Автор работы: Пользователь скрыл имя, 24 Января 2011 в 21:24, дипломная работа
В данной выпускной бакалаврской работе была произведена разработка системы управления роботом. Для этого требовалось обеспечить управление двигателем постоянного тока, приводящим робот в движение, с персонального компьютера. По предложению технического руководителя были выбраны следующие управляющие звенья: программируемый логический контроллер ОВЕН ПЛК 150УL и микроконтроллер MSP430C1101 для формирования управляющего сигнала с ШИМ; было решено, что помимо этих звеньев для визуализации проекта будет применен микроконтроллер PIC16F628A.
ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………….. 6
1 Разработка устройства управления двигателем постоянного тока 12
1.1 Разработка схемы электрической принципиальной 12
1.2 Разработка печатной платы 13
1.3 Разработка сборочного чертежа 14
1.4 Выбор элементов системы управления 15
1.5 Выбор двигателя постоянного тока 16
1.6 Выбор фотоимпульсного датчика (энкодера) 17
1.7 Выбор конденсаторов, диодов, резисторов, транзисторов 19
2 Разработка схемы алгоритма управления двигателем постоянного тока 21
2.1 Разработка схемы алгоритма работы ОВЕН ПЛК-150 21
2.2 Разработка схемы алгоритма работы PIC16F628A 23
2.3 Разработка схемы алгоритма работы MSP430C1101 25
2.4 Разработка схемы алгоритма включения ДПТ 27
2.5 Схема алгоритма работы энкодера 28
3 Разработка программы управления двигателем постоянного тока 30
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 31
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ ………….……………….. 33
ПРИЛОЖЕНИЕ А (Обязательное) Настройка и конфигурирование ПЛК в среде программирования CoDeSys ………………………………………….…
34
ПРИЛОЖЕНИЕ Б (Обязательное) Разработка программы …………………. 36
ПРИЛОЖЕНИЕ В (Обязательное) Руководство программиста ……………. 46
ПРИЛОЖЕНИЕ Г (Обязательное) Руководство пользователя ………........... 47
ПРИЛОЖЕНИЕ Д (Рекомендуемое) Характеристики MAХ232 ……………. 48
ПРИЛОЖЕНИЕ Е (Рекомендуемое) Микроконтроллер MSP430C1101……. 50
ПРИЛОЖЕНИЕ Ж (Рекомендуемое) Основные характеристики ОВЕН ПЛК-150 ……………………………………………………………………........
52
ПРИЛОЖЕНИЕ И (Рекомендуемое) Среда программирования CoDeSys…………………………………………………………………………..
54
ПРИЛОЖЕНИЕ К (Рекомендуемое) Инкрементные фотоимпульсные датчики (ФИД) ………………………………………………………………….
56
ПРИЛОЖЕНИЕ Л (Рекомендуемое) Принцип управления скоростью вращения двигателя постоянного тока с помощью широтно-импульсной модуляции ……………………………………………………………………….
58
Обычно частота ШИМ бывает довольно высока и составляет от нескольких десятков до нескольких сотен герц. В этом случае при емкостной нагрузке происходит сглаживание пульсаций питающего напряжения и
фактически мы подаем на двигатель некоторое эффективное напряжение. Скажем, при напряжении питания 10В и длительности импульса 50% от периода, мы получим точно такой же результат, как если бы просто
подали на двигатель напряжение 5В.
Часто именно это и требуется. Более того, это один из наиболее популярных способов регулирования аналогового напряжения в цифровых схемах.
Обратите внимание, что если емкость нагрузки мала, вы можете столкнуться с неожиданным поведением двигателя, что особенно заметно у дешевых микромоторов. Коллекторная система двигателя играет роль коммутатора, включая и выключая его обмотки; когда же на включение обмоток накладывается периодическое включение питания, результат может быть непредсказуемым, вплоть до того, что при определенном сочетании частоты ШИМ и частоты вращения двигателя, последний начнет вращаться в обратную сторону.
Схема подключения нагрузки представлена на рисунке Л.2.
Рисунок Л.2. Схема
подключения нагрузки.