6.3. Архитектура микропроцессорного контроллера для цсп

В настоящее время признано перспективным использование в приводах ПР электродвигателей различных типов в качестве исполнительных элементов. Это могут быть как коллекторные электродвигатели постоянного тока, так и электродвигатели переменного тока с постоянным управлением, а также многофазные электродвигатели с электронной коммутацией обмоток статора и др. В принципе, МП-контроллеры, предназначенные для управления приводами с различными типами электродвигателей могут иметь сходную структуру и отличатся лишь интерфейсом.

Рассмотрим общий подход к построению МП-контроллера привода на базе микропроцессорного комплекта серии К580. Этот комплект широко применяется в современных цифровых системах благодаря его доступности, сравнительно высокому быстродействию, развитой системе команд, простоте сопряжения с различными устройствами и наличию стандартных средств автоматизации программирования. Конечно, ориентироваться на этот тип МП следует, в первую очередь в том случае, если на верхних уровнях системы управления ПР применяются МП совместимой серии, например К1810. При использовании же на верхнем уровне МП серии К1801 предпочтительнее строить МП контроллер привода на базе микропроцессоров К581ВЕ1 либо К1801ВМ1, К1801ВМ2,К1806МВ2. Среди других типов МП, удобных для использования в МП-контроллере привода следует отметить МП сери К1821 и однокристальную микросхему серии 1816 – К1816ВЕ48. Однако микросхема серии К1821 в настоящее время не производится в достаточном количестве, а при использовании К1816ВЕ48 следует учитывать ограниченный набор ее системы команд.

На рис. 4 показан один из возможных вариантов структуры контроллера следящего привода, построенного на базе МП комплекта серии К580.

Ядром контроллера является микропроцессор КР580ВМ80А. Магистраль контроллера объединяет в себе три группы линий: шину данных (ШД), шину адреса (ША) и шину управления (ШУ). По шине данных передаются данные в параллельном восьмиразрядном коде. Адресация приемника или передатчика осуществляется посредством сигналов, выдаваемых по шине адреса, режимы работы периферийных устройств и направление передачи данных определяются сигналами, вырабатываемыми микропроцессором на шину управления.

В любой момент времени на магистраль может выставлять информацию только один передатчик. Прием информации возможен несколькими приемниками.

Рис. 6.4.

Процессор КР580ВМ80А может адресовать 216 байт информации. Это определяется максимальным числом линий в шине адреса.

В рассматриваемом контроллере привода, как и в любой микропроцессорной системе, можно выделить две части:

первую часть составляют общесистемные блоки (центральный процессорный узел, ПЗУ, ОЗУ, системный таймер);

вторую часть составляют специализированные интерфейсные модули.

6.4. Микропроцессорная система управления промышленным роботом «Сфера-36»

Микропроцессорная система управления «Сфера-36» разработана для управления промышленным роботом типа РМ-01 советско-финского производства.

«Сфера-36» решает следующие задачи:

- по данным, полученным от ЭВМ верхнего уровня, и значениям сигналов, полученным от датчиков обратной связи, формирует сигнал управления исполнительным двигателем;

- рассчитывает положение и скорость вала исполнительного двигателя, используя сигналы импульсного датчика;

- следит за превышением допустимых значений тока, сигнала ошибки и выдает сигнал для ЭВМ верхнего уровня о возникшей аварийной ситуации;

Структурная схема МП системы управления «Сфера-36» представлена на рис.6 5.

Устройство управления включает в себя:

- модуль центрального процессора (МЦП), собранный на основе МПК БИС серии К1801;

- модуль последовательного интерфейса (МПИ), имеющий четыре последовательных канала для подключения накопителя на гибких магнитных дисках (НГМД), видеотерминального устройства (ВТУ), пульта ручного управления (ПРУ). Четвертый канал служит для связи с ЭВМ верхнего уровня или для подключения нестандартного периферийного оборудования.

- Модули оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) служат для хранения управляющих программ и изменяющихся данных.

- модули постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) служат для хранения операционной системы устройства управления, а также констант параметров робота;

Рис. 6.5.

- модуль аналогового ввода (МАВ) используется при запуске РТК для целей начальной установки нулей датчиков обратной связи;

- модуль ввода-вывода (МВВ) осуществляет связь с блоками ввода-вывода релейных сигналов управления электроавтоматикой и технологическим оборудованием ОТК. Часть входов-выходов задействована для связи с кнопочным пультом и индикаторной панелью.

- модуль связи (МС) осуществляет связь магистралей МА1 и МА2. К магистрали МА2 подключаются периферийные процессоры устройства управления – модули процессоров приводов (МПП) на базе К 1801.

Всего в устройстве управления «Сфера-36» шесть МПП, однако конструкция УУ позволяет подсоединить к магистрали МА2 еще два МПП, которые могут быть использованы для расширения функциональных возможностей системы. С модулем процессора привода (МПП) соединен модуль управления приводом (МУП).