ЖУРНАЛ СТА 4/1997

91 4/97 РАЗРАБОТКИ ТЯЖЁЛАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ контроллером TORNADO30; взаимо- действие с оператором через терми- нал; ввод, преобразование и хранение параметров всех алгоритмов; загруз- ка программы и параметров в TORNA- DO30. Кроме того, в систему входят модули гальванической развязки вход- ных и выходных дискретных сигна- лов, плата нормализации аналоговых сигналов и аппаратных защит, а так- же терминал — клавиатура и ваку- умфлуоресцентный дисплей. Состав микропроцессорной части системы управления приведен на рис. 2. Мы остановили свой выбор на кон- троллере TORNADO30 фирмы Микро- ЛАБ Системс по нескольким сообра- жениям: ● высокая скорость выполнения опера- ций с плавающей точкой; ● наличие интерфейса с шиной ISA, позволяющего промышленному ком- пьютеру иметь доступ к памяти TOR- NADO30; ● модульность аппаратной части и на- личие широкого спектра устройств вводавывода дискретных и аналого- вых сигналов, в том числе быстродей- ствующие АЦП высокой разрядности, а также возможность изготовления фирмой специализированных моду- лей; ● возможность дополнительной уста- новки одного или нескольких сопро- цессоров, если бы в ходе работы вы- явилась недостаточность вычислительной мощно- сти одного процессора; ● наличие эффективного компилятора языка С с библиотеками, ассембле- ра, компоновщика, внут- рисхемного эмулятора с отладчиком для на- стольного компьютера и других вспомогательных утилит; ● несмотря на отсутствие команд деления и транс- цендентных операций в DSPпроцессоре, доступ- ная на плате память типа SRAM позволяет приме- нять для их получения табличный метод. Исполь- зовались таблицы сину- соиды, квадратного кор- ня, обратных величин и кривых намагничива- ния. Вместе с тем в ходе ра- боты с аппаратурой DSP пришлось учитывать неко- торые особенности архи- тектуры сигнальных про- цессоров и платы TORNADO30: Последовательный интерфейс TMS320C30 требует, чтобы выходное слово из приемника считывалось ли- бо в цикле ожидания готовности, ли- бо по прерыванию. Оба эти способа расходуют машинное время. Поэтому для считывания выходного слова с мо- дуля АЦП через последовательный ин- терфейс T/S DAS7890 использовался контроллер прямого доступа к памяти, что вызывало сложности при отладке системы. Выход модуля АЦП T/P DAS16125, подключенного к TORNADO30 через его параллельный интерфейс, пред- ставляет собой буфер типа FIFO (оче- редь) размером 2 кслова. Это создает неудобства для задач реального време- ни и заставляет либо программно за- благовременно запускать сканирова- ние определенных каналов, либо сни- жать частоту сканирования. В данном случае было бы предпочтительно иметь массив регистров с произвольным доступом. Программная реализация алгорит- ма системы управления в TORNADO30 выполнена как однозадачный процесс, где каждый модуль алгоритма представ- ляет собой отдельную функцию. Таймер 0, настроенный на период 25 мкс, вы- зывает прерывания, при обработке ко- торых формируются и выводятся сло- ва управления тиристорами и команды на модуль аналогового вводавывода. Программный счетчик, снижая частоту в 8 раз, запускает АЦП, подключенный через параллельный интерфейс, и фо- новый процесс, представляющий со- бой ряд функций цикла с периодичнос- тью 200 мкс. Более медленные алгорит- мы (периодичностью 1 и 5 мс) разделе- ны на отдельные модули и равномерно добавлены к концам быстрых. Общая длительность цикла (с учетом обработ- ки прерываний) не должна превышать 200 мкс. Операционная система реаль- ного времени не использовалась. Заключение Очевидно, что разработка систем управления электроприводами на базе процессоров цифровой обработки сигналов имеет большие перспективы. При снижении мощности и, следова- тельно, стоимости силовой части зат- раты на систему управления также должны уменьшаться. Этого можно до- стичь как за счет универсальности про- граммной части, так и за счет снижения аппаратной избыточности и примене- ния специально разработанных моду- лей, таких как широтноимпульсный модулятор. Перспективно использова- ние автономных контроллеров на базе процессоров DSP, особенно для приво- дов малой мощности с силовыми пре- образователями на полностью управ- ляемых вентилях. Полученный опыт свидетельствует, что система управле- ния, кроме самых простых вариантов, должна быть как минимум двухпроцес- сорной. В этом случае один из процес- соров отвечает за самые быстрые алго- ритмы и быстрый ввод/вывод, а другой — за более медленные и фоновые задачи. Лучше, если это однотипные процессо- ры, тогда исчезают многие проблемы, такие как преобразование форматов чисел с плавающей точкой. Система разработки становится однородной, легче распределять загрузку процессоров. Наладка регулируемого синхронного привода