“استنادًا إلى مستشعر السرعة الكهرومغناطيسية ووحدة الالتقاط الخاصة بـ TMS320F2812 DSP ، فإن نظام قياس سرعة الدوران لمجموعة مولدات الديزل وحدة التحكم الرقمية لسرعة الدوران لديها تصميم بسيط للأجهزة ودقة قياس عالية. يوضح الاختبار التجريبي أن خطأ القياس أقل من 0.2٪ عندما تكون سرعة الوحدة 80-1500 دورة / دقيقة ، وهو ما يلبي تمامًا متطلبات قياس سرعة مولد محرك الديزل والتحكم فيها ، وله قيمة تطبيق عملية عالية.
“
المؤلفون: Yan Hongliang، Yan Suli
1 المقدمة
يجب أن تستخدم مجموعات مولدات الديزل المستخدمة في المباني الشاهقة والبنوك والمطارات وحقول النفط ومناسبات أخرى طرقًا مماثلة للتحكم في جهد وتردد مصدر الطاقة لضمان الأداء الكهربائي الجيد أثناء تشغيل المجموعة وتلبية متطلبات التطبيق. يتم التحكم في التردد بشكل عام من خلال التحكم في السرعة ، ويستخدم منظم السرعة التناظري حاليًا أكثر. لأن المنظم التناظري ليس من السهل تحقيق قوانين التحكم المعقدة والهياكل المعقدة. لذلك ، يتم استخدام وحدة تحكم رقمية. وحدة التحكم الرقمية لديها خوارزمية مرنة. يمكنه إدراك خصائص قانون التحكم المعقد والقدرة القوية على مقاومة التداخل ، وهو خيار مثالي لتحقيق ضبط عالي الدقة لسرعة مجموعة مولدات الديزل. لذلك ، يُقترح هنا تصميم نظام وظيفة قياس السرعة لوحدة التحكم الرقمية بالسرعة مع TMS320F2812 DSP كقلب أساسي. مخطط التصميم هذا هو الأساس لتحقيق المزيد من التحكم الرقمي في السرعة.
2 مبدأ قياس السرعة
عند قياس سرعة دوران مجموعة مولدات الديزل والتحكم فيها ، يلزم وجود مستشعر سرعة الدوران لاكتشاف سرعة دوران الوحدة. غالبًا ما تستخدم مجموعات مولدات الديزل مستشعر سرعة كهرومغناطيسي (الشكل 1) ، مستشعر التحويل عبارة عن ملف تحريض مركب على مغناطيس دائم. وقم بتثبيت المستشعر بالقرب من دولاب الموازنة بمحرك الديزل. إنه يشكل دائرة مغناطيسية مع حذافة مقياس سرعة الدوران لمحرك الديزل. عندما يدور مولد الديزل. نظرًا لأن دولاب الموازنة بها مسننة ، فإن إحجام الحلقة سيتغير ، مما سيولد جهدًا مستحثًا في ملف مستشعر السرعة ، أي إشارة جهد السرعة.متوسط خرج الجهد بواسطة ملف مستشعر السرعة هو 0.5 ~ 6 فولت ، وتواترها لـ:
f = Zn / 60 (1)
في الصيغة: Z هو عدد أسنان دولاب الموازنة لمحرك الديزل ، و n هي سرعة دوران الوحدة.
بعد تكييف إشارة خرج المستشعر ، يتم إدخال الإشارة الرقمية لتردد السرعة إلى وحدة الالتقاط الخاصة بـ TMS320F2812 DSP لالتقاط حافة الانتقال (مثل الحافة الصاعدة) لمستوى الإشارة المقاسة ، بحيث يمكن اكتشاف الساعة القياسية خلال دورة واحدة للإشارة المقاسة. يتم حساب عدد دورات f0. إذا كان عدد الدورات التي تم الحصول عليها هو K ، فمن الواضح أن الدورة (T) للإشارة المقاسة يمكن التعبير عنها على النحو التالي:
T = K / f0 (2)
لذلك ، يمكن الحصول على سرعة دوران مجموعة مولدات الديزل من المعادلتين (1) و (2) على النحو التالي:
ن = 60f0 / ZK (3)
يمكن حساب سرعة المجموعة بالضغط على الصيغة (3) من خلال برنامج DSP.
3 تصميم نظام قياس سرعة الدوران
3.1 تصميم دوائر الأجهزة
إذا كان عدد أسنان دولاب الموازنة Z هو 159 وكانت السرعة المقدرة لمحرك الديزل 1500 لفة / دقيقة ، وفقًا لمبدأ القياس أعلاه ، فإن تصميم الأجهزة لنظام قياس السرعة باستخدام TMS320F2812 DSP كما هو موضح في الشكل 2.
يتم أولاً تصفية إشارة خرج مستشعر السرعة الكهرومغناطيسية بواسطة دائرة ترشيح مكونة من R1 و C ، ويتم تحديد تردد القطع fc وفقًا لتردد إشارة خرج المستشعر عند السرعة المقدرة لمحرك الديزل ، وبسبب fc = l / (2πR1C) ، R1 و R1 تم تحديدها.ج ، يمكن ملاحظة أن قيم الاثنين مرتبطة بسرعة محرك الديزل وعدد أسنان دولاب الموازنة. وتجدر الإشارة إلى أنه يجب تحديد قيم هذين الاثنين وفقًا لمعلمات الجهاز الفعلية. يُخرج المستشعر إشارة تناظرية ، والتي يجب تحويلها إلى إشارة رقمية لإرسالها إلى DSP. لذلك ، يتم استخدام حالة التبديل VQ. بعد تحويل VQ ، يجب تحويل إشارة خرج المجمع الخاصة به بواسطة مشغل شميت المقلوب (أي بعد تشكيل الإشارة) ثم أرسل إلى وحدة الالتقاط CAP1 من DSPTMS320F2812. تحتوي وحدة الالتقاط على مكدس FIFO عميق مخصص بمستويين. يتكون الكومة العلوية من CAPI FIF0 وتتكون الطبقة السفلية من CAPlFBOT. يتم تقسيم قياس السرعة إلى صورتين. عندما يتم التقاط التغيير المحدد للدبوس لأول مرة ، ستلتقط وحدة الالتقاط قيمة العد للعداد المحدد وتكتب القيمة في السجل العلوي لمكدس FIF0. إذا حدث الالتقاط الثاني قبل قراءة قيمة الالتقاط الأول. سيتم تحميل القيمة الملتقطة الجديدة في سجل المستوى المنخفض. بعد أن تلتقط وحدة الالتقاط القيمة. يتم تعيين علامة المقاطعة المقابلة على 1 ، وإذا لم يتم إخفاء المقاطعة ، يتم إنشاء طلب مقاطعة الجهاز المحيطي. استجابةً للمقاطعة ، تتم قراءة زوج من القيم الملتقطة من خلال روتين خدمة المقاطعة. قيمة الالتقاط هي بالضبط عدتان لدورة واحدة للإشارة قيد الاختبار. وفقًا للقيمتين اللتين تم تسجيلهما ، يتم حساب رقم الدورة K للساعة القياسية ، ثم يتم الحصول على سرعة الدوران المقاسة.
3.2 برمجة البرمجيات
نظرًا لاعتماد وحدة الالتقاط CAP1 لمدير الأحداث EVA الخاص بـ DSP ، ويتم تحديد المؤقت T1 كمرجع زمني لـ CAP1 ، يعمل T1 في وضع حساب الزيادة المستمرة ، ويتم تعيين وحدة الالتقاط لالتقاط الحافة الصاعدة لـ الإشارة المقاسة. قبل الالتقاط ، امسح علامة المقاطعة وقم بتمكين مقاطعة الالتقاط. رمز البرنامج المقابل لتهيئة مدير الحدث EVA هو:
عند الدخول إلى الروتين الفرعي لمقاطعة الالتقاط ، يمسح موقع الحماية أولاً بت علامة مقاطعة CAP1 ، ويقرأ بالتتابع قيم العد capK1 و capK2 الملتقطة مرتين من عمق المستوى الثاني FIF0. إذا كان capK2> capK1 ، فإن capK2-capK1 هو رقم الدورة K للساعة القياسية المسجلة في دورة واحدة للإشارة المقاسة. إذا كان capK2
4. الخلاصة
استنادًا إلى مستشعر السرعة الكهرومغناطيسية ووحدة الالتقاط الخاصة بـ TMS320F2812 DSP ، فإن نظام قياس سرعة الدوران لمجموعة مولدات الديزل وحدة التحكم الرقمية لسرعة الدوران لديها تصميم بسيط للأجهزة ودقة قياس عالية. يوضح الاختبار التجريبي أن خطأ القياس أقل من 0.2٪ عندما تكون سرعة الوحدة 80-1500 دورة / دقيقة ، وهو ما يلبي تمامًا متطلبات قياس سرعة مولد محرك الديزل والتحكم فيها ، وله قيمة تطبيق عملية عالية.