CANNY 5.3 MD1, Драйвер мотора / силовых выходных каналов

Материал из CANNY Wiki
Перейти к: навигация, поиск

Общее описание[править]

CANNY•5.3 MD1 — компактный, визуально программируемый логический контроллер, предназначенный для управления коллекторными электромоторами постоянного тока, с возможностью изменения направления вращения, напряжением питания 7...16В и пиковым значением тока до 15А. Диагностика и управление работой контроллера с в составе систем управления может осуществляться как с помощью цифровых последовательных интерфейсов, так и трех универсальных дискретных каналов ввода-вывода. Также, силовые каналы контроллера могут быть использованы условно независимо друг от друга для управления раздельной резистивной, емкостной и индуктивной нагрузкой.

Контроллер снабжен встроенными датчиками тока и температуры, автоматической защитой от перегрузки, перегрева, смены полярности и позволяет регулировать мощность на нагрузке за счет использования ШИМ с частотой до 10 кГц. Предусмотрена обратная связь с электромотором/исполнительным механизмом для диагностики перегрузки/заклинивания/достижения ограничителя. Контроллер снабжен энергонезависимой памятью и средствами ограничения потребления энергии. Программирование контроллера осуществляется в среде CannyLab. Загрузка программного обеспечения в контроллер производится через встроенный интерфейс USB.

ОСТОРОЖНО ГОРЯЧО! При работе контроллера с мощными нагрузками, либо в режиме ШИМ/ВЧ ШИМ, отдельные внутренние элементы контроллера могут разогреваться до температуры более +100оС. Неправильное обращение с контроллером может привести к травме.
ОПАСНОСТЬ КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ И ПОЖАРА! Подключение проводников силовой части к контроллеру производите пайкой, при этом используйте провод соответствующий по характеристикам подключаемой нагрузке. Всегда используйте предохранители соответствующего номинала в цепях питания контроллера и нагрузки. Не используйте провода с поврежденной изоляцией. Не допускайте попадания внутрь контроллера влаги или посторонних токопроводящих предметов. При необходимости организуйте достаточный принудительный отвод тепла от силовых элементов контроллера. Не используйте контроллер со следами повреждений. При несоблюдении данных условий может возникнуть короткое замыкание или пожар.

Регистры диагностики драйвера[править]

Ниже приведено описание возвращаемых значений регистров диагностики драйвера мотора / силовых выходов.

Регистр Возвращаемые значения
Регистр перегрузки мотора / силового выхода
1 = обнаружена перегрузка мотора / силового выхода, активирована автоматическая защита от перегрузки;
0 = перегрузки мотора / силового выхода не зафиксировано, контроллер работает в штатном режиме.
Регистр показаний датчика тока драйвера мотора / силового выходного канала A, мА
Регистр показаний датчика тока драйвера мотора / силового выходного канала B, мА
0...65535 = значение тока датчика драйвера мотора / силовых выходов, измеренное в миллиамперах +/-10%; Старший бит регистра указывает на направление тока, остальные биты регистра на величину тока. Максимальное возможное значение тока ~38000 мА.


Режим драйвера мотора[править]

В режиме драйвера мотора, пользователь может управлять двигателем с помощью минимального набора регистров, что делает работу с контроллером простой и понятной.

Регистр Ожидаемые значения
Регистр режима драйвера мотора
1...N = активизация драйвера и установка режима работы мотора (направление вращения двигателя, тормоз);
0 = режим драйвера мотора отключен, установлен режим "свободный ход" мотора.
Регистр мощности драйвера мотора, %
0...100 = установка мощности работы мотора в процентах.
Понижающий коэффициент частоты драйвера мотора
0...10000 = установка делителя базовой частоты драйвера мотора.


Примечание: Базовая частота работы драйвера мотора составляет 10кГц. При необходимости она может быть уменьшена с помощью понижающего коэффициента, задаваемого регистром "Понижающий коэффициент частоты драйвера мотора".

Задание режима работы драйвера мотора определяется константой, представляющей комбинацию параметров, определяющих электрические потенциалы на силовых контактах контроллера.

Параметр Перечень допустимых значений
Направление вращения двигателя вперед; назад; свободный ход (отключено).
Режим тормоза тормоз плюс; тормоз минус.

Именованные константы, представляющие доступные пользователю режимы работы двигателя, содержатся в разделе «Режимы драйвера мотора» справочника констант CannyLab, доступ к которому осуществляется через контекстное меню входа функционального блока, имеющего тип «Константа».

Режим драйвера силовых выходных каналов[править]

В режиме драйвера силовых выходных каналов, выходы A и B контроллера могут использоваться независимо друг от друга с индивидуальными настройками.

Ниже приведено описание ожидаемых значений регистров драйвера для управления контроллером в режиме силовых выходных каналов.

Регистр Ожидаемые значения
Регистр конфигурации силового выходного канала A
Регистр конфигурации силового выходного канала B
≥ 1 = установить конфигурацию канала контроллера, определяющую параметры его работы (задается специальной константой из справочника констант);
0 = перевести в нейтральное положение соответствующий каналу контакт контроллера и исключить возможность изменения его состояния из функциональной диаграммы.
Регистр выходного значения силового канала A
Регистр выходного значения силового канала B
≥ 1 = установить на соответствующем контакте контроллера электрический потенциал заданный конфигурацией данного канала для состояния «ВКЛ»;
0 = установить на соответствующем контакте контроллера электрический потенциал заданный конфигурацией данного канала для состояния «ВЫКЛ».
Регистр периода ШИМ силового выходного канала A
Регистр периода ШИМ силового выходного канала B
1...65535 = период импульсов, генерируемых на соответствующем контакте контроллера, в миллисекундах;
0 = прекратить генерацию импульсов и установить потенциал на соответствующем контакте контроллера равным потенциалу состояния «ВЫКЛ» текущей конфигурации канала.
Регистр заполнения ШИМ силового выходного канала A
Регистр заполнения ШИМ силового выходного канала B
0...65535 = заполнение (скважность) импульсов, генерируемых на соответствующем контакте контроллера, в миллисекундах.
Порог срабатывания защиты от перегрузки силового выходного канала А, мА
Порог срабатывания защиты от перегрузки силового выходного канала B, мА
0...65535 = абсолютная, измеренная в миллиамперах, величина тока протекающего через канал, при достижении которой, срабатывает астроенная автоматическая защита контроллера от перегрузки силового канала; по умолчанию, при значении регистра =0 или >25000, ток ограничивается 25А; данный регистр работает как в режиме мотора, так и в режиме силовых каналов.


Силовой канал, сконфигурированный для работы в режиме силового выхода, без использования ШИМ, устанавливает на соответствующем контакте контроллера электрический потенциал соответствующий состоянию «ВКЛ» при записи ненулевого значения в регистр выходного значения канала, и устанавливает на соответствующем контакте контроллера электрический потенциал соответствующий состоянию «ВЫКЛ» при записи значения «0» в регистр выходного значения канала.

Примечание: Выходное рабочее напряжение на каналах A и B соответствует напряжению питания силовой части контроллера/мотора.

Конфигурация канала для работы в данном режиме, определяется константой, определяющей электрический потенциал на контакте соответствующего канала контроллера в положениях «ВКЛ» и «ВЫКЛ».

Параметр Перечень допустимых значений
Тип канала Дискретный выход.
Состояние «ВКЛ» подтянут к плюсу; ПЛЮС; подтянут к минус; МИНУС; нейтральное (воздух).
Состояние «ВЫКЛ» подтянут к плюсу; ПЛЮС; подтянут к минусу; МИНУС; нейтральное (воздух).

Именованные константы, представляющие доступные пользователю комбинации параметров конфигурации каналов, содержатся в разделе «Конфигурация выходных потенциалов канала ввода-вывода» справочника констант CannyLab, доступ к которому осуществляется через контекстное меню входа функционального блока, имеющего тип «Константа».

Для установки параметров работы канала контроллера в режиме силового выхода, необходимо в соответствующий каналу «Регистр конфигурации силового выходного канала Х» поместить значение константы, соответствующей выбранному режиму работы.

Силовой канал, сконфигурированный для работы в режиме ШИМ, циклически устанавливает на соответствующем контакте контроллера электрические потенциалы полярностей, соответствующих состояниям "ВКЛ" и "ВЫКЛ", в зависимости от настроек периода ШИМ и заполнения ШИМ.

Для использования режима ШИМ на силовых выходах контроллера необходимо:

  • установить конфигурацию силового канала контроллера, определяющую параметры его работы, с помощью записи специальной константы из справочника констант в соответствующий каналу «Регистр конфигурации силового выходного канала Х»;
  • установить период ШИМ силового выходного канала, записав значение от 1 до 65535 в "Регистр периода ШИМ силового выходного канала Х";
  • установить заполнение ШИМ силового выходного канала, записав значение от 0 до 65535 в "Регистр заполнения ШИМ силового выходного канала Х".

Режим ВЧ ШИМ силовых выходных каналов[править]

В режиме ВЧ ШИМ силовых выходных каналов, выходы A и B контроллера имеют общие настройки периода и заполнения.

Ниже приведено описание ожидаемых значений регистров драйвера для управления контроллером в режиме ВЧ ШИМ силовых выходных каналов.

Регистр Ожидаемые значения
Регистр включения ВЧ ШИМ силовых выходных каналов
≥ 1 = активировать режим ВЧ ШИМ силовых выходных каналов;
0 = перевести каналы в обычный режим работы / отключить режим ВЧ ШИМ силовых выходных каналов.
Регистр периода ВЧ ШИМ силовых выходных каналов, мкс
1...65535 = период импульсов, генерируемых на соответствующем контакте контроллера, в микросекундах;
0 = прекратить генерацию импульсов и установить потенциал на соответствующем контакте контроллера равным потенциалу состояния «ВЫКЛ» текущей конфигурации канала.
Регистр заполнения ВЧ ШИМ силовых выходных каналов, мкс
0...65535 = заполнение (скважность) импульсов, генерируемых на соответствующем контакте контроллера, в микросекундах.


Для использования режима ВЧ ШИМ силовых каналов необходимо:

  • установить конфигурацию силового канала контроллера, определяющую параметры его работы, с помощью записи специальной константы из справочника констант в соответствующий каналу «Регистр конфигурации силового выходного канала Х»;
  • установить период ВЧ ШИМ силового выходного канала, записав значение от 1 до 65535 в "Регистр периода ВЧ ШИМ силовых каналов";
  • установить заполнение ВЧ ШИМ силового выходного канала, записав значение от 0 до 65535 в "Регистр заполнения ВЧ ШИМ силовых каналов";
Примечание: Для работы силового канала в режиме ВЧ ШИМ на нем должен быть установлен потенциал GND.

Примеры[править]

Пример 1. Диаграмма использования контроллера в режиме драйвера мотора.

15 16 3 1.PNG

В исходном состоянии драйвер мотора выключен, мотор находится в состоянии свободного вращения. При появлении положительного потенциала на канале №9, активизируется вращение мотора вперед; при появлении положительного потенциала на канале №10, активизируется вращение мотора назад. Установлена полная мощность (100%) работы электродвигателя. Вращение мотора дополнительно индицируется морганием светодиода контроллера.

Пример 2. Диаграмма работы контроллера в режиме силовых выходных каналов.

15 16 4 1.PNG

При появлении и удержании в течении более чем 100мс на канале №10 положительного потенциала, на силовом выходе А устанавливается положительный потенциал, при этом контрольный светодиод контроллера переходит в мигающий режим.

Пример 3. Диаграмма работы силовых выходов контроллера в режиме ШИМ.

15 16 4 2.PNG

При появлении и удержании в течении более чем 100мс на канале №10 положительного потенциала, на силовом выходе А устанавливается широтно-импульсный сигнал с периодом 500мс и заполнением 250мс, при этом контрольный светодиод контроллера переходит в мигающий режим.

Пример 4. Диаграмма работы силовых выходов контроллера в режиме ВЧ ШИМ.

15 16 5 1.PNG

При появлении и удержании в течении более чем 100мс на канале №10 положительного потенциала, на силовом выходе А устанавливается высокочастотный широтно-импульсный сигнал с периодом 500мкс и заполнением 250мкс, при этом контрольный светодиод контроллера переходит в мигающий режим.


Смотри также[править]

CANNY 5.3 MD 1