Структурная схема блока ФИ11 электропривода “Размер 2М-5-21”. Формирователь сигнала непрерывной фазы ФФН. Структурная схема блока автоматики и питания датчиков АП5. Схема формирователя эталонных синусоидальных сигналов ФЭСС

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ П.О.СУХОГО

Факультет автоматизированных и информационных систем

Кафедра «Автоматизированный электропривод»

Лабораторная работа № 6

по дисциплине: «Автоматизация типовых технологических установок и комплексов»

«Структурная схема блока ФИ11 электропривода “Размер 2М-5-21”. Формирователь сигнала непрерывной фазы ФФН. Структурная схема блока автоматики и питания датчиков АП5. Схема формирователя эталонных синусоидальных сигналов ФЭСС»

Исполнитель:  студент гр. ЭП-41                                                                                                            

Руководитель: доцент, к.т.н.

Гомель 2006

Блок преобразования фазы в импульсы ФИ11. В качестве датчика положения используется вращающийся трансформатор, встроенный в двигатель. Питание датчика осуществляется синусоидальными напряжениями, вырабатываемыми в блоке АП5.

Фазовый сдвиг между питающими напряжениями равен 90 эл. градусов. Выходное напряжение датчика также имеет синусоидальную форму с переменной амплитудой и фазой, зависящими от угла поворота вала.

Способ измерения перемещения заключается в измерении изменения фазы за период выходного сигнала датчика. Полученные изменения фазы суммируются в блоке ФИ11 для получения полного угла поворота вала двигателя. Принцип измерения поясняется рис. 1. Поскольку фазовый сдвиг  Δφ можно представить и как временной сдвиг ΔТ, то последний характеризует величину перемещения механизма от исходного. В блоке ФИ11 осуществляется измерение разности периодов выходного сигнала и питающего напряжения ΔТ_i = Т_вi – Т_п.  При Т_вi > Т_пбудет одно направление движения, а при Т_вi< Т_п — обратное. Случай Т_вi = Т_п соответствует остановке двигателя.

Рис.1. Диаграмма изменения фазы и периода выходного сигнала фазовращателя при вращении ротора

Величина ΔТ_i также характеризует скорость перемещения, а ее знак — направление перемещения.

Структурная схема блока ФИ11 представлена на рис. 2. Сигнал f_в с датчика поступает на схему формирователя непрерывной фазы ФФН (рис. 3,а). ФФН преобразует синусоидальный сигнал f_в в дискретный ФН. Схема выполнена на двух компараторах D6 и D7, которые управляют работой триггера Т. Уставки срабатывания компараторов различны. D6 переключается при переходе f_в через ноль, a D7 при превышении напряжения смещения —2,4 В (рис. 3,б).

В режиме контроля транзисторы V17, V15 отключают компараторы, и формирование ФН осуществляется от контрольных сигналов  и ФК2.

Положительный фронт сигнала ФН управляет формирователем стробов, вырабатывающим три разнесенных во времени строба: СЗ, С4, С5. С помощью стробов синхронизируются все узлы блока ФИ11, осуществляется начальная установка, запись и другие операции в элементах памяти блока.

Рис. 2. Структурная схема блока ФИ11:

ФФН — формирователь непрерывной фазы; ФСП — формирователь сигналов перемещения; КМ — коммутатор; РП — регистр перемещения; ПКИ — преобразователь кодов в последовательность импульсов; ИОН — источник опорного напряжения; ЦАП — цифроаналоговый преобразователь; ФС — формирователь стробов; ФВ — фазовращатель; ФЭСС— формирователь эталонных синусоидальных сигналов; ФСК формирователь сигналов sinи cos; ФНМ — формирователь сигнала нуль-метки; Ф_ω — формирователь сигнала      ; 64:35, 4:1, 16:1—делители с соответствующими коэффициентами деления

Сигнал ФН делится на 2 для получения сигналов управления счетчиками и синхронизируется частотой 32 мГц. Измерение перемещения производится с помощью счетчиков Сч1 и Сч2. Использование двух счетчиков вызвано необходимостью фиксировать перемещения в каждом периоде выходного сигнала.

Выход счетчиков — двоичный, что необходимо для управления цифроаналоговым преобразователем (ЦАП). Однако переполнение счетчиков должно происходить при числе счетных импульсов, кратном десяти, исходя из требуемой величины дискретности. Для приведения двоичного счета 2¹⁴ = 16384 к объему 1600 выполняется начальная установка счетчика в число 384 = 16384 — 1600. Такой объем счетчика позволяет измерять фазу выходного сигнала датчика перемещений с большой точностью. Дискретность измерений перемещения равна периоду частоты заполнения счетчика.