處理而制定的CPU,是現(xiàn)階段電子工業(yè)行業(yè)提高最快速的商品之一。根據(jù)DSP的電動執(zhí)行器靈活運用了TMS320F2812處理芯片的數(shù)據(jù)整理功能強、片外豐富多彩的特性,大大簡化了電動執(zhí)行器的硬件配置構造,減少了成本費,提升了可靠性指標。而根據(jù)DSP的CAN總線的全數(shù)據(jù)、多節(jié)點智能化電動執(zhí)行機構可以為工業(yè)制造給予很大的便捷,具備廣泛的應用前景。
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