Управљање и праћење рада корачног мотора са сталним магнетима помоћу програмског пакета LabVIEW

1. Управљање и праћење рада корачног мотора са сталним магнетима помоћу програмског пакета LabVIEW Ментор: др Бјекић Мирослав Студент: Зекановић Мирослав 2097/98

2. Садржај 1 Виртуелна инструментација 2 Мерно-аквизициона апаратура Садржај 3 Управљање и праћење рада корачног мотора

3. Виртуелна инструментација

4. Виртуелна инструментација Увод Појам „виртуелне инструментације“ се односи на употребу персоналних рачунара у комбинацији са хардверским уређајима за прикупљање података и софтвером за виртуелну инструментацију, у циљу контролисања неког интегрисаног индустријског система.

5. Виртуелна инструментација Хардвер PC базираног мерног система Постоји више начина за реализацију мерног система базираног на коришћењу PC рачунара.

6. Виртуелна инструментација Хардвер PC базираног мерног система Мерни системи реализовани коришћењем DAQ картице Сензори SCC кондиционер DAQ картица Рачунар Задатак сензора, као основног елемента улазног уређаја инструментационог система је да скупља различите информације везане за поједине процесе. Аквизиционе картице су преко драјверског софтвера (инструмент драјвери) повезане са апликативним развојним софтверима и обезбеђују и контролишу проток података између PC-а и остатка мерно-управљачког система.

7. Виртуелна инструментација LabVIEW LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) је софтверски пакет фирме National Instruments, који омогућава да се испрограмирају уређаји који ће вршити исту улогу као и конвенционални мерни и управљачки инструманти, а при томе се комплетна обрада и анализа података врши на рачунару. Програми креирани у овом софтверу имају екстензију .vi и називају се виртуелни инструменти. Елементи програма Виртуелни инструменти се састоје из два прозора: предњег панела (Front Panel ), блок дијаграма (Block Diagram).

8. Мерно-аквизициона апаратура

9. Мерно-аквизициона апаратура Увод У циљу реализације процеса управљања и праћења рада корачног мотора конфигурисана је одговарајућа мерно-аквизициона апаратура.

10. Мерно-аквизициона апаратура Увод Монитор рачунара Корачни мотор Апсолутни енкодер Прикључна плочица картице NI PCI–6013 NI USB-6009 Напојно-претварачка јединица

11. Мерно-аквизициона апаратура Корачни мотори Корачнимоторисуу суштини електромеханичкипретварачиенергијекојиимпулснуелектричнупобудупретварају у корачнимеханичкипомерај. Подкорачниммоторимасеподразумевајуонимоторикојидајумакардвестабилнеугаонепозицијероторау оквируједногобртаја. Постоје три основне врсте обртних корачних мотора: Корачни мотори са сталним магнетима (перманентномагнетни), Варијабилнорелуктантни корачни мотори и Хибридни корачни мотори.

12. Мерно-аквизициона апаратура Корачни мотори Корачни мотори са сталним магнетима Статор:вишефазно намотан Ротор: радијално намагнетисани стални магнети

13. Мерно-аквизициона апаратура Корачни мотори Корачни мотори са сталним магнетима Tрофазни двополни корачни мотор: Побуђивање само по једне фазе струјама једног смера:

14. Мерно-аквизициона апаратура Корачни мотори Корачни мотори са сталним магнетима Tрофазни двополни корачни мотор: Побуђивање само по једне фазе струјама оба смера:

15. Мерно-аквизициона апаратура Корачни мотори Корачни мотори са сталним магнетима Tрофазни двополни корачни мотор: Истовремено побуђивање две фазе:

16. Мерно-аквизициона апаратура Корачни мотори Корачни мотори са сталним магнетима Tрофазни двополни корачни мотор: Наизменично побуђивање две и три фазе:

17. Мерно-аквизициона апаратура Корачни мотори Варијабилнорелуктантни корачни мотори Статор: назубљен вишефазно намотан Ротор: назубљен од меког гвожђа

18. Мерно-аквизициона апаратура Корачни мотори Варијабилнорелуктантни корачни мотори Једносекцијски корачни мотори Вишесекцијски корачни мотори Корачно кретање се остварује узастопним побуђивањем секција.

19. Мерно-аквизициона апаратура Корачни мотори Хибридни корачни мотори Статор: ожлебљен и вишефазно намотан Ротор: аксијално уграђен стални магнет у облику цилиндра Резултантни момент се састоји из релуктантног и електромагнетног момента.

20. Мерно-аквизициона апаратура Корачни мотори Коришћени корачни мотор Статор овог корачног мотора је преузет од мотора 1.ZK 80 B-8 SEVER Суботица. Ожлебљен је са 36 жлебова и намотан трофазним осмополним намотајем.

21. Мерно-аквизициона апаратура Корачни мотори Коришћени корачни мотор Ротор је конструисан тако што су стални керамички магнети налепљени на језгро од феромагнетног материјала.

22. Мерно-аквизициона апаратура Корачни мотори Коришћени корачни мотор Принцип рада:

23. Мерно-аквизициона апаратура Напојно-претварачка јединица Мотори са уграђеним сталним магнетима, у шта се убрајају корачни мотори са сталним магнетима и хибридни мотори, побуђују се двосмерно. Зависно од захтеваног поларитета укључује се један или други пар транзистора.

24. Мерно-аквизициона апаратура Напојно-претварачка јединица Коришћена напојно-претварачка јединица Сигнали за управљање су дефинисани у програму LabVIEW, и то по два за сваку фазу: Фаза искључена/укључена Смер струје кроз намотаје

25. Мерно-аквизициона апаратура Дигитални оптички енкодери Дигитални енкодери спадају у специјализовану врсту сензора који служе за мерење брзине, позиције и смера обртања вратила мотора. Дигитални оптички енкодер је уређај који претвара кретање у низ дигиталних импулса. Дигитални оптички енкодери се могу поделити на : Инкременталне и Апсолутне.

26. Мерно-аквизициона апаратура Дигитални оптички енкодери Инкрементални ротациони енкодер Инкрементални ротациони енкодери су најједноставнији уређаји за мерење положаја и брзине вратила мотора

27. Мерно-аквизициона апаратура Дигитални оптички енкодери Апсолутни ротациони енкодер

28. Мерно-аквизициона апаратура Дигитални оптички енкодери OMRON апсолутни ротациони енкодер E6C3-AG5C

29. Управљање и праћење рада корачног мотора

30. Управљање и праћење рада корачног мотора Увод За реализацију управљања и праћења рада корачног мотора написана су три програма у LаbVIEW-у који чине једну компактну целину.

31. Управљање и праћење рада корачног мотора Увод Функције програма написаних у LabVIEW-у: генерисање дигиталних управљачких сигнала за корачни мотор, аквизиција аналогних сигнала са система за мерење фазних напона и струјаи аквизиција дигиталних сигнала са апсолутног енкодера.

32. Управљање и праћење рада корачног мотора Увод NI PCI–6013 аквизициона картица • 8 дигиталнихTTL/CMOS улаза/излаза • два 24-битна бројача • 16 аналогних улаза

33. Управљање и праћење рада корачног мотора Увод NI USB-6009 аквизициона картица • 12 дигиталнихTTL/CMOS улаза/излаза • један32-битни бројач • 8 аналогних улаза • 2 аналогна излаза

34. Управљање и праћење рада корачног мотора Генерисање управљачких сигнала

35. Управљање и праћење рада корачног мотора Генерисање управљачких сигнала

36. Управљање и праћење рада корачног мотора Мерење напона и струја све три фазе

37. Управљање и праћење рада корачног мотора Аквизиција података са апсолутног енкодера Коришћењем паралелног порта PC рачунара Коришћењем аквизиционе картице NI USB-6009

38. Управљање и праћење рада корачног мотора Аквизиција података са апсолутног енкодера Коришћењем паралелног порта PC рачунара За очитавање сигнала коришћено је 5 пинова улазног 379 статусног регистра паралелног порта: Бит 0 Некоришћен (NOT USED) Бит 1 Некоришћен (NOT USED) Бит 2 Некоришћен (NOT USED) Бит 3 Пин 15 улаз: ГРЕШКА (ERROR) Бит 4 Пин 13 улаз: ИЗБОР (SELECT) Бит 5 Пин 12 улаз: КРАЈ ПАПИРА (PAPER END) Бит 6 Пин 10 улаз: ПОТВРДА (ACKNOWLEDGE) Бит 7 Пин 11 улаз ЗАУЗЕТО – инвертован (BUSY –inverted)

39. Управљање и праћење рада корачног мотора Аквизиција података са апсолутног енкодера Коришћењем паралелног порта PC рачунара Да би паралелни порт могао да прихвати десетобитни сигнал, направљено је електронско коло :

40. Управљање и праћење рада корачног мотора Аквизиција података са апсолутног енкодера Коришћењем паралелног порта PC рачунара Читање вредности статусног регистра паралелног порта и формирање десетобитног броја у Грејовом коду Конверзија Грејовог у природни бинарни код Памћење бинарног броја у текстуални фајл ради обраде у програму MATLAB

41. Управљање и праћење рада корачног мотора Аквизиција података са апсолутног енкодера Коришћењем аквизиционе картицeNI USB-6009

42. Управљање и праћење рада корачног мотора Аквизиција података са апсолутног енкодера Коришћењем аквизиционе картицeNI USB-6009

43. Управљање и праћење рада корачног мотора Аквизиција података са апсолутног енкодера Коришћењем аквизиционе картицeNI USB-6009

44. Управљање и праћење рада корачног мотора Аквизиција података са апсолутног енкодера Коришћењем аквизиционе картицeNI USB-6009

45. Управљање и праћење рада корачног мотора Аквизиција података са апсолутног енкодера Коришћењем аквизиционе картицeNI USB-6009

46. Управљање и праћење рада корачног мотора Аквизиција података са апсолутног енкодера Коришћењем аквизиционе картицeNI USB-6009