54. Модули ввода частоты, периода и счета импульсов в микропроцессорных системах управления.

Функции счетчика, частотомера и измерителя периода следования импульсов обычно совмещаются в одном и том же модуле ввода. Такие модули могут быть использованы для решения следующих задач:

1.измерение скорости вращения вала двигателя с целью ее стабилизации или изменения по заданному закону;

2.подсчет количества продукции на конвейере

3.измерение частоты периодического сигнала;

4.работа с датчиками, имеющими импульсный выход (например, с энкодерами — датчиками угла поворота, электросчетчиками или анемометрами);

5.автоматическое дозирование счетной продукции;

6.подсчет количества продукции, выданной со склада.

Структуру типового модуля ввода рассмотрим на примере счетчика-частотомера NL-2C фирмы НИЛ АП. Он содержит два 32-разрядных счетчика-частотомера. Каждый счетчик имеет изолированные и неизолированные входы. Изолированные входы выполнены с помощью оптрона и являются пассивными со стороны источника сигнала. Неизолированные входы имеют программно регулируемые уровни логического нуля и единицы. Это позволяет уменьшить вероятность ошибочного срабатывания модуля в условиях помех, Для регулировки уровней использованы два 8-разрядных цифроуправляемых потенциометра. Для подавления помех служит также цифровой фильтр с перестраиваемыми параметрами, выполненный на микроконтроллере, входящем в состав модуля. Для расширения функциональных возможностей каждый счетный вход модуля имеет вход разрешения счета (Gate) и источник тока для питания «сухих» контактов. Модуль имеет также четыре изолированных дискретных выхода с общей «землей». Счетчик содержит четыре микроконтроллера. В состав модуля входит сторожевой таймер, вырабатывающий сигнал сброса, если микроконтроллер перестает вырабатывать сигнал «ОК» {это периодический сигнал, подтверждающий, что микроконтроллер не «завис»). Второй сторожевой таймер внутри микроконтроллера переводит выходы модуля в безопасные состояния («Safe Value»), если из управляющего компьютера перестает приходить сигнал «Host OK». Внешние управляющие команды посылаются в модуль через порт RS-485. Используются всего 54 команды, подробно описанные в руководстве по эксплуатации модуля.

55. Модули управления движением в микропроцессорных системах управления.

Контроллеры с модулями управления движением используются в роботах, металло- и деревообрабатывающих станках, сборочных линиях, типографских машинах, в оборудовании для обработки пищи, для дозирования и упаковки, для автоматической сварки и лазерной резки, для обработки полупроводниковых пластин и т.п.

В силу специфики задачи контроллеры для управления движением занимают отдельное место на рынке ПЛК, поскольку отличаются как параметрами модулей ввода-вывода, так и специализированным программным обеспечением. Основными отличиями от модулей общего применения являются повышенные требования к быстродействию и особый состав каналов ввода-вывода, оптимизированный для задач управления движением с целью минимизации стоимости. Типовой системой управления движением является электропривод, который является частным случаем системы автоматического регулирования с обратной и л и: прямой связью, В состав электропривода входит электродвигатель, датчики положения исполнительного механизма, контроллер и сервоусилитель. В электроприводах используют асинхронные и синхронные двигатели переменного тока, постоянного тока, шаговые, линейные двигатели, а также гидро- и пневмоцилиндры с насосами. Электропривод строится обычно с двумя контурами обратной связи. Внутренний контур с сигналом от датчика скорости (тахометра или инкрементного энкодера) используется для управления скоростью двигателя и часто реализуется внутри сервоусилителя. Внешний контур с обратной связью от оси двигателя или от его нагрузки используется для управления позицией исполнительного механизма и вращающим моментом. Обратная связь от нагрузки позволяет повысить точность реализации траектории движения и использовать нежесткие механические связи, однако усложняет настройку замкнутой Системы. Сигнал обратной связи внешнего контура поступает от датчиков положения, в качестве которых используют энкодеры, резольверы, потенциометры, датчики Холла и тахометры, Энкодеры делятся на абсолютные и инкрементные. Инкрементные энкодеры определяют изменение положения механизма, а абсолютные определяют его абсолютное положение, Резольверы выполняют ту же функцию, что и энкодеры, но имеют аналоговый выходной сигнал, поскольку построены на основе вращающегося трансформатора и выдают синусоидальный и косину сои дальный сигналы, которые позволяют вычислить положение вала двигателя. Недостатком резольвера является низкое быстродействие и необходимость использования АЦП.