ЖУРНАЛ «СТА» №1/2007

для вводавывода аналоговой инфор- мации. Выбор модуля AI165A1 обуслов- лен в первую очередь наличием в ком- плексе двух аналоговых электропри- водов, для управления которыми у данного модуля есть два канала ЦАП, а также возможностью цифрового преобразования в модуле аналоговых сигналов регулируемого электропри- вода. Программируемый модуль UNIO965 был выбран в силу необхо- димости вводить и обрабатывать от- личающиеся по формату дискретные сигналы от концевых выключателей и двух датчиков положения. Дискрет- ные сигналы от нулевых концевых выключателей двухкоординатного стола представляют собой сигналы типа «сухой» контакт, а выходным сигналом датчика положения являет- ся последовательность электрических импульсов прямоугольной формы уровня TTL (в качестве датчиков по- ложения применены преобразователи углового перемещения ЛИР128А фирмы СКБ ИС с разрешающей спо- собностью 2500 импульсов на оборот; перемещению по каждой оси на 1 мкм с учётом коэффициента пере- дачи механизма соответствует выход- ная последовательность из 5 импуль- сов). Применение модуля UNIO965 для обработки сигналов датчиков по- зволяет снизить нагрузку на цен- тральный процессор персонального компьютера. Так, благодаря исполь- зованию программируемых логиче- ских матриц (FPGA) и технологии ISP задача подсчёта поступающих им- пульсов и определения направления вращения вала двигателя решается с помощью стандартной прошивки «X32», реализующей на базе FPGA модуля два 32разрядных счётчика импульсов энкодера. Аналогично с использованием стандартной про- шивки «N04», реализующей форми- рователь прерываний по событиям с программируемым антидребезгом по 24 каналам, осуществляется обработ- ка дискретных сигналов от концевых выключателей. П РОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ Программное обеспечение верхнего уровня разработано в среде Delphi 7 и работает под управлением операцион- ной системы Windows XP. Представле- ние об интерфейсе пользователя раз- работанной программы даёт рис. 5. Функциональные возможности программного обеспечения верхнего уровня: ● создание библиотеки траекторий за- данного движения электроприводов; ● сохранение и отображение результа- тов эксперимента (массивов заданий и отработки по положению, скоро- стей, координатных, контурных и векторных ошибок, сигналов цифро- вой коррекции); ● скачкообразное и линейное измене- ние управляющего воздействия в ре- жиме типовых экспериментов (рис. 6); ● перемещение в пределах рабочей зо- ны с помощью кнопок управления в режиме ручного управления; ● отображение состояния концевых выключателей и текущей координа- ты; ● исследование влияния параметров цифрового контура положения (ко- эффициентов регуляторов положе- ния по обеим осям, частот квантова- ния по времени и по уровню в конту- ре положения, коэффициентов циф- рового корректирующего устройст- ва) на координатные и контурные ошибки системы; ● автонастройка и изменение адресно- го пространства вводавывода моду- лей AI165A1 и UNIO965. Основным недостатком программ- ного обеспечения, функционирующе- го под управлением многозадачной операционной системы Windows XP, является отсутствие гарантированного срабатывания программы в заданный момент времени [2]. Поэтому систему управления, использующую такое программное обеспечение, можно с натяжкой назвать лишь системой «мягкого» реального времени, то есть системой, иногда допускающей запаз- дывание реакции на какоелибо внешнее воздействие. С учётом описанных особенностей аппаратной реализации комплекса предложен алгоритм главного цикла программы управления эксперимен- тальной установкой (рис. 7). Для обеспечения своевременного форми- рования задания на РЭП приоритет запущенной программы повышен до уровня RealTime. Однако нужно помнить, что установка приоритета реального времени в среде Windows XP не гарантирует своевременного расчёта значений сигнала задания, поэтому предлагается программно пе- рераспределить вычислительные ре- сурсы между процессами расчёта ин- терполяционного полинома и расчёта значений сигнала цифрового коррек- тирующего устройства (ЦКУ). Таким образом, расчёт задания для электро- приводов ведётся с опережением и за- нимает всё доступное процессорное время, кроме случая обработки пре- 48 СТА 1/2007 РАЗ РА БО Т КИ / НАУ Ч НЫ Е ИС С Л Е ДОВ АНИ Я www.cta.ru Рис. 5. Интерфейсное окно программы управления следящими электроприводами двухкоординатного стола Рис. 6. Интерфейсное окно программы управления в режиме типовых экспериментов