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基于ARM的给煤机控制系统的设计,给煤机控制系统,S3C44B0x,mC/OS-II来源于瑞达科技网 | ||||
作者:佚名 文章来源:不详 点击数 更新时间:2011/12/29 文章录入:瑞达 责任编辑:瑞达科技 | ||||
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引言 本文设计的给煤机控制系统主要用于火力发电厂的磨煤制粉系统中,它与磨煤机设备配合,承担向系统定量均匀供煤的任务,是火力发电厂重要的辅助设备。这种系统同样可以应用于冶金、化工等部门的散状物料的计量输送系统,对于节约能源和提高经济效益及保证安全方面有重大意义。 控制系统硬件的设计 称重传感器信号的采集是影响本系统控制精度的最重要因素之一,本设计中将传感器桥路设计成4片应变片都受力的形式。同时由于应变片式传感器的输出信号非常小,因而要求桥路的电压特别稳定,所以此系统采用了对称型、并有正负压自跟踪性能的电源,如图1所示。 传感器的信号首先经过放大、滤波处理,然后送到A/D控制器。S3C44B0x处理器内部集成了8路10位的A/D控制器、零比较器和内部产生的比较时钟信号,支持软件使能休眠模式,所以可以很精确的测出传感器的信号。并且通过使用该处理器使得本系统不需要再外扩A/D转换芯片,从而减少了系统的复杂性。 速度传感器检测的是皮带的速度,由于电机旋转的速度和皮带的速度一般不同,有一个比例系数,为了确保准确性,本设计单独采用了速度传感器,速度传感器的脉冲输出正比于皮带速度。通过将皮带的速度信号和称重传感器的重量信号送入微处理器进行处理,就得到了以吨/小时为单位的实际流量。 通过键盘输入所需要的给煤量,将实际给煤量和所需给煤量进行PID运算,并把产生的控制信号用来控制变频器,进而来控制电机的转速。本系统用的变频器是西门子的MMV400,将此变频器设置为4~20mA的电流控制,由控制器比较用户指令和现场的状态反馈后发送4~20mA电流至变频器的模拟量输入口,然后变频器将输入的电流信号转换为对应的频率后输出来控制电机。其中产生4~20mA电流的电路如图2所示。 ARM处理器的控制数据首先经过光电隔离送到D/A控制器(TLC5615),转换成0~2V的电压信号,然后经过V/I转换器(AD694)产生4~20mA的电流信号,用来精确的控制电机的转速。 LCD显示屏显示的内容包括电机的转速、所需给煤量、实际的给煤量,以及皮带的速度等。S3C44B0x中集成了LCD控制器,可以将显示缓存中的数据传送到外部的LCD驱动电路中,并可以支持单色、4或16级灰度的LCD和256级的彩色LCD。大量的I/O口作为继电器信号输出。并且S3C44B0x还可以通过串口RS-232和上位机进行通信。 控制系统软件的设计 mC/OS-II在S3C44B0x上的移植 用汇编语言编写4个与处理器相关的函数如下。 在mC/OS-II中,使用OS-STK-GROWTH来指定堆栈的增长方向,0表示从低地址向高地址增长,1则相反。但是所用的ADS编译器仅支持高地址向低地址增长的方式,所以OS-STK-GROWTH应设置为1。 然后用汇编语言编写4个与处理器相关的函数,放到函数OS-CPU.ASM中,这就完成了OS-CPU.ASM文件的移植。上层任务调度部分不需要任何改动。完成以上工作后,mC/OS-II就可以正常运行在S3C44B0x处理器上了。 系统任务的划分以及调度 mC/OS-II的任务调度是按优先级进行的,所以必须为每个任务分配不同的优先级,其中0,1,2,3,OS_LOWEST_PRIO-3, OS_LOWEST_PRIO-2, OS_LOWEST_PRIO-1, OS_LOWEST_PRIO,这几个优先级供系统使用,所以必须保留。 根据每个任务的实时性要求以及重要程度,分别将以上任务的优先级分配为:12、6、7、8和13等。任务优先级号越低,优先级越高。 当给煤机控制系统启动后,如果启动一切正常,则进行送煤任务,运行时,如果传感器信号检测到给煤量偏多,则发送信号给电机减慢的任务,反之,就发送信号给电机加速任务。此外,当有一些故障、危险出现时,则发送信号给停机任务。总之,在控制系统中,信号、消息不断传递,使得各任务不断切换运行,从而整个系统得以正常的连续的工作。 结语 |
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