Дипломная работа: Разработка системы автоматизированного управления дозатором технологических растворов

Рисунок 5.1 – Электрическая схема ШД FL86STH65-2808A

Шаговые двигатели этой серии имеют основной угловой шаг 1,8°, частоту приемистости до 2000 Гц и скорость вращения вала до 1500 об/мин. Так же к двигателям этой серии идет устройство управления.

В качестве устройства управления был выбран программируемый блок управления ШД SMSD-3.0 [18]. Он предназначен для управления работой четырехфазных, либо двухфазных ШД с током фазы 3 A. Блок объединяет в себе управляющий микропроцессор и высококачественный драйвер ШД. Управление осуществляется по заданной программе, в ручном режиме или в режиме драйвера.

Блок SMSDможет работать в режиме целого шага или осуществлять дробление на 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 и 1/32, блок может задавать направление, скорость, ускорение движения, а также работать по сложным алгоритмам, записываемым в энергонезависимую память. Блок работает автономно, от компьютера (LPTили COM-порт) или от внешнего задающего контроллера. Блок имеет возможность получать сигналы от внешних устройств и датчиков, а также подавать сигналы внешним устройствам. Блок имеет радиатор и не требует дополнительного охлаждения. Этот блок имеет одну особенность – он уменьшает входную частоту в 10 раз. Основные характеристики блока SMSD-3.0:

–максимальный выходной ток – 3 А;

– напряжение питания – 18-40 В;

– диапазон частот отработки шагов – от 1 до 10000 Гц;

– точность установки скорости – не ниже 0,2%;

– обмен с ПК – RS232.

В качестве привода, который будет двигать поршень дозирующего устройства, выбран электромеханизм МП-100М с ходом штока 80 ± 1,5 мм. Нагрузка на шток: номинальная – 980 Н (100 кгс), максимальная – 1470 Н (150 кгс).

Так как рассмотренные частотные генераторы не позволяют работать в частотах от 200 Гц до 25000 Гц с возможностью подстройки частоты в 1 Гц, то генерация частоты будет производиться от программного генератора. Генератор написан в программном пакете MPLABIDEv8.10, на языке ассемблер.

Данный генератор генерирует частоту в зависимости от полученного кода, код задается с контроллера, код – это значение от 1 до 65535 (32 бита). Частота поступает на блок управления ШД, он делит ее на 10 и полученную частоту отправляет на ШД. В зависимости от поданного кода мы меняем скорость вращения двигателя и, следовательно, меняем расход технологического раствора.

Управляющий модуль построен на базе – контроллер универсальный (КУ) «Каскад».

5.1 Контроллер универсальный «КАСКАД»

КУ «Каскад» является собственной разработкой ФГУП ГХК ОКБ КИПиА.[19]

5.1.1 Назначение

КУ «Каскад» – промышленный программируемый контроллер, предназначен для работы в системах автоматизированного управления производственными технологическими процессами.

КУ «Каскад» имеет открытую модульную архитектуру построения. Это позволяет наращивать и конфигурировать контроллер для решения конкретных задач. Для связи и обмена данными КУ «Каскад» с персональным компьютером используется стандартный протокол связи MODBUS.

5.1.2 Состав и технические характеристики

КУ «Каскад» объединяет в своем составе следующие модули (рисунок 5.2):

– микропроцессорный модуль;

– базовый модуль;

– модуль преобразования напряжения;

– модули ввода-вывода.

Рисунок 5.2 – Состав КУ «Каскад»

Технические характеристики модулей входящих в состав КУ «Каскад» приведены в приложении Д.

5.1.3 Устройство и работа КУ «Каскад»

Модульный принцип построения позволяет осуществлять наращивание и конфигурирование контроллера «Каскад» для решения конкретной задачи.