2.2.2 Структурная схема канала управления исполнительным механизмом.
Структурная схема блока приведена на чертеже 8Т1.001.001 Э1. Основные модули блока:
Исполнительный механизм ИМ21-АФ (А1).
БП 7124 (А2).
Модуль ШИМ(А3).
UNIO 96-5 (А4).
Модуль 5066 (А5).
Процессорный модуль 5066 – является центральным вычислителем системы. Данный модуль несет функции анализа поступающей с модуля ШИМ информации и принятия решения о выдаче сигналов.
Универсальный модуль ввода-вывода UNIO 96-5 – предназначен для организации информационного обмена между центральным вычислителем и платой ШИМ.
Плата ШИМ предназначена для обработки и преобразования управляющих сигналов сигналов от центрального вычислителя и выдача их на исполнительный механизм.
Блок питания БП NAN40 Cover Kit – предназначен для организации электрического питания платы ШИМ и силовой части исполнительного механизма.
Микроконтроллер ШИМ получает от вычислителя 8-разрядный цифровой код скважности (SK0…SK7) и преобразует его в широтно-импульсный сигнал управления исполнительным механизмом ИМ21АФ (ШИМ). Частота импульсов ШИМ составляет 50 Гц.
По дополнительному дискретному сигналу FS от вычислителя возможно понижение частоты в 2 раза.
По наличию сигнала WRS от вычислителя осуществляется контроль работы канала связи с платой ШИМ.
По сигналу BLS осуществляется программная блокировка работы платы ШИМ.
От микроконтроллера с платы ШИМ формируется для вычислителя следующие контрольные сообщения:
WORK -импульсный сигнал - признак работы микроконтроллера ШИМ. Сигнал имеет 3 состояния (табл.1).
SW -3-хразрядное слово состояния (STATUSWORD) SW0...SW2. В слове кодируются виды отказов, обнаруживаемых микроконтроллером.
Обмен данными между центральным вычислителем и модулем UNIO96-5 осуществляется посредством шины ISA.
Структурная схема канала связи ИМ21-ЦП показана на рисунке ?
2.3 Разработка платы шим.
2.3.1 Требования к плате шим.
Плата ШИМ 231 должна выполнять следующие функции:
формирование двух ШИМ–сигнала (прямой и инверсный) с амплитудой тока 500 мА.
Обмен информацией между устройством управления ШИМ21 и центральным вычислителем.
Осуществляется контроль канала обмена.
формирование сигналов индикации состояния работы платы.
2.3.1 Разработка структурной схемы модуля шим.
Структурная схема ШИМ21 (см. рис.1)строилась в соответствии с техническими требованиями (далее ТТ) на устройство управления исполнительным механизмом ИМ21АФ (далее ИМ). Для выполнения перечисленных выше функций ШИМ должен иметь в своем составе две гальванически развязанных части:
Цифровую
Аналоговую
Рисунок 1. Структурная схема платы ШИМ.
Микроконтроллер D1 выполняет следующие функции:
формирование 2х взаимно инверсных сигналов ШИМ управления рисунок ?;
контроль исправности аналоговой схемы и ИМ по квитанциям ОС;
индикацию режима работы (ожидание, работа, неисправность);
обмен данными с вычислителем по параллельному порту (есть возможность обмена по последовательному порту).
Оптопары опт1 и опт2 обеспечивают гальваническую развязку по каналу ШИМ управления.
Схемы управления выходными сигналами с оптопар служат для управления силовыми ключами разнесены во времени на 100 мкс, чтобы обеспечить хорошие переходные процессы.
Силовые ключи К1, К2 осуществляют коммутацию катушек ИМ, подключая их к общему проводу источника питания поочередно.
Схема формирования квитанций исправности (далее ОС) для регистрации выбросов эдс от катушек ИМ.
Оптопары опт3 и опт4 обеспечивают гальваническую развязку по каналу ОС. На выходе оптопар, при поступлении сигнала, формируются сигналы низкого уровня длительностью не более 100 мкс. и поступают на входы триггера D2, на выходе которого формируются квитанции исправности аналоговой части и ИМ. Квитанция представляет собой дискретный сигнал подобный сигналам ШИМ управления.
Питание цифровой схемы ШИМ21 производится от источника +5В вычислителя, а для питания аналоговой схемы собран преобразователь +48В– +27В внешнее.