Распродажа

Электронные компоненты со склада по низким ценам, подробнее >>>

Содержание ChipNews

2003: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
2002: 
1, 5, 6, 7, 8, 9
2001: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
2000: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10
1999: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10

Новости электроники

В 14 раз выросло количество россиян на MediaTek Labs ? проекте по созданию устройств "интернета вещей" и "носимых гаджетов"

Сравнив статистику посещения сайта за два месяца (ноябрь и декабрь 2014 года), в MediaTek выяснили, что число посетителей ресурса из России увеличилось в 10 раз, а из Украины ? в 12. Таким образом, доля русскоговорящих разработчиков с аккаунтами на labs.mediatek.com превысила одну десятую от общего количества зарегистрированных на MediaTek Labs пользователей.

Новое поколение Джобсов или как MediaTek создал свой маленький "Кикстартер"

Амбициозная цель компании MediaTek - сформировать сообщество разработчиков гаджетов из специалистов по всему миру и помочь им реализовать свои идеи в готовые прототипы. Уже сейчас для этого есть все возможности, от мини-сообществ, в которых можно посмотреть чужие проекты до прямых контактов с настоящими производителями электроники. Начать проектировать гаджеты может любой талантливый разработчик - порог входа очень низкий.

Семинар и тренинг "ФеST-TIваль инноваций: MAXIMум решений!" (14-15.10.2013, Новосибирск)

Компания Компэл, приглашает вас принять участие в семинаре и тренинге ?ФеST-TIваль инноваций: MAXIMум решений!?, который пройдет 14 и 15 октября в Новосибирске.

Мне нравится

Комментарии

дима пишет в теме Параметры биполярных транзисторов серии КТ827:

люди куплю транзистар кт 827А 0688759652

тамара плохова пишет в теме Журнал Радио 9 номер 1971 год. :

как молоды мы были и как быстро пробежали годы кулотино самое счастливое мое время

Ивашка пишет в теме Параметры отечественных излучающих диодов ИК диапазона:

Светодиод - это диод который излучает свет. А если диод имеет ИК излучение, то это ИК диод, а не "ИК светодиод" и "Светодиод инфракрасный", как указано на сайте.

Владимир пишет в теме 2Т963А-2 (RUS) со склада в Москве. Транзистор биполярный отечественный:

Подскажите 2т963а-2 гарантийный срок

Владимир II пишет... пишет в теме Параметры биполярных транзисторов серии КТ372:

Спасибо!

В. Козаченко, Н. Обухов, В. Горбунов, П. Чуев, А. Анучин

Высокопроизводительные встраиваемые системы управления двигателями на базе сигнального микроконтроллера TMS320F241

    Современный этап развития про-изводства характеризуется все большим применением регулируемых приводов не только в традиционных сферах применения, таких, как станкостроение, робототехника, подъемно-транспортное оборудование, но и в бытовой и офисной технике, медицинском оборудовании, автомобильной технике, коммунальной сфере. Cтремительный рост числа приводов с широкими возможностями регулирования скорости объясняется несколькими причинами. Во-первых, переход от нерегулируемой системы привода к регулируемой позволяет существенно улучшить технические характеристики оборудования качество и диапазон регулирования технологических переменных, расширить функциональные возможности системы. Во-вторых, значительно, иногда на 40-50%, снижается потребляемая приводом мощность, что приводит к существенной экономии электроэнергии и позволяет создавать энерго- и ресурсосберегающее оборудование и технологии.

    Бурному развитию цифрового регулируемого привода способствуют значительные успехи в области силовой полупроводниковой техники, в частности, промышленное освоение силовых биполярных транзисторов с изолированным затвором, драйверов, а также интеллектульных силовых модулей с интегрированными функциями защиты и прямым процессорным управлением. В сочетании со специализированными микроконтроллерами для управления двигателями это позволило перейти к массовому производству преобразователей частоты для асинхронных частотно-регулируемых приводов, а также для приводов с синхронными и вентильными двигателями, стоимость которых приемлема (около 100$/кВт), а срок окупаемости не превышает 2-3 лет. Появилась реальная возможность массовой замены нерегулируемых приводов ре-гулируемыми во всех отраслях, в том числе, в коммунальном хозяйстве, энергетике, металлургии, нефтяной, химической и пищевой промышленности. Рост функциональных возможностей цифровых систем управления позволил качественно решить задачу создания дружественного интерактивного интерфейса преобразовательной техники с оператором, а также задачу объединения нескольких приводов в локальную промышленную сеть. Последнее обстоятельство особенно важно при комплексной автоматизации производства.

    Ниже описываются функциональные возможности и технические характеристики модульной микропроцессорной системы управления, предназначенной для встраивания в преобразователи частоты для управления асинхронными, синхронными, вентильными и вентильно-индукторными двигателями, а также в системы бесперебойного, стабилизированного и автономного питания. Основным элементом системы управления является универсальный контроллер MK9.1, построенный на специализированном сигнальном микроконтроллере фирмы Texas Instruements TMS320F241 со встроенной периферией, оптимизированной для эффективного решения задач управления двигателями. Дополнительно может поставляться плата пульта оперативного управления ПУ9.1 и плата модуля дискретного ввода/вывода MВВ9.1. Кроме того, для совместной работы с контроллером MK9.1 разработан ряд малогабаритных инверторов, ориентированных на управление обычными коллекторными двигателями постоянного тока, а также шаговыми двигателями. Разработка выполнена в Учебно-научно-консультационном центре "Texas Instruements-МЭИ", изделия производятся Экспериментальным заводом научного приборостроения, г. Черноголовка, Московской области.

    Контроллеры были разработаны для использования в отечественной серии преобразователей частоты "Универсал", выпускаемой Заводом биомедицинского приборостроения, г. Пущино, Московской области (в диапазоне мощностей от сотен Вт до 150 кВт), но доступны и другим потребителям. Преимущественной сферой применения является область высококачественных, быстродействующих и широкодиапазонных систем векторного управления тяговыми приводами (электромобилей, трамваев, троллейбусов), приводами лифтов, подъемников, кабельных автоматических линий. Контроллеры предназначены также для использования в станкостроении и робототехнике в приводах главного движения и подачи, для создания распределенных систем управления на базе CAN-интерфейса в задачах комплексной автоматизации производства. В последнем случае они могут выполнять функции не только управления двигателями и технологическим оборудованием, но и удаленного узла сбора аналоговой и цифровой информации о состоянии технологического процесса.

Универсальный контроллер МК9.1 для систем встроенного управления

    Контроллер МК9.1 представляет собой четырехслойную печатную плату размером 150x120 мм, встраиваемую в оборудование пользователя (рис. 1), изготовленную по планарной технологии.

Общий вид платы контроллера МК9.1

Рис. 1. Общий вид платы контроллера МК9.1

Центральный процессор

    На плате контроллера в колодке 68 PLCC установлен специализированный сигнальный микроконтроллер фирмы Texas Instruments TMS320F241 из серии микроконтроллеров, предназначенных для управления двигателями TMS320x24x [1,2]. Он имеет модифицированную гарвардскую архитектуру и систему команд, рассчитанную на эффективное решение задач управления в реальном времени, а также мощный набор встроенных периферийных устройств, главным из которых является менеджер событий. Он представляет собой интеграцию высокопроизводительного многоканального процессора событий с многорежимным ШИМ-генератором. На кристалл интегрированы также квадратурный декодер, аналого-цифровой преобразователь, сторожевой таймер и контроллеры типовых интерфейсов CAN, SPI, SCI [1,2]. Микроконтроллер ▒F241 имеет следующие технические характеристики:

    Микроконтроллер ▒F241, в отличие от базовой модели семейства ▒F240, а также от микроконтроллеров ▒F243, не содержит интерфейса с внешней памятью и периферийными устройствами. Его корпус имеет вдвое меньшее число выводов, что упрощает разводку платы и уменьшает стоимость системы управления. Перед началом проектирования контроллера была проведена оценка требуемых ресурсов центрального процессора (объема памяти программ, памяти данных, производительности) для решения следущих типовых задач:

    Первая задача оказалась самой сложной для ее решения требуется объем кодовой памяти 6-7 Кслов при производительности процессора не менее 15 млн.оп./с. Все остальные задачи оказались менее ресурсоемкими. Таким образом, ▒F241 по производительности и объему встроенной памяти пригоден для решения задач векторного управления современными приводами переменного тока. Более того, его ресурсов может быть вполне достаточно для решения и ряда вспомогательных задач, в частности, автоматической идентификации параметров привода в процессе пуско-наладки, адаптации системы управления к изменяющимся условиям эксплуатации и прочего.

Питание:

    Контроллер может получать питание аналоговых цепей как от источника питания пользователя, так и от встроенного на плату преобразователя (DC/DC), устанавливаемого в колодку и подключаемого к источнику внешнего цифрового питания +5 В. Соединение цифровой и аналоговой "земель" (при необходимости) выполняется переключателем на плате контроллера.

Мониторинг питания:

    Схема мониторинга питания обеспечивает поддержку режима автоматического самозапуска (если это необходимо) при восстановлении напряжения питания. Для ряда применений возможна программная идентификация текущей скорости двигателя и мягкий запуск без ударных приложений момента.

Сброс:

    Внешний сброс контроллера производится в исключительных ситуациях с передней панели преобразователя частоты или другого изделия сухим контактом кнопки или переключателя, защищенного от несанкционированного доступа.

Линейка встроенной светодиодной индикации:

    Встроенный индикатор состояния контроллера обеспечивает отображение режимов работы системы управления, в том числе, аварийных, облегчает настройку и наладку системы в составе изделия.

Энергонезависимая память параметров и режимов работы контроллера:

    К системам встроенного управления оборудованием предъявляются жесткие требования по сохранению в энергонезависимой памяти текущих настроек регуляторов, параметров задатчиков интенсивности, уставок срабатывания защит, то есть пользовательских настроек и кода текущего режима работы системы управления. При поставке системы управления в составе оборудования в память параметров записываются заводские уставки. В процессе пуско-наладки или эксплуатации оборудования параметры могут многократно изменяться как с пульта оперативного управления, так и по одному из каналов связи, например, от персонального компьютера через RS-232.

    Контроллер МК9.1 имеет программно-аппаратную поддержку автоматического сохранения жизненно важных параметров и режимов работы системы управления в аварийных ситуациях, в частности, при исчезновении питающего напряжения. Кроме того, для некоторых, специфицированных пользователем аварийных ситуаций, возможна организация режима повторного автоматического перезапуска с воспроизведением предыдущего режима работы системы управления и ранее установленных параметров.

Интерфейс с 3-фазным инвертором напряжения

    Интерфейс обеспечивает прямое цифровое управление 6-ключевыми мостовыми инверторами напряжения для 3-фазных асинхронных, синхронных и вентильных двигателей. Поддерживаются как простые режимы управления, такие как 6-тактная разнополярная коммутация, так и достаточно сложные центрированная и векторная ШИМ-модуляции [2]. Преимуществом метода векторной ШИМ-модуляции (ШИМ-модуляции базовых векторов) является более высокий (на 15%) коэффициент использования напряжения звена постоянного тока, а также существенно меньшие (на 30%) динамические потери в силовых ключах. Использование векторной ШИМ расширяет зону работы привода с синусоидальным выходным напряжением вплоть до номинального напряжения двигателя без необходимости его переключения со "звезды" на "треугольник" или искажения формы выходного напряжения за счет перехода к трапецеидальному выходному напряжению при высоких выходных частотах.

    Интерфейс может применяться для подключения классических мостовых или полумостовых инверторов напряжения или тока, предназначенных для управления шаговыми, вентильными двигателями, а также двигателями постоянного тока. При этом возможна работа инвертора в первом (+U,0), во втором (+U,-U) импульсном режимах, а также в режиме с автоматически переключаемой структурой управления (+U,0; -U,0). Широкий спектр возможностей достигается за счет встроенных в ШИМ-генератор средств управления выходами, когда любой выход генератора может реализовывать специальную функцию (ШИМ-выход), либо функцию дискретного вывода данных. К одному контроллеру МК9.1 может быть подключено до двух осей привода с шаговыми двигателями или двигателями постоянного тока. Таким образом, на базе одного контроллера возможна организация не только позиционного, но и контурного управления с линейной, круговой или параболической интерполяцией в реальном времени.

Дискретный ввод/вывод, внешние прерывания:

    В контроллере МК9.1 максимально полно используются все встроенные периферийные устройства. Однако, в ряде применений, например, в системах управления гистерезисными, шаговыми, вентильными двигателями средней и малой мощности, а также при прямом цифровом управлении интеллектуальными силовыми модулями приводов переменного тока мощностью до 1,5 кВт и преобразователями напряжения приводов постоянного тока мощностью до 1 кВт, требуется сочетание нескольких ШИМ-сигналов с дискретными управляющими сигналами. Более того, гальваническая развязка необязательна, и управление может осуществляться сигналами ТТЛ-уровня. Именно для этих применений предусмотрен второй интерфейс, выполненный с использованием разъемов WAGO, обеспечивающий гибкое подключение нестандартных потребителей. Если требуется большее число дискретных входов/выходов, предусмотрено подключение дополнительных карт ввода/вывода дискретных сигналов по синхронному периферийному интерфейсу (SPI).

Аналоговые входы:

    Все аналоговые сигналы вводятся витой парой через удобные для подключения разъемы WAGO. При этом первые 5 аналоговых входов предназначены, главным образом, для ввода сигналов с датчиков, установленных внутри преобразователя: токов фаз, напряжения и тока в звене постоянного тока. Обычно для этой цели используются гальванически развязанные датчики на элементах Холла с однополярным выходным сигналом 05 В. Универсальные аналоговые входы могут применяться для ввода в микропроцессорную систему управления сигналов с датчиков технологических переменных, задающих или корректирующих воздействий. При этом можно использовать датчики с токовым выходом, а также внешние задающие потенциометры. Микроконтроллеры ▒F24x имеют встроенное АЦП средней точности, суммарная погрешность измерения по каждому из каналов с учетом внешних схем преобразования формата не превышает 0,5%. Для большинства применений в приводе и системах вторичного питания такой точности достаточно. Однако, если необходим АЦП большей точности, то к контроллеру может быть подключен внешний АЦП с последовательным SPI-интерфейсом. В этом случае число каналов и точность не ограничиваются.

Интерфейс с импульсным датчиком положения:

    В контроллере используется специальная микросхема драйвера импульсного датчика положения, обеспечивающая как преобразование уровня входных сигналов, так и необходимую защиту от помех с помощью входных триггеров Шмитта. Канал поддерживает программно-аппаратную идентификацию электрического и механического положения ротора двигателя, а также программную идентификацию скорости. Для решения последней задачи используются несколько встроенных периферийных устройств одновременно "квадратурный" таймер, канал сравнения, базовый таймер и контроллер прерываний. Модуль наблюдателя скорости многорежимный, с обеспечением в каждом диапазоне измерения скорости максимальной точности измерения.

    Имеется возможность использования в качестве датчика положения вращающегося трансформатора (резольвера) и дополнительной микросхемы RD-конвертора. Последний может подключаться к контроллеру либо через последовательный периферийный интерфейс (SPI), либо через интерфейс с импульсным датчиком положения. В последнем случае используется встроенная в RD-конвертор схема формирования сигналов импульсного датчика.

Синхронный периферийный интерфейс (SPI):

    Синхронный периферийный интерфейс контроллера МК9.1 имеет расширенные функциональные возможности, допуская как программную, так и аппаратную идентификацию внешнего устройства, подключенного к нему. При аппаратной идентификации контроллер формирует специальные сигналы выборки внешних устройств. Два канала селектирования жестко закреплены за встроенной на плату контроллера энергонезависимой последовательной памятью параметров системы управления и светодиодным индикатором, остальные 6 предназначены для выбора дополнительных интерфейсных карт ввода/вывода дискретных сигналов, пультов оперативного управления, дисплеев, плат обработки сигналов вращающихся трансформаторов, дополниельных АЦП или ЦАП с последовательным интерфейсом и прочего.

    Такой подход к расширению функциональных возможностей контроллера оправдан, так как позволяет минимизировать аппаратную часть ядра системы управления при подключении дополнительных датчиков, коммутационной и измерительной аппаратуры.

Асинхронный коммуникационный интерфейс RS-232:

    Контроллер МК9.1 поставляется вместе с последовательным загрузчиком флэш-памяти, что обеспечивает многократное перепрограммирование рабочих программ пользователя без использования программатора (до 10000 циклов). При выборе режима программирования флэш-памяти соответствующим переключателем на плате, контроллер автоматически идентифицирует скорость передачи данных от компьютера по интерфейсу RS-232 и по мере необходимости производит подзагрузку во встроенное кодовое ОЗУ нужных для программирования флэш-памяти утилит (очистки, стирания, программирования и так далее). Интегрированный на кристалл ▒F241 преобразователь напряжения обеспечивает необходимые уровни напряжения. Весь алгоритм программирования реализуется программно.

CAN-интерфейс:

    На плате МК9.1 установлен драйвер CAN-интерфейса, который вместе с интегрированным на кристалл центрального процессора ▒F241 контроллером CAN-интерфейса дает возможность объединять отдельные системы управления в локальную промышленную сеть. Это может потребоваться: в коммунальной сфере при автоматизации центральных тепловых пунктов, котельных, насосных станций; в нефтедобывающей и газовой промышленности, например, при автоматизации перекачивающих станций; в станкостроении и робототехнике при создании многодвигательных взаимосвязанных приводов; в транспортных применениях. CAN-интерфейс характеризуется высокой надежностью, быстротой и удобством программирования за счет аппаратной поддержки протокола обмена, простотой монтажа и наладки.

JTAG-интерфейс:

    Главное назначение JTAG-интерфейса: обеспечение возможности интерактивной отладки программного обеспечения пользователя в реальном времени с помощью дополнительных аппаратных средств внутрисхемных эмуляторов. Эмуляторы могут работать с интегрированными программными продуктами, в состав которых входят все необходимые кросс-средства (ассемблер, компоновщик, СИ и так далее), средства генерации проектов, а также визуализации процесса отладки (например, Code Composer).

    Наличие JTAG-интерфейса на плате контроллера МК9.1 обеспечивает комплексную отладку системы управления пользователя, а также восстановление последовательного загрузчика флэш-памяти после сбоя (например, вследствие отключения питания в процессе программировании флэш-памяти).

Плата пульта оперативного управления ПУ9.1

    Разработана для использования в статических преобразователях частоты для управления асинхронными двигателями малой и средней мощности в качестве дешевого пульта оператора, вынесенного на переднюю панель прибора (рис. 2).

Общий вид платы ПУ9.1

Рис. 2. Общий вид платы ПУ9.1

    Характеристики платы ПУ9.1:

    Плата монтируется под передней крышкой преобразователя частоты таким образом, что все кнопки пульта управления и потенциометр задания оказываются доступными оператору. Над индикаторами в панели имеются соответствующие окна. Конкретное функциональное назначение кнопок управления отображается непосредственно на панели прибора и зависит от сферы применения изделия. Так, в качестве наблюдаемых переменных могут отображаться: частота, Гц; напряжение, В; ток, А; мощность, кВт; задание давления, %; фактическое давление, %; коррекция, %; код аварии. Для индикации текущих режимов работы автоматических регуляторов дозировочных насосов могут, например, использоваться следующие состояния: "Ручной/Автоматический"; "Доза/Подача"; "Вперед/Назад".

Плата релейного ввода/вывода ПВВ9.1

    Возможности контроллера МК9.1 не ограничиваются только функциями прямого цифрового управления двигателями. Мощный сигнальный процессор позволяет решить целый спектр дополнительных задач: программное управление технологическими переменными в функции времени; цифровое регулирование технологических переменных средствами привода; управление дискретной автоматикой рабочих станций и станций группового управления оборудованием. В последнем случае для интерфейса с релейно-контакторной аппаратурой рабочих станций используются дополнительные платы релейного ввода/вывода (рис. 3).

Общий вид платы релейного ввода/вывода ПВВ9.1

Рис. 3. Общий вид платы релейного ввода/вывода ПВВ9.1

    Характеристики платы ПВВ9.1:

Заключение

    Описанный в статье комплект микропроцессорных средств может использоваться для создания встраиваемых систем управления современными преобразователями частоты для регулирования скорости двигателей переменного тока, в системах вторичного стабилизированного и автономного питания, в станочных и робототехнических приложениях, связанных с высокой производительностью и необходимостью поддержки локальных промышленных сетей.

    Для совместного использования с комплектом предлагаются также малогабаритные инверторы для управления двигателями постоянного тока и шаговыми двигателями. В настоящее время заканчивается разработка минимизированного по габаритам и стоимости контроллера МК10, предназначенного для простых по реализуемым функциям преобразователей частоты насосов, компрессоров, вентиляторов и подобных устройств. Начата разработка контроллера на базе нового сигнального микроконтроллера TMS320F2406 с возможностями управления одновременно двумя инверторами и построения систем привода с рекуперацией энергии торможения в сеть и активными корректорами коэффициента мощности.

Литература

  1. Козаченко В. Основные тенденции развития встроенных систем управления двигателями и требования к микроконтроллерам // Chip News. 1999. ╧ 1. C. 29.
  2. Козаченко В.Ф., Грибачев С.Я. Новые микроконтроллеры фирмы Texas Instruements TMS320x24x для высокопроизводительных встроенных систем управления электроприводами // Chip News. 1998. #11-12. C. 26.
  3. Козаченко В., Грибачев С. Перспективная серия микроконтроллеров фирмы Texas Instruments ▒240x для систем цифрового управления двигателями // Chip News. 1999. #9. C. 7-14.

Тел.: (095) 362 7151
E-mail: kozachenko@aep.mpei.ac.ru





ankort-kit пишет...

ЧНПФ Анкор-Теплоэнерго по праву является одной из ведущих проектно-конструкторской и инженерно-производственной организацией в Украине и странах СНГ в сфере промышленных пластинчатых теплообменных аппаратов для различных областей промышленности. Свой производственный путь специализированная компания начала с 1991 года, и в настоящее время и дальше продолжает хорошо развиваться и функционировать. В ядро фирмы были заложены совокупный производственный опыт группы экспертов УКРНИИХИММАШ, тенденция к развитию и инициатива. Сегодня же ЧНПФ Анкор-Теплоэнерго симбиоз научно-технического фактора в области конструирования и выпуска высокоэффективного пластинчатого теплообменного оборудования.


https://ankort.com/ru/zakazat-raschet-teploobmennika/>заказать пластинчатый теплообменник

14/09/2017 07:22:34



Ваш комментарий к статье
Высокопроизводительные встраиваемые системы управления двигателями на базе сигнального микроконтроллера TMS320F241 :
Ваше имя:
Отзыв: Разрешено использование тэгов:
<b>жирный текст</b>
<i>курсив</i>
<a href="http://site.ru"> ссылка</a>