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automatización de la consola de corriente alterna en el laboratorio

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1. 2 orque Constant ue Wiriding Resistanc 6 2 12 5 11 2 3 1 Armature Inductance 2 4 6 0 6 2 1 9 Peak Current gt 44 26 3 0 6 7 Induced Voltage Constant 3 8 7 6 9 7 6 2 Viscous Damping Coefficien 0 056 0 083 0 125 0 14 Friction Torque E 0 56 0 69 0 83 0 97 Inertia With Encoder as 0 42 0 63 0 86 1 1 Mechanical Time Constant 14 105 8 4 6 9 Electrical Time Constant 0 39 0 48 0 55 0 61 Power Rate 0 29 0 35 0 57 0 90 Torque Inertia Ratio 10000 8880 9670 10760 Rated Spedd 2000 2000 2000 2000 _Safe Operating Speed 4000 4000 4000 4000 e amp Rated Voltage 16 1 26 0 30 0 19 4 Rated Current ES 4 1 0 0 66 0 76 1 66 Constant Output 6 2 8 2 12 3 17 4 O Time Rating EE Continuous Direction of Rotation Dielectric Strength 500VAC 1 min When current is supplied to termi Applicable Environment nals with red cap it rotates Applicable Location Indoor counterclockwise from the drive end Ambient Temperature 10 to 40 C Humidity 80 RH Max FASTON 187 SERIES or equivalent The values
2. Vsar VS Flag Current Ros ON vs Temperature Ros ON vs 350 18 Supply Voltage 0 40 300 1 6 1 0 39 E 4 2521250 414 0 38 y 8 2 0 37 a m 4 HI SIDE 200 a 12 3 0 36 E 0354 2 x 774 c 190 10 E 9 4 4 LO SIDE 100 0 8 amp 0 337 0 32 CC 0 51 15 2 0 25 50 55 40 45 50 55 35 15 5 25 45 65 85 105 125 0 04 A EU LL FLAG CURRENT mA JUNCTION TEMPERATURE 9C 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 05010568 16 DS010568 17 SUPPLY VOLTAGE 05010568 18 m vs Supply Current vs Supply Current vs upply Voltage Frequency Vs 42V Temperature Vs 42V 20 18 T 17 H z 16 2216 5 E zn OUTP 6 a a 15 a 2 OUTPUTS LOW E 5 12 8 o 3 29 gt gt 2 g 10 4 a gt 13 SN ug 10 20 30 40 50 60 E 5 1 10 100 55 30 5 20 45 70 95 120 145 SUPPLY VOLTAGE VOLTS f Eo siis SWITCHING FREQUENCY kHz JUNCTION TEMPERATURE C DS010568 20 DS010568 21 Current Sense Output Current Sense vs Load Current Operating Region 1200 4 0 _ 1000 xo zb 10 ACCURACY 25 E 1259 600 8 20 7 ACCURACY 3 zs 5 t 400 Sube 2 Q a 3 10 200 0 5 0 0 0 00 05 1 0 15 20 2 5 3 0 25 50 75 100 125 150 LOAD CURRENT AMPS JUNCTION TEMPERATURE 9C DS010568 22 DS010568 23
3. 3 pem x 7 0 0012 1 1 06 L1 0 10 88 ex O s0008T RIA DIST NAMEPLATE S8 58 ej gt i i 2 S 3 5 A i 4 TAPPED 0 31 DEEP EQUALLY SPACED a ON 4 PLACES UTOPI ROTATION 5VDC 5 100mA Max 200 Square Wave 280 TTL Compatib om 288 ee 500 180 36 50 10 600 90 40 25 11 800 50kHz 1000 Signal Waveform Encoder Lead RED 5VDC BLACK WHITE CHANNEL A GREEN CHANNEL B SHIELD CCW ROTATION WHEN VIEWED FROM SHAFT DRIVE END NOTE The relation of A and B channels to the motor rotating direction must correctly be set lf not so overtravel may occur Avoid vibration or shock on the encoder or its output shaft Do not perform the insulation test or measure the insulation resistance 72 to 144 pulses rev BIDIMENSIONS in inches ENCODER LEADS MOTOR LEADS AWG 26 AWG 24 p 1 0 008T R JA L 1 00 a a 3 7 0 0012T R 0 65 00 PIE O 0 008T I R A NAMEPLATE e o 2 e 51 i AY E ES M4 TAPPED 0 31 DEEP EQUALLY SPACED ON 4 PLACES OPTICAL ENCODER a gt HS ROTATION 5VDC 5 100mA Max Square Wave TTL Compa
4. 25 LA 2 Z OPERACION DEL MDI OO op ett beni e atte 32 LA 2 3 CONSUMO DE POTENCIA DE LA ETAPA DE 46 CANALES ADC EN BYTE DE CONTROL Rm eei eee tede He o odd 70 EA 3 2 BITS BS BA EN EEBRT rri tasa 72 LA 3 3 SUB VIS CONSTITUTIVOS CONSOLA VIRTUAL pcia 73 LA 3 4 VALORES HEXADECIMALES PARA OPERACIONES CON EL LM629 74 LA 3 5 BORRADO INTERRUPCIONES EN EL LM629 esses nennen nennen enne 81 LA 3 6 PALABRA CONTROL LTRJ DEL LM 629 G esostonde ese nennen nennen nennen nens 84 ANEXO A ANEXO B ANEXO C ANEXO D LISTA DE ANEXOS Hojas de datos Dise o tarjetas impresas Manual del usuario Gu a de programaci n LM 29 T TULO AUTOMATIZACI N DE LA CONSOLA DE ALTERNA EN EL LABORATORIO DE ALTA TENSION UTILIZANDO COMPUTADOR PERSONAL AUTORES BAUTISTA PARRA Ramiro Alfonso ROJAS CALERO Rodny Javier PALABRAS CLAVES Alta tensi n laboratorio LM629 LMD18200 LabView 6i MC68HC908SR12 DESCRIPCI N DEL CONTENIDO Con el prop sito de mejorar el rendimiento y precisi n de las pruebas que se realizan en el laboratorio de alta tensi n de la UIS se implemento un sistema motorizado controlado desde el computador para manipular y sensar la variaci n de tensi n Con esta adecuaci n se pueden efectuar ensayos de corriente alterna para elementos diversos como aislantes y pararrayos acordes a la normatividad qu
5. 15V 20mA FIGURE 13 Powered ISO Amp with Three Port Isolation For additional information refer to AB 024 BURR BROWN 13 150122 X3 Texas PACKAGE OPTION ADDENDUM INSTRUMENTS www ti com 24 Oct 2003 PACKAGING INFORMATION ORDERABLE DEVICE STATUS 1 PACKAGE TYPE PACKAGE DRAWING PINS PACKAGE QTY ISO122JP ACTIVE PDIP NVF 8 50 ISO122JU ACTIVE SOP DVA 8 28 ISO122JUAK ACTIVE SOP DVA 8 1000 ISO122P ACTIVE PDIP NVF 8 50 1501220 SOP DVA 8 28 ISO122UAK ACTIVE SOP DVA 8 1000 1 The marketing status values are defined as follows ACTIVE Product device recommended for new designs LIFEBUY TI has announced that the device will be discontinued and a lifetime buy period is in effect NRND Not recommended for new designs Device is in production to support existing customers but TI does not recommend using this part in a new design PREVIEW Device has been announced but is not in production Samples may or may not be available OBSOLETE TI has discontinued the production of the device IMPORTANT NOTICE Texas Instruments Incorporated and its subsidiaries Tl reserve the right to make corrections modifications enhancements improvements and other changes to its products and services at any time and to discontinue any product or service without notice Customers should obtain the latest relevant information before placing orders and should verify that such information is c
6. LMU Lc Y A Better Tomorrow for Industry through Automation YASKAWA Electric Mfg Co Ltd i TOKYO OFFICE Ohtemachi Bldg 1 6 1 Ohtemachi Chiyoda ku Tokyo 100 Japan Phone 03 3284 9111 9145 Telex YASKAWA J33530 Fax 03 3284 9034 SEOUL OFFICE Seoul Center Bldg 91 1 So Kong Dong Chung Ku Seoul Korea Phone 02 776 7844 Fax 02 753 2639 SINGAPORE OFFICE CPF Bldg 79 Robinson Road No 24 03 Singapore 0106 Phone 2217530 Telex 87 24890 YASKAWA RS Fax 65 224 5854 TAIPEI OFFICE Union Commercial Bldg 137 Nanking East Road Sec 2 Taipei Taiwan Phone 02 507 7065 7732 Fax 02 506 3837 YASKAWA ELECTRIC AMERICA INC SUBSIDIARY Chicago Office Head Office 3160 MacArthur Blvd Northbrook Illinois 60062 1917 U S A Phone 708 291 2340 291 2348 Telex 230 270197 YSKW YSNC NBRK Fax 708 498 2430 480 9731 Los Angeles Office 7341 Lincoln Way Garden Grove California 92641 U S Phone 714 894 5911 Telex 230 678396 YASKAWAUS TSTN Fax 714 894 3258 New Jersey Office 30 Two Bridges Road Fairtield New Jersey 07006 S A Phone 201 575 5940 Fax 201 575 5947 gt YASKAWA ELECTRIC EUROPE GmbH SUBSIDIARY Niederh chst dter Stra e 71 73 W 6242 Kronberg Oberh chstadt Germany Phone 06173 640071 640072 640073 Telex 415660 YASE D Fax 06173 68421 YASKAWA ELETRICO DO BRASIL COM RCIO LTDA SUBSIDIARY Av
7. l Program Modules continued TABLE 4 Filter Programming Module Port Bytes Command 1 LFIL This command initiates loading the filter coefficients input buffers Comments Busy bit Check Module d 00 HB These two bytes are the filter control word A 00 hex HB sets the derivative sampling d x8 LB interval to 2048 fc by setting d to one A x8 hex LB indicates only k will be loaded The other filter parameters will remain at zero their reset default value Busy bit Check Module d 00 HB These two bytes set k to ten d 0A LB Busy bit Check Module 04 UDF This command transfers new filter coefficients from input buffers to working registers Until UDF is executed coefficients loaded via the LFIL command do not affect the filter transfer characteristic Busy bit Check Module Comments In the case of the example module the first byte of the After executing both the example initialization and example filter programming modules the following observations are made Filter gain is nonzero but desired shaft position con tinues to track actual shaft position Under these conditions the motor drive signal remains at zero The shaft should be stationary and free wheeling If there is significant drive amplifier offset the shaft may rotate slowly but with minimal torque capability Initially k should be set below twenty d should be set to one and and i should rema
8. T8200 iore ita 29 2 8 1 Diagrama funcional essent 30 2 9 DIVSOR DE TENSON ud ee cuit 34 210 AISLADOR DE PRECISIONAS O12 34 2 11 FUENTE DE ALIMENTACI N DEL CIRCUITO DE POTENCIA 35 2 12 DESCRIPCI N DEL HARDWARE DEL SISTEMA DE 36 2 12 1 Diagrama esquem tico de la etapa de control see 37 2 12 2 Diagrama esquem tico de la etapa de potencia sene 42 2 12 3 Disipaci n de potencia del sistema de control see 45 2 13 RESULTADO FINAL DEL SISTEMA DE 49 2 13 1 Distribuci n espacial de los elementos del sistema de control sss 49 2 13 2 Conexi n entre las tarjetas seen eene eene 52 2 13 3 Conexiones externas a las tarjetas esee eren 58 3 SORTWARE eM M 60 3 1 COMUNICACI N SERIA Laa alar 61 3 1 1 Byte de Respuesta de Transmisi n 62 3 2 PROGRAMA INTERFASE SERIAL eate tort eee re tenuta 62 3 21 Subrutina RX en Motorola MC68HC90SSR 2 essen enne 66 3 2 2 Subrutina TX en Motorola 68 amp 9085 12 68 3 2 3 REO CES ua b eee eie eerie erede d ec EN Re sepas 68 3 244 Blogue ADO ss Rede bdsm 70 3 22 TBIeEFUDC
9. www national com 4 Test Circuit 5V INPUT LMD18200 Switching Time Definitions 5V INPUT 0 3A SOURCE 0 0 SINK 3A 3V SENSE 0 Pinout Description See Connection Diagram Pin 1 BOOTSTRAP 1 Input Bootstrap capacitor pin for half H bridge number 1 The recommended capacitor 10 nF is connected between pins 1 and 2 Pin 2 OUTPUT 1 Half H bridge number 1 output Pin 3 DIRECTION Input See Table 1 This input controls the direction of current flow between OUTPUT 1 and OUT PUT 2 pins 2 and 10 and therefore the direction of rotation of a motor load Pin 4 BRAKE Input See Table 1 This input is used to brake a motor by effectively shorting its terminals When braking is desired this input is taken to a logic high level and Vg 42V GROUND SOURCE CURRENT SENSE DS010568 8 DS010568 9 it is also necessary to apply logic high to PWM input pin 5 The drivers that short the motor are determined by the logic level at the DIRECTION input Pin 3 with Pin 3 logic high both current sourcing output transistors are ON with Pin 3 logic low both current sinking output transistors are ON All output transistors can be turned OFF by applying a logic high to Pin 4 and a logic low to PWM input Pin 5 in this case only a small bias current approximately 1 5 mA exists at each output pin Pin 5 PWM Input See Table 1 How this input and DIREC TION input Pin 3 is used
10. El conjunto de los dispositivos referidos a sta fuente de alimentaci n disipan 3 335 W el regulador LM7805 disipa un m ximo 5 W luego en condiciones normales la fuente de alimentaci n no tiene inconvenientes en entregar la corriente necesaria a los dispositivos mencionados anteriormente Por otro lado la fuente de 24 V y GND 2 que se observa en el diagrama de potencia de la figura 2 15 es la que alimenta el puente H LMD18200 es decir es la fuente que alimenta el motor Por esta fuente puede circular corriente de hasta 2 A y a partir ella se deriva otra fuente de 5 V usando tambi n el regulador LM7805 Esta fuente se especifica por 5 V 2 y la misma referencia GND 2 Con los 5 V de esta fuente se alimentan las etapas de los 45 optoaisladores que est n relacionadas con las se ales de potencia y los rel s de activaci n de los interruptores Tabla 2 3 Consumo de potencia de la etapa de control M XIMA DISIPACI N DE POTENCIA MC68HC908SR12 500 mw LM629 605 mW MAX232 842 mW SFH6700 140 mW DISPOSITIVO ECG3101 250 mw 513 8 250 mw 741510 40 mw 4N36 600 mW AD637 108 mw el valor de 140 mW corresponde a los tres circuitos integrados SFH6700 que intervienen en la etapa de control el valor de 600 mW corresponde a los cuatro circuitos integrados 4N36 referidos a la etapa de control Fuente Diseno de los autores La potencia que el motor requiere la entrega el puente H LMD18200 Si el moto
11. Esta se al es un bajo cuando el eje est en su posici n inicial una vez el eje es girado la se al cambia a un alto e Canales A y B estas son las dos se ales en cuadratura que provienen del encoder del motor y son necesarias para el controlador LM629 40 e Parada de emergencia sensor de movimiento sistema de control deja abierta la posibilidad de que la universidad adquiera una parada de emergencia acorde con las necesidades de la consola ya que a trav s de un conector en la tarjeta de control se encuentran los terminales de entrada de la parada de emergencia as como los terminales de entrada del sensor de movimiento El objetivo del sensor es que la aplicaci n en software tenga conocimiento de alguna persona antes durante o despu s de iniciar alguna prueba Las dos senales son activas en bajo e Sensor de sobrecorriente Debido a que el interruptor manual de alto voltaje trae incorporado una protecci n contra sobrecorriente mayor a 5 A es necesario que el sistema de control active una interrupci n cuando esto ocurra La se al es activa en bajo Senales de salida de la etapa de control e CTS clear to send Es una se al de control de flujo por software el microcontrolador le permite o no al computador que realice la transmisi n e Transmisi n Es la se al que comprende la informaci n que se necesita en la aplicaci n en el computador e PWM signo y PWM magnitud Son las
12. TABLE 8 Signals Register Bit Allocation Bit Position Function Bit 15 Host Interrupt Bit 14 Acceleration Loaded But Not Updated Bit 13 UDF Executed But Filter Not yet Updated Bit 12 Forward Direction Bit 11 Velocity Mode Function Bit Position Bit 10 On Target Bit 9 Turn Off upon Excessive Position Error Eight Bit Output Mode Motor Off Breakpoint Reached Interrupt Bit Bit Bit Bit Bit Bit Bit Bit Bit Excessive Position Error Interrupt Wraparound Occurred Interrupt Index Pulse Acquired Interrupt Trajectory Complete Interrupt Command Error Interrupt Acquire Next Index SIP Executed nc co o Bit 15 the host interrupt flag is set to logic one when the host interrupt output Pin 17 is logic one Pin 17 is set to logic one when any of the six host interrupt conditions occur if the corresponding interrupt has not been masked Bit 15 and Pin 17 are cleared via command RSTI Bit 14 the acceleration loaded flag is set to logic one when acceleration data is written to the LM628 Bit 14 is cleared by the STT command Bit 13 the UDF executed flag is set to logic one when the UDF command is executed Because bit 13 is cleared at the end of the sampling interval in which it has been set this signal is very short lived and probably not very profitable for monitoring Bit 12 the forward direction flag is meaningful only when the LM628 is in velocity mode The
13. gt 1 50 M3 TAPPED 0 23 DEEP EQUALLY SPACED ON 4 PLACES OPTICAL ENCODER UTOPI Z7 HA 2 78 3 21 3 62 lt 5 20 FBSL20E UTOPI 020 HA UTOPI 025 HA 5VDC 5 100mA Max Square Wave UTOPI 02BHA 288 rr Compatible UTOPI 040HA 400 360 18 10 Max 180 36 50 10 90 40 254 1196 UTOPI 050 HA UTOPI 060 HA UTOPI 80 HA z UTOPI 100HA Signal Waveform O Encoder Lead ES RED 5VDC BLACK OV WHITE CHANNEL A GREEN CHANNEL B CHANNEL 0 CHANNEL Ly CCW ROTATION WHEN VIEWED FROM SHAFT DRIVE END SHIELD E NOTE The relation of A and B channels to the motor rotating direction must correctly be set If not so overtravel may occur Avoid vibration or shock on the encoder or its output shaft Do not perform the insulation test or measure the insulation resistance TAS 72 to 144 pulses rev iag BDIMENSIONS in inches ENCODER
14. 12V Pins 3 4 5 10 max Current Sense Output lour 1A Note 8 377 325 300 min 425 450 pA max Current Sense Linearity 1A loyr 3A Note 7 t6 t9 Undervoltage Lockout Outputs turn OFF 9 V min 11 V max Tow Warning Flag Temperature Pin 9 x 0 8V l 2 mA 145 E Ve ON Flag Output Saturation Voltage Ty IL 2 mA 0 15 V Flag Output Leakage Ve 12V 0 2 10 pA max Tusp Shutdown Temperature Outputs Turn OFF 170 C 15 Quiescent Supply Current All Logic Inputs Low 13 25 mA max toon Output Turn On Delay Time Sourcing Outputs lour 300 ns Sinking Outputs lour 300 ns ee Output Turn On Switching Time Bootstrap Capacitor 10 nF Sourcing Outputs lour 100 ns Sinking Outputs lour 80 ns toott Output Turn Off Delay Times Sourcing Outputs lour 200 ns Sinking Outputs lour 200 ns tor Output Turn Off Switching Times Bootstrap Capacitor 10 nF Sourcing Outputs lour 75 ns Sinking Outputs lour 70 ns tow Minimum Input Pulse Width Pins 3 4 and 5 1 us tepi Charge Pump Rise Time No Bootstrap Capacitor 20 us www national com 0028101 LMD18200 Electrical Characteristics Notes Note 1 Absolute Maximum Ratings indicate limits beyond which damage to the device may occur DC and AC electrical specifications do not apply when op erating the device beyond its rated operating conditions Note 2 See Application Informa
15. 150122 Precision Lowest Cost ISOLATION AMPLIFIER FEATURES 100 TESTED FOR HIGH VOLTAGE BREAKDOWN O RATED 1500Vrms HIGH IMR 140dB at 60Hz BIPOLAR OPERATION 10V 16 PIN PLASTIC DIP AND 28 LEAD SOIC O EASE OF USE Fixed Unity Gain Configuration 0 020 max NONLINEARITY O 4 5V to 18V SUPPLY RANGE DESCRIPTION The 180122 is a precision isolation amplifier incor porating a novel duty cycle modulation demodulation technique The signal is transmitted digitally across a2pF differential capacitive barrier With digital modu lation the barrier characteristics do not affect signal integrity resulting in excellent reliability and good high frequency transient immunity across the barrier Both barrier capacitors are imbedded in the plastic body of the package The ISO122 is easy to use No external components are required for operation The key specifications are 0 020 max nonlinearity 50kHz signal bandwidth and 200 9 Vos drift A power supply range of 4 5 to 18V and quiescent currents of 5 0mA on V and 5 5mA on V make these amplifiers ideal for a wide range of applications The 150122 is available in 16 pin plastic DIP and 28 lead plastic surface mount packages International Airport Industrial Park Tel 520 746 1111 910 952 1111 Mailing Address PO Box 11400 Cable BBRCORP 1989 Burr Brown Corporation PDS 857F APPLICATIONS O INDUSTRIAL PROCESS CONTR
16. 5 4 7 Rampa i KV s A Tensi n M xima Over kN kV Fuente Diseno de los autores 87 1 Rampa Raz n de crecimiento de la tensi n y esta dada en kV s figura 3 16 2 Tensi n m xima Valor final hasta el cual llega a lo sumo el crecimiento de tensi n y esta dada en kV figura 3 16 3 Tiempo de sostenimiento Tiempo que permanecer el eje del autotransformador en la posici n de la tensi n m xima para la prueba y esta dada en segundos figura 3 16 4 Snap Over Este par metro es un rango de ca da de tensi n admisible sin incurrir en los procedimientos de devoluci n f ameo o cebado figura 3 16 3 4 2 Prueba tipo Pasos Esta prueba toma cuatro par metros de entrada que generan una trayectoria similar a la observada en la figura 3 17 Los par metros de entrada son equivalentes a los enumerados en el apartado anterior salvo la tensi n de paso que es caracter stica particular de esta prueba y que se refiere a la variaci n de tensi n entre pasos consecutivos En cuanto al tiempo de sostenimiento en este caso se refiere a la duraci n estacionaria del eje en la posici n del paso un tiempo espec fico dado en segundos luego del cual el eje se mover nuevamente hasta alcanzar la tensi n del siguiente paso El Snap Over sigue consecuentemente siendo un rango de tolerancia a las ca das de tensi n 88 Figura 3 17 Prueba tipo pasos kV Snap Over kv
17. Sensor de movimiento 4 o eee eret etre tee erre 97 4 2 5 Accionamiento manual de interruptores esee eene 97 4 3 PRUEBATIRO RAMPA a tido His div rH e 98 43T Resultados 99 4 4 PRUEBA TIPQUPAS O Sucia 100 44v Resultados is D poo Md LE Ces f aM D Me Al asa bias ee ote 100 4 5 PRUEBATIPO CEBADO et acti ts en end 101 4 3 Resultados e eU etie een DES 102 CONCLUSION xe 103 or kjdi7 eol mE 106 5 225 108 BIBLIOGRAFIA auae cei 110 LISTA DE FIGURAS FIGURA 1 1 BANCO DE PRUEBAS psi 3 FIGURA 1 2 ACCIONAMIENTO EXISTENTE EN LA CONSOLA DE CORRIENTE ALTERNA 4 FIGURA 2 1 ACOPLE MEC NICO DEL SISTEMA DECONTRO Lasa ios 12 FIGURA 2 2 DIAGRAMA DE BLOQUES DEL SISTEMA DE CONTROL cernere 16 FIGURA 2 3 DISTRIBUCI N DE TERMINALES 9 8 12 19 FIGURA 2 4 DISTRIBUCI N DE PINES DEL DRIVER LM629N cessere 2 FIGURA 2 5 SE ALES PROVENIENTES DEL ENCODER cinta nee Rd 22 FIGURA 2 6 TEMPORIZACI N EN LA LECTURA DEL REGISTRO DE ESTADO 24 FIGURA 2 7 TEMPORIZACION EN LA ESCRITURA DEL BYTE DE 24 FIGURA 2 8 RESPUESTA
18. e P14 GND Tierra e P15 WR Escritura Debe activarse para realizar operaciones de escritura e Pl PS Selecci n de puerto Se emplea para seleccionar internamente el puerto de comandos nivel bajo o de datos nivel alto del chip e P17 HI Salida de interrupciones e P18 Se al de sentido de giro Va directa a las etapas de potencia P19 Se al de PWM Tambi n va directa a las etapas de potencia e P20aP25 No conectadas e P26 Se al de reloj En el circuito la se al de reloj que se puede usar puede oscilar entre 2 y 8 MHz e P27 Reset Activa en nivel bajo e P28 Alimentaci n de 5 V El chip se basa en cuatro operaciones a partir de las cuales puede ser programado Lectura del registro de estado El registro de estado dispone de informaci n sobre como se van realizando las operaciones dentro del chip Los bits de este registro son 7 Motor apagado 6 Alcanzando interrupci n breakpoint 5 Error de posici n excesiva interrupci n 4 Se ha sobrepasado el limite de cuenta de la posici n interrupci n 6 Pulso de se al de ndice interrupci n Trayectoria completada interrupci n 23 1 Error en un comando interrupci n 0 Bit ocupado Para leer este registro se debe tener en cuenta el diagrama de tiempos que se muestra en la figura 2 6 Figura 2 6 Temporizaci n en la lectura del registro de estado ES PS RD M Cms gt Fuente NATIONAL SEMICONDUCT
19. manding the velocity to be higher than the motor can achieve the motor may not yet be at the final commanded position This bit is the logical OR of bits 7 and 10 of the Signals Register see command RDSIGS below The flag functions independently of the host interrupt mask status Bit 2 is cleared via command RSTI Bit 1 the command error interrupt flag is set to logic one when the user attempts to read data when a write was appropriate or vice versa The flag is functional indepen dent of the host interrupt mask status Bit 1 is cleared via command RSTI Bit O the busy flag is frequently tested by the user via the host computer program to determine the busy ready status prior to writing and reading any data Such writes and reads may be executed only when bit 0 is logic zero not busy Any command or data writes when the busy bit is high will be ignored Any data reads when the busy bit is high will read the current contents of the I O port buffers not the data expected by the host Such reads or writes with the busy bit high will not generate a command error interrupt RDSIGS COMMAND READ SIGNALS REGISTER Command Code OC Hex Bytes Read Two Data Range See Text Executable During Motion Yes The LM628 internal signals register may be read using this command The first byte read is the more significant The less significant byte of this register with the exception of bit 0 duplicates the status byte See Table 8
20. transfer the next byte pair when transferring multiple words Data transfers are accomplished via LM628 internal interrupts which are not nested the busy bit informs the host processor when the LM628 may not be interrupted for data transfer or a command byte If command is written when the busy bit is high the command will be ignored The busy bit goes high immediately after writing a command byte or reading or writing a second byte of data See Figure 5thru Figure 7 MOTOR OUTPUTS The LM628 DAC output port can be configured to provide either a latched eight bit parallel output or a multiplexed 12 bit output The 8 bit output can be directly connected to a flow through non input latching D A converter the 12 bit output can be easily demultiplexed using an external 6 bit latch and an input latching 12 bit D A converter The DAC output data is offset binary coded the 8 bit code for zero is 80 hex and the 12 bit code for zero is 800 hex Values less than these cause a negative torque to be applied to the motor and conversely larger values cause positive motor torque The LM628 when configured for 12 bit output pro vides signals which control the demultiplexing process See for details The LM629 provides 8 bit sign and magnitude PWM output signals for directly driving switch mode motor drive amplifi ers Figure 11 shows the format of the PWM magnitude output signal DUTY CYCLE PWM MAGNITUDE WAVEFORMS pin 19
21. Brig Faria Lima 1664 cj 721 724 Pinheiros S o Paulo SP Brasil CEP 01452 Phone 011 813 3933 813 3694 Teiex 011 82869 YSKW BR Fax 011 815 8795 Due to ongoing product modification improvement data subject to change without not ce Ke Printed in Japan February 1991 89 5 7 6 109 National Semiconductor LM628 LM629 Precision Motion Controller General Description The LM628 LM629 are dedicated motion control processors designed for use with a variety of DC and brushless DC servo motors and other servomechanisms which provide a quadrature incremental position feedback signal The parts perform the intensive real time computational tasks required for high performance digital motion control The host control software interface is facilitated by a high level command set The LM628 has an 8 bit output which can drive either an 8 bit or a 12 bit DAC The components required to build a servo system are reduced to the DC motor actuator an incremental encoder a DAC a power amplifier and the LM628 An LM629 based system is similar except that it provides an 8 bit PWM output for directly driving H switches The parts are fabricated in NMOS and packaged in a 28 pin dual in line package or a 24 pin surface mount package LM629 only Both 6 MHz and 8 MHz maximum frequency versions are available with the suffixes 6 and 8 respec tively used to designate the versions They incorporate an SDA core processor and cel
22. Command Code 21 Hex Data Bytes Four Data Range See Text Executable During Motion Yes This command enables the user to set a breakpoint in terms of relative position As with command SBPA bit 6 of the status byte is set to logic high when the breakpoint position relative to the current commanded target position is reached The relative breakpoint input value must be such that when this value is added to the target position the result remains within the absolute position range of the system C0000000 to 3FFFFFFF hex This condition is useful for signaling trajectory and or filter parameter updates The user can also arrange to have the LM628 interrupt the host to signify that a breakpoint position has been reached See the descriptions for commands MSKI and RSTI MSKI COMMAND MASK INTERRUPTS Command Code 1C Hex Data Bytes Two Data Range See Text Executable During Motion Yes The MSKI command lets the user determine which potential interrupt condition s will interrupt the host Bits 1 through 6 of the status byte are indicators of the six conditions which are candidates for host interrupt s When interrupted the host then reads the status byte to learn which condition s occurred Note that the MSKI command is immediately fol lowed by two data bytes Bits 1 through 6 of the second less significant byte written determine the masked unmasked status of each potential interrupt Any zero s in this 6 bit 13 www na
23. E CIA Salida a EAN Transformador e 744 cs 0 50 OL CS CP LP 3 E Sv cs C P LP 2 52 CA OL 5 2 Fuente GONZ LEZ Sergio A ROJAS Ricardo Automatizaci n de la consola de Corriente Alterna para el laboratorio de Alta Tensi n Bucaramanga 1996 P g 4 Los dispositivos que integran el accionamiento en la consola son e C P Bobina Contactor Principal e C S Bobina Contactor Auxiliar e O L Rel de Sobrecorriente e Rx Metrosil e SwC 2 Interruptor Principal 100 A e 51 Microinterruptor inicio de carrera e Swf l Interruptor de alto voltaje e Swf 2 Interruptor enclavamiento de puerta e LP1 Luz piloto verificaci n interruptor principal e 1 2 Luz piloto verificaci n de cierre y apertura de puerta e LP3 Luz piloto verificaci n de alto voltaje interruptor principal 1 3 1 Autotransformador T1 Transformador 2 2 Este autotransformador ha sido dise ado para regular el voltaje del transformador de Alta Tensi n Debe entregar una salida de 500 V m ximo Para la regulaci n de voltaje posee 25 derivaciones conectados a contactos planos de cobre uno junto a otro formando un anillo ancho sobre una placa diel ctrica conc ntricos a ste se encuentran dos anillos continuos planos de cobre Estos anillos est n conectados a cada arrollamiento del secundario del Transformador T2 Tensi n nominal primaria 220 V Tensi n nominal secundaria 500 V Torque est tico eje 0 04905 N
24. EE cor A EA A A 5 AES cow Pee AGTA 6 2 MODO AUTOMATIC QL aaa 7 2 1 PRUEBA TIPO RAMPA a 7 2 1 1 Par metroszsce eie a en eda einen dita DED Na A cele e E ebat ERE ee Mene 10 DA Suspensi n de la prueba use ct a De selene dtd csl inte 11 2 2 PRUEBA TIPO PASOS siete ae dc eee DECRE 12 2 2 1 PROT GINCLTOS RR ETE 13 2 22 ERIT ON PATTERN 14 2 2 3 Suspensi n de la prueba sese eene rana nan 15 2 3 PRUEBA eec teo odi over veces oed 16 2 3 1 VO LITAUEN 17 2 3 2 Visualizaci n uet oor ee eerte eere Cid o ee ee haute testi 18 2 3 3 Suspensi n de la 19 3 MODO ri 20 3 1 BIENE A 20 3 2 SUSPENSI N DE LA 2422 4 4 11000 21 LEN enewiej emm 22 4 1 PA 22 2 tds 23 4 3 SUSPENSI N DEL MODO ARCHIVO tette teretes 25 M P 26 CONTENIDO mc 27 27 Anexo D 116 LM628 Programming Guide Introduction The LM628 LM629 are dedicated motion control processors Both devices control DC and brushless DC servo motors as well as other servomechanisms that provide a quadrature incremental fe
25. Le gt 0 125 0 145 1 270 0 381 2 540 0 254 0 457 0 076 0 025 9 825 oos 28 Lead Molded Dual In Line Package Order Number LM628N 6 LM628N 8 LM629N 6 or LM629N 8 NS Package Number N28B 3 175 3 683 N28B REV E 25 www national com 629IN1 829IN1 National Semiconductor LMD18200 3A 55V H Bridge General Description The LMD18200 is a 3A H Bridge designed for motion control applications The device is built using a multi technology pro cess which combines bipolar and CMOS control circuitry with DMOS power devices on the same monolithic structure Ideal for driving DC and stepper motors the LMD18200 ac commodates peak output currents up to 6A An innovative circuit which facilitates low loss sensing of the output current has been implemented Features Delivers up to continuous output m Operates at supply voltages up to 55V m Low Rps ON typically 0 30 per switch m TTL and CMOS compatible inputs December 1999 No shoot through current Thermal warning flag output at 145 C Thermal shutdown outputs off at 170 C Internal clamp diodes Shorted load protection Internal charge pump with external bootstrap capability Applications DC and stepper motor drives Position and velocity servomechanisms Factory automation robots Numerically controlled machinery Computer printers and plotters Functional Diagram THERMAL FLAG OUTPUT BO
26. NO Salidas a motor 1 y 2 En estas dos se ales se encuentra la orden que el puente H LMD18200 le indica al motor con el objeto de cumplir la posici n la velocidad y la aceleraci n que el controlador LM629 envi a trav s de las dos se ales PWM Sensor de la protecci n contra sobrecorriente sensor del interruptor de alta tensi n y sensor del interruptor de enclavamiento de la puerta Las tres se ales van a la etapa de control y las tres son las salidas de cada uno de los optoaisladores que desacoplan la fuente de control y de potencia 43 ws arta Dio de is Figura 2 17 Circuito esquem tico de la etapa de potencia 44 2 12 3 Disipaci n de potencia del sistema de control En los diagramas esquem ticos se muestran adem s diferentes valores de fuente de alimentaci n En el diagrama de la etapa de control se observa que la fuente de alimentaci n es de 5 V y se especifica como 5 V 1 y su tierra es GND 1 Esta fuente es la dedicada a alimentar exclusivamente a la etapa de control al encoder del motor al optoaislador que entrega la se al del ndice al AD637 y a las etapas de los optoaisladores que est n relacionadas con las se ales de control En la tabla 2 3 se observa el consumo de potencia de la etapa de control Se realiz implementando los valores m ximos de disipaci n de potencia de cada circuito integrado que interviene en la fuente de 5 V que alimenta esta etapa
27. O THERMAL 1 SENSING um pe H 1 UNDERYOLTAGE CHARGE CHARGE LOCKOUT PUMP PUMP DRIVE CURRENT SENSING OVERCURRENT DETECTION SHUTDOWN DIRECTION 3 BRAKE 4 5 ni GROUND Fuente NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION LMD18200 3 A 55 V H Bridge en l nea http www national com ds LM LMD18200 paf En la figura 2 11 se pueden apreciar los terminales del LMD18200 Cada uno de los pines tiene una funci n determinada que a continuaci n se describe e Pin 1 BOOTSTRAP Input Pin de capacitor para la mitad del puente n mero 1 El capacitor recomendado 10 nF se conecta entre los pines 1 y 2 30 Figura 2 11 Distribuci n de pines del Puente H LMD18200 BOOTSTRAP 2 OUTPUT 2 THERMAL FLAG OUTPUT CURRENT SENSE OUTPUT GROUND Vg POWER SUPPLY PWM INPUT BRAKE INPUT DIRECTION INPUT OUTPUT 1 BOOTSTRAP 1 MOUNTING TAB CONNECTED TO GROUND PIN 7 DS010568 2 Fuente NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION LMD18200 3 A 55 V H Bridge en l nea http www national com ds LM LMD18200 paf e Pin 2 OUTPUT 1 Salida de la mitad del puente n mero 1 e Pin 3 DIRECTION Input Esta entrada controla la direcci n del flujo de corriente entre los pines OUTPUTI y OUTPUT2 pines 2 y 10 y por lo tanto la direcci n de rotaci n del motor e Pin 4 BRAKE Input Esta entrada es usada para frenar el motor haciendo un corto efectivamente en sus terminales Cuand
28. SUPPLY VOLTAGE 5V PIN 18 SIGN FROM LM629 PIN 19 MAG FIGURE 16 PWM Drive for Brush Commutator Motors 00921918 23 www national com 629IN1 829IN1 LM628 LM629 Typical Applications Continued ius Ja D A FROM PHASE 7 ENCODER B LM628 INDEX PULSE IN 3 4 DS26LS31 3 4 DS26LS32 LINE IMPEDANCE 00921920 FIGURE 17 Typical Balanced Line Encoder Input Circuit www national com 24 Physical Dimensions inches millimeters unless otherwise noted 0 6141 0 5985 15 60 15 20 LEAD NO 1 IDENTIFICATION 10 11 Im 0 0200 for 0 0138 0 010 a el 0 508 LT 25 gg 0 350 0 0125 0 1043 0 0091 0 0926 T 0 023 2 ALL LEADS 011 0 75 235 li 0 0040 0 25 A LIL IL ll El ll El El El El Lo Ll 0 1 carne y A a Ll a a a a a Li a Li Ll PLANE 4M 89 MAX TYP 0 014 ALL LEAD TIPS 0 0500 0 35 9 0160 TYP ALL LEADS 0 40 M24B REV F 24 Lead Small Outline Package M Order Number LM629M 6 or LM629M 8 NS Package Number M24B 1 575 10 510 0 005 12 95 0 127 T 1 2 PIN NO 1 IDENT 1 393 1 420 35 38 36 07 0 030 0 600 0 620 0 145 0 210 0 050 yp 0 762 15 24 15 75 3 683 5 334 1 270 0 125 0 165 3 175 4 191 0 020 0 508 95 5 0 009 0 015 e 0 229 0 381 Boar M MIN 0 050 0 015 0 100 0 010 018 0 14 73
29. cargado por el operador o un bloqueo del eje del autotranstormador La parada de emergencia si es obturada o se mantiene activada al momento del inicio de la prueba impide la ejecuci n Si en cualquier evento se pierde la comunicaci n con el PC el sistema f sico se resetea y cualquier operaci n en curso se suspender La suspensi n voluntaria del operador desde la aplicaci n de la consola virtual se realiza a trav s de los botones stop o Suspender Cuando se finaliza la prueba la consola virtual emite un mensaje para que el operador decida guardar o no los datos recaudados en la ejecuci n anterior 2 3 PRUEBA TIPO CEBADO El cebado corresponde al punto donde la condici n aislante de los elementos de un pararrayos de SiC se pierde y entra en conducci n Para encontrar el punto en el que un pararrayos de SiC se ceba la prueba prevee aumentar a una rata constante la tensi n y esperar la aparici n de una ca da de tensi n superior al snap over Cuando el pararrayos est cebado el programa de la consola invierte el sentido de giro del motor y comienza un retroceso hasta que se detecte una tensi n de reposici n con la que finaliza la prueba Figura 2 6 Prueba tipo cebado KV Tensi n m xima 300kV Snap Over Reposici n kV 2 REPOSICI N restauraci n de las condiciones aislantes de los elementos del pararrayos 2 3 1 PAR METROS En la figura 2 6 se observan los par
30. lt Vout Vpp 10 10 AC Electrical Characteristics Vpp and per Operating Ratings 6 MHz C 50 pF Input Test Signal t t 10 ns Timing Interval T Tested Limits Units Min ENCODER AND INDEX TIMING See Figure 2 Motor Phase Pulse Width T1 16 us Dwell Time per State T2 8 m us fcLk Index Pulse Setup and Hold T3 0 us Relative to A and B Low CLOCK AND RESET TIMING See Figure 3 Clock Pulse Width LM628N 6 LM629N 6 LM629M 6 T4 78 ns LM628N 8 LM629N 8 LM629M 8 T4 57 ns Clock Period LM628N 6 LM629N 6 LM629M 6 T5 166 ns LM628N 8 LM629N 8 LM629M 8 T5 125 ns Reset Pulse Width T6 8 MEL us 3 www national com 6c9IN 1 9c9W 1 LM628 LM629 AC Electrical Characteristics continued Vpp and T4 per Operating Ratings 6 MHz 50 pF Input Test Signal t t 10 ns Timing Interval T Tested Limits Units Min Max STATUS BYTE READ TIMING See Figure 4 Chip Select Setup Hold Time ns Port Select Setup Time ns Port Select Hold Time ns Read Data Access Time ns Read Data Hold Time ns RD High to Hi Z Time ns COMMAND BYTE WRITE TIMING See Figure 5 Chip Select Setup Hold Time T7 0 ns Port Select Setup Time T8 30 ns Port Select Hold Time 30 ns Busy Bit Delay ns WR Pulse Width ns Write Data Setup Time ns Write Data Hold T
31. n como por ejemplo el modo autom tico El bot n suspender se encuentra inactivo en este punto mientras que el bot n stop suspende la ejecuci n de la aplicaci n 25 FIGU FIGU FIGU FIGU FIGU FIGU FIGU FIGU FIGU FIGU FIGU FIGU FIGURAS RA 1 1 REAS CONSTITUTIVAS DE LA CONSOLA VIRTUAL ccecccccecececsssscececscsvsvsvsvsesecacacaceceveceecececeees 2 RA 1 2 REA 2 ARTO lios 3 E AS 5 RAZA LIPO RAMPA e eto aldo dt tush dee ur ese 8 RA 2 2 CONTROLES PAR METROS DE LA PRUEBA TIPO 2000 8 RA 2 3 REA 4 A ene ees a eir dria 10 RA 2 4 PRUEBA TIPO PASOS otto Gen D i RU E litio atte 12 RA 2 5 CONTROLES PAR METROS DE LA PRUEBA TIPO 5 5 13 RA2 0 PRUEBA TIPO CEBADO ti verge der e ode er eiat censos 16 RA 2 7 CONTROLES PAR METROS DE LA PRUEBA TIPO CEBADO cese rene 17 RA 3 1 CONTROL DE POSICI N essent eren enne 20 RA 4 FICHERO ARCH O odia tests eere dep retten re ARS 23 26 CONTENIDO MANUAL DEL USUARIO CONSOLA VIRTUAL csccssssssssscesscesccsstcsstcsseseccscssesseasscesecssesseessess 1 1 DESCRIPCI N GENERAL scsassciovssssssssscasscssnscssdossccunsentsbsncossansnsepsnnvetanssasesestadundadeassbconssebvasndbe 2 1 1 cc A Lbs EE At 3 QE AREA I c d Ue afe E 3
32. n de ancho de pulso PWM que entregar el LM629 al LMD18200 y que a su vez el puente H someter al motor a la velocidad deseada a trav s de sus terminales 2 y 10 Figura 2 12 Control con se ales PWM signo magnitud 5Y DIRECTION PIN 3 PIN 5 TW L AS YOI VELOCIDAD MOTOR LENTA MEDIA RAPIDA LENTA MEDIA RAPIDA PROMEDIO DE FLUJOS DE CORRIENTE PROMEDIO DE FLUJOS DE CORRIENTE OUTPUT 1 OUTPUT 2 DE OUTPUT 2 A OUTPUT 1 Fuente NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION LMD18200 3 A 55 V H Bridge en l nea http www national com ds LM LMD18200 paf La se al de salida del LM629 es una se al PWM en formato signo magnitud como se observa en la figura 2 11 El LMD18200 recibe una se al PWM y como respuesta entrega una se al a su salida que tiene un valor de potencia coherente con los requerimientos de velocidad impuestos en la se al PWM por el driver 33 2 9 DIVISOR DE TENSI N El divisor de tensi n hmico descrito en el cap tulo 1 nos entrega una tensi n con la relaci n calibrada igual a 1055 V en alta por 1 despu s del mismo Este divisor resulta de la cascada de dos resistencias R1 300 MQ y R2 350 la tensi n sensada se toma en paralelo a la resistencia R2 En seguida fue necesario implementar un segundo divisor de tensi n resistivo con un factor de 56 87 en alta por
33. output pin 17 An SBPA or SBPR command initiates loading setting a breakpoint The two data words written immediately follow ing the SBPA or SBPR command represent the breakpoint position The example program contains a relative breakpoint set at 80 000 counts relative to position zero the current target position This represents a move of twenty forward direction revolutions When this position is reached the LM628 inter rupts the host processor and the host executes a sequence of commands that increases the maximum velocity resets the breakpoint interrupt flag and loads an absolute break point The example program contains an absolute breakpoint set at 160 000 counts When this absolute position is reached the LM628 interrupts the host processor and the host executes a Smooth Stop Module Breakpoint positions for this example program are deter mined COUNTS 2205 20 REVOLUTIONS 4000 relative 80 000 COUNTS breakpoint COUNTS SN REVOLUTION X 40 REVOLUTIONS absolute 160 000 COUNTS breakpoint Load Trajectory Parameters This example program contains two LTRJ command se quences The trajectory control word of the first LTRJ com mand sequence 1828 hex programs forward direction ve locity mode and indicates an absolute acceleration and an absolute velocity will be loaded The trajectory control word of the second LTRJ command sequence 180C hex pro grams forward direction
34. 1 5MHz Input Frequency NOTE Shaded area shows aliasing frequencies that cannot be removed by a low pass filter at the output BURR BROWN 5 150122 THEORY OF OPERATION The 180122 isolation amplifier uses an input and an output section galvanically isolated by matched 1pF isolating ca pacitors built into the plastic package The input is duty cycle modulated and transmitted digitally across the barrier The output section receives the modulated signal converts it back to an analog voltage and removes the ripple component inherent in the demodulation Input and output sections are fabricated then laser trimmed for exceptional circuitry match ing common to both input and output sections The sections are then mounted on opposite ends of the package with the isolating capacitors mounted between the two sections The transistor count of the ISO122 is 250 transistors MODULATOR An input amplifier A1 Figure 1 integrates the difference between the input current V 200kQ and a switched 100uA current source This current source is implemented by a switchable 200UA source and a fixed 100uA current sink To understand the basic operation of the modulator assume that V 0 0V The integrator will ramp in one direction until the comparator threshold is exceeded The comparator and sense amp will force the current source to switch the resultant signal is a triangular waveform with a 5096 duty cycle The internal oscillator fo
35. 1 a la salida del divisor para que del divisor de tensi n al final entregue un voltaje en el rango admitido por el conversor anal gico digital El conversor recibe esta senal y nos entrega 10 bits que realimentan la informaci n en el computador y registran la prueba y los requisitos preestablecidos por el usuario son verificados por la implementaci n software 2 10 AISLADOR DE PRECISI N 150122 El voltaje de alta tensi n es sensado luego de una etapa de aislamiento realizada con el amplificador de aislamiento ISO122 brindando seguridad al conversor anal gico digital y al computador El 150122 es un amplificador de aislamiento galv nico el cual desacopla la se al proveniente de la salida del divisor de tensi n hmico de la se al que se sensa en el conversor anal gico digital En la figura 2 13 se observa la distribuci n de los terminales de este aislador los dem s terminales no se conectan 10 VILA CASADO Ra l Op Cit P g 6 11 En el anexo A se encuentran los datos t cnicos del ISO122 34 Figura 2 13 Distribuci n de pines del ISO122 2 z gt Fuente BURR BROWN CORPORATION 150122 Precision Lowest Cost ISOLATION AMPLIFIER En linea http www pci card com iso122p pdf 2 11 FUENTE DE ALIMENTACI N DEL CIRCUITO DE POTENCIA Debido a que el circuito de potencia y en general todos los elementos que integran el sistema de control no tienen la necesidad de ser port tiles
36. 10V Swing Regulator Regulator MC78L05 b MC79L05 0 33uF 0 33uF PWS740 3 Y Y To PWS740 2 1 NOTE The input supplies can be subregulated to 5V to reduce PSR related errors without reducing the 10V input range FIGURE 10 Improved PSR Using External Regulator Vs 15V INA105 2 to 10 Difference Amp 2 to 5 AM O Vg2 15V 2 to 2 R Vour Vin Signal Source MW Rs Com 2 Reference O Vs 15 NOTE Since the amplifier is unity gain the input NOTE 1 Select to match Rs range is also the output range The output can go to 2V since the output section ofthe ISO amp operates from dual supplies FIGURE 11 Single Supply Operation of the ISO122P Isolation Amplifier For additional information see AB 009 BURR BROWN 150122 12 O4 HPR117 O 15 20mA O 15V 20mA Auxiliary Isolated Gnd Vin Power Output INPUT SECTION ISQ122P V V Output O Gnd O Vo FIGURE 12 Input Side Powered ISO Amp For additional information refer to AB 024 HPR117 HPR117 15V 20mA 15V 20mA Auxiliary Isolated Gnd Vy V V Pont INPUT OUTPUT Output 150122 SECTION SECTION Auxiliary Isolated Ve V Vo Gnd Power Output 15V 20mA
37. 169 0 010 0 038 E 20 067 _ us 10x 11 707 4 293 0 254 0 670 0 200 0 010 17 02 5 080 0 254 a 0 016 0 002 7 0 406 40 051 TATIB REV 11 Lead TO 220 Power Package T Order Number LMD18200T NS Package Number TA11B www national com 12 Physical Dimensions inches millimeters unless otherwise noted Continued 24 13 595 1 010 13 34 0 25 PIN No 4 IDENTIFICATION 1 230 p 34 24 MAX 4 2221050 2 010 1 27 0 25 TYP 15 33 Max TYP T 150 3 81 MIN TYP di 1050 005 L 125 JL 008 015 1095 MIN TYP H 1 27 0 13 5148 MIN TYP 002875038 TYP 015 020 1605 015 0 38 0 51 100 010 15 37 20 38 2 54 0 25 4 12098 MAX 10073 MIN 9 CONTROLLING DIMENSION IS INCH DA24B Rev A VALUES IN ARE MILLIMETERS 24 Lead Dual in Line Package Order Number LMD18200 2D QV 5962 9232501VXA LMD18200 2D 883 5962 9232501MXA NS Package Number DA24B LIFE SUPPORT POLICY NATIONAL S PRODUCTS ARE NOT AUTHORIZED FOR USE AS CRITICAL COMPONENTS IN LIFE SUPPORT DEVICES OR SYSTEMS WITHOUT THE EXPRESS WRITTEN APPROVAL OF THE PRESIDENT AND GENERAL COUNSEL OF NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION As used herein 1 Life support devices or systems are devices or 2 A critical component is any component of a life Systems which a are intended for surgical implant support device or system whose failure to perfor
38. 3 es la se al del sensor del interruptor de enclavamiento de puerta TERMINAL 4 es la se al del sensor del interruptor de alto voltaje e TERMINAL 5 tierra del sistema de control e TERMINAL 6 se al de 5 V del sistema de control CON 15 Informaci n del sistema de accionamiento por sobrecorriente es decir a trav s de este conector se conoce el estado de la protecci n de sobrecorriente que posee el interruptor de alto voltaje e TERMINAL 1 tierra del sistema de potencia e TERMINAL 2 proviene del terminal 2 del fin de carrera acoplado para que brinde la bandera de sobrecorriente CON 16 Se acopla con el conector 14 CON 17 Se acopla con el conector 13 CON 18 Son las se ales que provienen de los fines de carrera que indican el estado de los interruptores e TERMINAL 1 se al de 5 V de la etapa de potencia este terminal se conecta al terminal 1 del interruptor de enclavamiento de puerta se conecta al terminal 1 del fin de carrera de interruptor de alta tensi n y al terminal 1 del fin de carrera para la bandera de sobrecorriente e TERMINAL 2 indica si el interruptor de alta tensi n est accionado Proviene del terminal 2 del fin de carrera acoplado para el sensado de este interruptor e TERMINAL 3 indica si el interruptor de enclavamiento de la puerta est accionado Proviene del terminal 2 del interruptor de enclavamiento de la puerta CON 19 Se encuentra en la tarjeta implementada en el acople real
39. AL ESCAL N DEL SISTEMA CON EL FILTRO PID 27 FIGURA 2 9 CIRCUITO PARA LA SINTONIZACI N DEL FILTRO PID 28 FIGURA 2 10 DIAGRAMA DE BLOQUES DEL EMD 8200 oai oor tk eee o 30 FIGURA 2 11 DISTRIBUCI N DE PINES DEL PUENTE LMD18200 eee 31 FIGURA 2 12 CONTROL CON SE ALES PWM SIGNO MAGNITUD 0 0 0000 33 FIGURA 2 13 DISTRIBUCI N DE PINES DEL 90422 35 FIGURA 2 14 FUENTE DE ALIMENTACI N DEL PUENTE 1 018200 36 FIGURA 2 15 CIRCUITO ESQUEMATICO DE LA ETAPA DE 39 FIGURA 2 17 CIRCUITO ESQUEMATICO DE LA ETAPA DE 48 FIGURA 2 18 DE SILUETAS DE LA TARJETA DE POTENCIA essere 49 FIGURA 2 19 DE SILUETAS DE LA TARJETA DE CONTROL eee eren ener 50 FIGURA 2 20 CAPA DE SILUETAS DE LA TARJETA DE CONTROL Y SENSADO DE LOS INTERRUPTORES 3 iit cree ea tuis eaten 50 FIGURA 2 21 CAPA DE SILUETAS DE LAS TARJETAS PARA LA OBTENCI N DE LA SENAL NDICE 51 FIGURA 2 22 CAPA DE SILUETAS DE LA TARJETA FUENTE DE 5 FIGURA 2 23 CAPA DE SILUETAS DE LA TARJETA DE SENSADO DE ALTA TENSI N 52 FIGURA 3 1 TRANSMISI N DESDE EL MAESTRO coooooccncnonococnonconnononocnononannannnnnncncconnnn
40. All trajectory parameters are 32 bit values Position is a signed quantity Acceleration and velocity are specified as 16 bit positive only integers having 16 bit fractions The integer portion of velocity specifies how many counts per sampling interval the motor will traverse The fractional por tion designates an additional fractional count per sampling interval Although the position resolution of the LM628 is limited to integer counts the fractional counts provide in creased average velocity resolution Acceleration is treated in the same manner Each sampling interval the commanded acceleration value is added to the current desired velocity to generate a new desired velocity unless the command ve locity has been reached One determines the trajectory parameters for a desired move as follows If for example one has a 500 line shaft encoder desires that the motor accelerate at one revolution per second per second until it is moving at 600 rpm and then decelerate to a stop at a position exactly 100 revolutions from the start one would calculate the trajectory parameters as follows let P target position units encoder counts let encoder lines 4 system resolution then R 500 4 2000 and P 2000 desired number of revolutions P 2000 100 revs 200 000 counts value to load P coding 00030D40 hex code written to LM628 let V velocity units counts sample let T sample time seconds 341 us with 6
41. COMMAND SET INDEX POSITION Command Code 03 Hex Data Bytes None Executable During Motion Yes After this command is executed the absolute position which corresponds to the occurrence of the next index pulse input will be recorded in the index register and bit 3 of the status byte will be set to logic high The position is recorded when both encoder phase inputs and the index pulse input are logic low This register can then be read by the user see description for command RDIP to facilitate aligning the defi nition of home position see description of command DFH with an index pulse The user can also arrange to have the LM628 interrupt the host to signify that an index pulse has occurred See the descriptions for commands MSKI and RSTI LPEI COMMAND LOAD POSITION ERROR FOR INTERRUPT Command Code 1B Hex Data Bytes Two Data Range 0000 to 7FFF Hex Executable During Motion Yes An excessive position error the output of the loop summing junction can indicate a serious system problem e g a stalled rotor Instruction LPEI allows the user to input a threshold for position error detection Error detection occurs when the absolute magnitude of the position error exceeds the threshold which results in bit 5 of the status byte being set to logic high If it is desired to also stop turn off the motor upon detecting excessive position error see com mand LPES below The first byte of threshold data written with command LPEI is
42. LEADS RWG 26 I 110 008T R E 5 1 0754 710 00127 0 65 U ul 0 06 O 0 008T LR A 28 NAMEPLATE 518 8 2 2 3 5 3 Zo amp m lz 2 o 25554 H 5 J TAPPED 0 23 DEEP EQUALLY SPACED ON 4 PLACES OPTICAL ENCODER UTOPI 7 HS METIO T 5VDC 5 100mA Max Square Wave TTL Compatible 360 4 5 2 5 Max 180 54 50 15 90 54 25 15 WHITE CHANNEL A URS A 5 4 GREEN CHANNEL B CCW ROTATION WHEN VIEWED T FROM SHAFT DRIVE END e NOTE The relation of A and B channels to the motor rotating direction must correctly be set If not so overtravel may occur Avoid vibration or shock on the encoder or its output shaft Do not perform the insulation test or measure the insulation resistance re Q 200 to 240 puises rev DIMENSIONS in inches ENCODER LEADS AWG 26 1110008 TIRA L 1 025 E 0 77 L1 0 06 2 0 0012T 1 R 190 008
43. MHz clock let conversion factor 1 minute 60 seconds then V R T C desired rpm and V 2000 341E 6 1 60 600 rpm V 6 82 counts sample V scaled 6 82 65 536 446 955 52 V rounded 446 956 value to load V coding 0006D1EC hex code written to LM628 let acceleration units counts sample sample R T desired acceleration rev sec sec then 2000 341E 6 341E 6 1 rev sec sec and 2 33E 4 counts sample sample A scaled 2 33E 4 65 536 15 24 A rounded 15 value to load A coding 0000000F hex code written to LM628 The above position velocity and acceleration values must be converted to binary codes to be loaded into the LM628 The values shown for velocity and acceleration must be multiplied by 65 536 as shown to adjust for the required integer fraction format of the input data Note that after scal ing the velocity and acceleration values literal fractional data cannot be loaded the data must be rounded and converted to binary The factor of four increase in system resolution is due to the method used to decode the quadrature encoder signals see Figure 9 PID COMPENSATION FILTER The LM628 uses a digital Proportional Integral Derivative PID filter to compensate the control loop The motor is held at the desired position by applying a restoring force to the motor that is proportional to the position error plus the integral of the error plus the derivativ
44. Modules continued FILTER PROGRAMMING MODULE The example filter programming module is shown in Table 4 Load Filter Parameters Coefficients An LFIL Load FlLter command sequence includes com mand LFIL a filter control word and a variable number of data words The LFIL command initiates loading filter coefficients into input buffers The two data bytes written immediately after LFIL comprise the filter control word The first byte programs the derivative sampling coefficient d i e selects the derivative sampling interval The second byte indicates with logical ones in respective bit positions which of the remaining four filter coefficients will be loaded See Figure 8 Table 3 Any com bination of the four coefficients can be loaded within a single LFIL command sequence Immediately following the filter control word the filter coeffi cients are written Each coefficient is written as a pair of data desired position velocity Position profile generator actual position quadrature decoder FIGURE 7 LM628 Simplified Block Diagram Form bytes a data word Because any combination of the four coefficients can be loaded within a single LFIL command sequence the number of data words following the filter control word can vary in the range from zero to four In the case of the example module the first byte of the filter control word 00 hex programs a derivative sampling coef ficient of one The
45. both parameters are absolute Busy bit Check Module velocity data word low Velocity is loaded in two data words These two bytes are the high data word Busy bit Check Module Position is loaded in two data words These two bytes are the high data word XX ns Busy bit Check Module position data word low Busy bit Check Module STT must be issued to execute the desired trajectory Busy bit Check Module STOP MODULE This module demonstrates the programming flow required to stop shaft motion While the LM628 operates in position mode normal stopping is always smooth and occurs automatically at the end of a specified trajectory i e no stop module is required Under exceptional conditions however a stop module can be used to affect a premature stop While the LM628 operates in velocity mode stopping is always accomplished via a stop module The example stop module shown in Table 5 utilizes an LTRJ command sequence and an STT command Load Trajectory Parameters Bits eight through ten of the trajectory control word select the stopping mode See Figure 9 In the case of the example module the first byte of the trajectory control word x1 hex selects motor off as the desired stopping mode This mode stops shaft motion by setting the motor drive signal to zero the appropriate offset binary code to apply zero drive to the motor Setting bit nine of the trajectory control word
46. canales de conversor anal gico digital de 10 bits e Sensor de corriente con amplificador programable e Sensor de temperatura 20 C a 70 C e 2pines de interrupciones externas 19 e 29 pines de prop sito general entrada salida Diseno de baja potencia e Caracter sticas de protecci n del sistema 2 6 CONTROLADOR DRIVER 1 629 Dada la necesidad de exactitud y robustez en el sistema de control del motor se incluye adem s del microcontrolador mencionado anteriormente un dispositivo capaz de ejecutar en tiempo real tareas a velocidades que se manejan con el computador que se requieren para obtener un alto rendimiento en control digital de movimiento Este dispositivo el controlador de precisi n de movimiento LM629 incluye adem s un filtro PID proporcional integral derivativo que puede ser reprogramado en cualquier instante de tiempo lo cual es una gran ventaja ya que de otra forma se necesitar a dise ar diferentes implementaciones en hardware cada vez que se desee lograr este objetivo Otra ventaja importante es que desde el computador se le cargan los par metros de trayectoria del motor es decir la posici n y velocidad deseada que el motor debe cumplir para lograr una prueba en corriente alterna determinada El control de velocidad y o posici n se implementa mediante el controlador LM629 desde el cual se indican los par metros de trayectoria del motor y se encuentra en constante comunicaci n con el microcont
47. command is determined by system hardware there is only one foreseen reason to execute it later if the RESET command is issued because an 8 bit output would then be selected as the default command PORT12 should be im mediately executed This command must not be issued when using an 8 bit converter or the LM629 the PWM output version of the LM628 www national com Initialization Commands DFH COMMAND DEFINE HOME Command Code 02 Hex Data Bytes None Executable During Motion Yes This command declares the current position as home or absolute position O Zero If DFH is executed during motion it will not affect the stopping position of the on going move unless command STT is also executed Continued Interrupt Control Commands The following seven LM628 user commands are associated with conditions which can be used to interrupt the host computer In order for any of the potential interrupt condi tions to actually interrupt the host via Pin 17 the correspond ing bit in the interrupt mask data associated with command MSKI must have been set to logic high the non masked state The identity of all interrupts is made known to the host via reading and parsing the status byte Even if all interrupts are masked off via command MSKI the state of each condition is still reflected in the status byte This feature facilitates polling the LM628 for status information as opposed to interrupt driven operation SIP
48. commands because it is used very frequently to control communications with the host computer There is no identification code it is directly supported by the hard ware and may be executed at any time The single byte status read is selected by placing CS PS and RD at logic zero See Table 7 TABLE 7 Status Byte Bit Allocation Bit Position Function Bit 7 Motor Off Bit 6 Breakpoint Reached Interrupt Bit 5 Excessive Position Error Interrupt Bit 4 Wraparound Occurred Interrupt Bit 3 Index Pulse Observed Interrupt Bit 2 Trajectory Complete Interrupt Bit 1 Command Error Interrupt Bit 0 Busy Bit Bit 7 the motor off flag is set to logic one when the motor drive output is off at the half scale offset binary code for zero The motor is turned off by any of the following condi tions power up reset command RESET excessive position error if command LPES had been executed or when com mand LTRJ is used to manually stop the motor via turning the motor off Note that when bit 7 is set in conjunction with command LTRJ for producing a manual motor off stop the actual setting of bit 7 does not occur until command STT is issued to affect the stop Bit 7 is cleared by command STT except as described in the previous sentence Bit 6 the breakpoint reached interrupt flag is set to logic one when the position breakpoint loaded via command SBPA or SBPR has been exceeded The flag is functional indepen dent of the
49. controles de los par metros de acuerdo a la prueba a ejecutar Cuando los par metros se hayan ajustado se debe activar el control de carga de par metros que se caracteriza por el bot n C identificado con el n mero 5 en la figura 1 2 Se encender el led indicador de carga que se encuentra bajo el bot n y que se identifica en la figura 1 2 con el n mero 4 Una vez cargados los par metros el operador puede accionar el bot n identificado con la letra E numero 6 en la figura 1 2 para dar inicio a la prueba programada Desde este momento hasta que termine la consola recibir y presentar informaci n sobre la tensi n observada en la sonda conectada al divisor nhmico 2 2 2 VISUALIZACI N En el modo autom tico la visualizaci n se hace en el fichero adquisici n en el rea 4 por lo que los datos al igual que en el tipo rampa ser n visualizados a trav s de la interfase grafica en este fichero 2 2 3 SUSPENSI N DE LA PRUEBA Las causales de suspensi n son iguales a las previstas para el tipo rampa y se mencionan para facilitar al operador su comprensi n En el transcurso de la prueba se pueden presentar rupturas del aislamiento o fen menos el ctricos que podr an elevar la corriente fuera de los rangos de tolerancia del transformador en estas circunstancias el sistema tiene protecciones que impiden que se continu con la ejecuci n Es causal de finalizaci n un rompimiento parcial superior al snap over
50. described above are those with HA type encoder With HS type encoder 200 240 pulses some values differ since the inertia is larger Inertia 200 pulses 0 11X10 oz in 240 pulses 0 24X10 oz in sec t SPEED TORQUE CURRENT CHARACTERISTICS E FBST20E 5520 FB5M20E eFB5L20E Speed r min Speed r min 1 Speed r min Speed r min 4000 fee 3000 2000 1000 0672 4 6 8 RMS Torque ozin RMS Torque oz in RMS Torque oz in RMS Torque oz in A Area of safe continuous duty without air cooling Environmenta conditions B Area of intermittent duty Temperature 25 C Humidity 80 max Note Motor mounted on 4 in X 4 in X 1 8 in heat sink Curve data for an armature temp of 100 C e 200 io 1000 pu SOF AT ises rev BIDIMENSIONS in inches ENCODER LEADS AWG 28 SHIELDED EEE lt 110 008 L ela 075 Lu 106 ul 0 06 d Le 210012115 RED 90 196919 0 008T 1 R El
51. enumera a continuaci n leer byte de status Es una se al de ejecuci n del elemento virtual con el que se pretende controlar el flujo del programa 77 T ALTA Activa o desactiva el interruptor de alta tensi n DOOR Activa o desactiva el interruptor de enclavamiento de la puerta brake Activa o desactiva el bit de freno presente en el puente h LMD18200 baud rate Indica la tasa en baudios para las comunicaciones con el microcontrolador MC 68HC9085SR12 STATUS BYTE Es el byte de estado del LM629 objeto de este sub VI BUSY Es el bit que indica la condici n de ocupado o no del LM629 3 3 4 Sub VI RST Este sub VI coloca un bajo en el pin RST del LM629 observar la tabla 3 4 donde se ve que para ejecutar un reset en el microcontrolador es preciso colocar en bajo el CS y RST El sub VI abarca el reset del LM629 o tambi n puede ejecutar un reset completo del sistema mediante el uso del bit 5 del byte de control del bloque ADC figura 3 6 Mediante esta ltima funci n el puntero del microcontrolador Motorola MC 68HC9085R12 retorna a su posici n de inicio figura 3 3 78 Figura 3 10 Sub VI RST Fuente LabView Los terminales que se observan en la figura 3 10 tienen las funciones que se describen a continuaci n RST Hardware Es una l nea de activaci n para el control de flujo del programa 5 629 Para ejecutar un reset exclusivo del microcontrolador LM629
52. gt 30V so some precautions are in order Proper heat sink design is essential and it is normally necessary to heat sink the Vcc supply pin pin 6 with 1 square inch of copper on the PCB www national com 00281 01 LMD18200 Application Information continued INTERNAL CHARGE PUMP AND USE OF BOOTSTRAP CAPACITORS To turn on the high side sourcing DMOS power devices the gate of each device must be driven approximately 8V more positive than the supply voltage To achieve this an in ternal charge pump is used to provide the gate drive voltage As shown in Figure 5 an internal capacitor is alternately switched to ground and charged to about 14V then switched to V supply thereby providing a gate drive voltage greater than V supply This switching action is controlled by a con tinuously running internal 300 kHz oscillator The rise time of this drive voltage is typically 20 us which is suitable for oper ating frequencies up to 1 kHz s TO GATE DRIVE CIRCUIT C CHARGE PUMP GROUND 05010568 6 FIGURE 5 Internal Charge Pump Circuitry For higher switching frequencies the LMD18200 provides for the use of external bootstrap capacitors The bootstrap principle is in essence a second charge pump whereby a large value capacitor is used which has enough energy to quickly charge the parasitic gate input capacitance of the power device resulting in much faster rise times The switch Typical Applications FIXED OFF TIME
53. ha terminado y fue correcta en caso contrario su estado ser equivalente a un bajo En este escenario y dado que tanto RX como TX tienen esperas se concluye que se present una falla de comunicaci n Este sub VI tambi n discrimina las interrupciones presentes y si es pertinente finaliza la prueba Las interrupciones que ocasionan el fin de la prueba son las de emergencia o por excesivo error de posici n La interrupci n por error de escritura de comandos reitera el envi anterior mientras que cuando la 76 interrupci n se presenta por finalizaci n de trayectoria el sub VI omite cualquier acci n al igual que cuando no existe interrupci n alguna 3 3 3 Sub VI RDSTAT Este sub VI deriva su nombre del comando read status del controlador del motor el LM629 Tiene como objeto la lectura del byte de status y se configura por la colocaci n en las l neas de control CS PS y RD en estado bajo mientras que RST se coloca en alto para evitar el reset del Cl data sheet LM629 National Instrument El byte de estado del LM629 contiene informaci n que se debe verificar cuando se realizan operaciones de escritura El bit LSB de este byte indica el estado ocupado o no del microcontrolador Figura 3 9 Sub VI RDSTAT leer byte status gt T_ALTA DODR baud rate i brake r H 2 STATUS BYTE Fuente LabView En la figura 3 9 se observan los terminales de entrada y salida de este sub VI y su funci n se
54. los datos se regresa al bucle de recepci n en espera de una nueva palabra de control Esta secuencia es consecuente con los requerimientos del LM629 DATA SHEET LM629 National Semiconductor En la opci n 2 se lee el puerto de datos del LM629 y se transmite a trav s de la subrutina TX luego de lo cual se regresa al bucle de recepci n en espera de un nuevo vector de control desde el PC 14 El puerto de datos del LM629 corresponde con el puerto D del MC68HC908SR12 15 El bucle esta limitado por el modulo COP que funciona como WATCHDOG 65 La opci n 3 esta presente para permitir el cumplimiento de las secuencias de escritura y lectura del LM629 DATA SHEET LM629 National Semiconductor que corresponde con los vectores de control precedentes a una lectura o escritura por lo que simplemente en este punto se coloca el vector de control en el puerto A del 68 9085 12 y se regresa al bucle de recepci n En los siguientes apartados se hace una descripci n de las subrutinas usadas dentro del programa general as como del bloque ADC observado en la figura 3 3 En este bloque se implementan funciones extra as como la lectura de los cinco canales habilitados del conversor anal gico digital incorporado en el microcontrolador Motorola MC 8HC908S8R 12 3 2 1 Subrutina RX en Motorola MC68HC908SR12 La subrutina RX inicia con la configuraci n de los registros SCC1 y SCC2 que habilitan el modulo SCI y la recepci n del microcon
55. may occur as a result of shorted loads The protection circuitry monitors this increase in current the threshold is set to approximately 10 Amps and shuts off the power device as quickly as possible in the event of an overload condition In a typical motor driving ap plication the most common overload faults are caused by shorted motor windings and locked rotors Under these con ditions the inductance of the motor as well as any series in ductance in the V supply line serves to reduce the mag nitude of a current surge to a safe level for the LMD18200 Once the device is shut down the control circuitry will peri odically try to turn the power device back on This feature al lows the immediate return to normal operation in the event that the fault condition has been removed While the fault re mains however the device will cycle in and out of thermal shutdown This can create voltage transients on the supply line and therefore proper supply bypassing tech niques are required The most severe condition for any power device is a direct hard wired screwdriver long term short from an output to ground This condition can generate a surge of current through the power device on the order of 15 Amps and re quire the die and package to dissipate up to 500 Watts of power for the short time required for the protection circuitry to shut off the power device This energy can be destructive particularly at higher operating voltages
56. metros de este tipo de prueba En este caso los par metros de tiempo tensi n m xima y de paso desaparecen y se observan solamente los controles de rampa y snap over activos Figura 2 7 Controles par metros de la prueba Tipo cebado Los par metros de este tipo de prueba se colocan en los controles que aparecen en el rea inferior izquierda de la consola virtual En la figura 2 7 se muestran los controles para esta prueba La prueba inicia con un mensaje de advertencia para el operador sobre la secuencia de inicio y previene sobre el cierre o no de la puerta si se observan personas en el sal n de alta tensi n La secuencia de inicio impone la obligatoriedad de enclavar la puerta y energizar la consola tal y como se hace en el tipo rampa 17 A lo largo de esta operaci n la pantalla principal ofrece mensajes con los que ilustra el procedimiento adecuado Cuando se ha energizado el sistema la consola virtual verifica la coherencia de los interruptores con los controles en el panel principal Luego de las verificaciones previas la pantalla principal presentar el mensaje Introduzca par metros de la prueba En este punto de operaci n se espera que el operador adecue los controles de los par metros de acuerdo con la prueba a ejecutar Cuando los par metros se hayan ajustado se debe activar el control de carga de par metros que se caracteriza por el bot n C identificado con el n mero 5 en la figura 1
57. multi function printers This is because DC servomotors can provide stable drive operation in a wider range of speed YASKAWA MINERTIA MOTORS F SERIES are small and light DC ser vomotors which have achieved reduction of torque ripple by opti mum special design F SERIES have been accepted for a large variety of applications such as SERIAL PRINTERS PLOTTERS COPY MACHINES etc n N 2 pa aN Se ia j ai A TAI y n EZ ER Ng y CI MN pi LL 22 When FB5M20E is used for printer c rriag load inertia ez in s load torque 9 0 02 in in th following duty SE 5 5 2 Load inertia JL 8 3X1002 in S E f END 2 Motor inertia Jm 0 86 x107 z in s Load torque TL 9 0 oz in 5 ein 83 X10 y 24 pers 212 de y 2nX1200 0 86 48 3 49 0 M leration 22 NUv1J9 yq 2277 075 S 0 7 22 60x0 075 x 215 ec umb xe Ns 7 24x 1200 0 86 8 3 X10 9 9 6 30 0z in 5 LEA AS uo s MN LU xtc Tpb Xt Actual torque MELLA 282 C i 5 amp it is found from specifications and characteristic tables 22 i E ince Found AS p 5 i f B5M20E rating torque 15 8 3 oz 1 d eak tor ue IS 38 90 oz in this m 988 123
58. parte inferior izquierda se encuentran controles que cambian seg n el modo de operaci n de la consola virtual y que para efectos did cticos se ha denominado rea 2 Por defecto la consola virtual presenta los controles como se observan en la figura 1 2 sin embargo cuando se opera en modo autom tico los controles 2 y 3 que se observan en la figura 1 2 desaparecen y en su lugar se colocar n los controles de los par metros pertinentes al tipo de prueba elegido Figura 1 2 rea 2 en modo archivo Tensi n Control de ejecuci n Activando este pulsador se apaga totalmente la operaci n de la consola virtual Control de tensi n manual Este control funciona exclusivamente cuando la consola se encuentra en MODO MANUAL e indica el valor de tensi n observado en el transformador de alta tensi n idealmente en vaci Abrir Este interruptor tiene funci n exclusiva en el MODO ARCHIVO y con el se solicita la apertura de una tabla de datos recopilados en una prueba anterior Led de carga Este indicador se enciende cuando en una prueba se ha efectuado una carga de par metros exitosa Carga Este control inicia la carga de los par metros actuales del panel de la consola como los pertinentes para la prueba en proceso Ejecutar Con este control se da inicio a la prueba programada por el operador Ayuda Es el control que solicita la apertura del archivo de ayuda de la consola virtual Led de ej
59. periods Reset does the following 1 Filter coefficient and trajectory parameters are zeroed 2 Sets position error threshold to maximum value 7FFF hex and effectively executes command LPEI The SBPA SBPR interrupt is masked disabled The five other interrupts are unmasked enabled Initializes current position to zero or home position Sets derivative sampling interval to 2048 fc or 256 us for an 8 0 MHz clock 7 DAC port outputs 800 hex to zero a 12 bit DAC and then reverts to 80 hex to zero an 8 bit DAC Immediately after releasing the reset pin from the LM628 the status port should read 00 If the reset is successfully completed the status word will change to hex 84 or C4 oa Pw www national com 629IN1 829IN1 LM628 LM629 Pinout Description continued within 1 5 ms If the status word has not changed from hex 00 to 84 or C4 within 1 5 ms perform another reset and repeat the above steps To be certain that the reset was properly performed execute a RSTI command If the chip has reset properly the status byte will change from hex 84 or C4 to hex 80 or CO If this does not occur perform another reset and repeat the above steps Pin 28 16 Supply Voltage Vpp Power supply voltage 45V 2048 DATA PINS 18 23 on PIS 20 r SELECT PIN 24 8 STROBE PIN 25 feLK m 00921910 FIGURE 8 12 Bit Multiplexed Outp
60. programs the LM628 to operate in position mode The second byte OA hex indi cates velocity and position will be loaded and both param eters are absolute Four data words two for each parameter loaded follow the trajectory control word Start Motion Control The start motion control command STT STarT transfers new trajectory parameters from input buffers to working reg isters and begins execution of the new trajectory Until STT is executed the new trajectory parameters do not affect shaft motion Note At this point no actual trajectory parameters are loaded Calculation of trajectory parameters and execution of example moves is left for a later section high byte not not not Velocity Mode Stop used used used Abruptly Forward Direction Velocity Mode Stop Turn off only Smoothly Motor 01086011 not not Acceleration Velocity Position used data is will be will be relative loaded loaded Acceleration Velocity Position will be loaded data is data is relative relative 01086012 FIGURE 9 Trajectory Control Word Bit Allocation www national com 69 NV AN 693 l Program Modules continued TABLE 5 Trajectory Programming Module Port Bytes Command Comments This command initiates loading the trajectory parameters input buffers Busy bit Check Module These two bytes are the trajectory control word A OA hex LB indicates velocity and position will be loaded and
61. quadrature digital to analog decoder converter phases A and B from oscilloscope encoder input from LM628 LM629 pin 17 host interrupt output to scope trigger 01086023 FIGURE 20 Circuit for Viewing the System Step Response with an Oscilloscope 5V div 100 mSEC div Trigger Signal CH1 Step Response CH2 01086024 FIGURE 21 The Step Response of an Under Damped Control System 23 www national com 69 NV LM628 Programming Guide AN 693 Ill Tuning the PID Filter continued 5V div 100 mSEC div Trigger Signal Step Response FIGURE 22 The Step Response of an Over Damped Control System 5V div 100 mSEC div Trigger Signal 01086025 Step Response FIGURE 23 The Step Response of a Critically Damped Control System LIFE SUPPORT POLICY 01086026 NATIONAL S PRODUCTS ARE NOT AUTHORIZED FOR USE AS CRITICAL COMPONENTS IN LIFE SUPPORT DEVICES OR SYSTEMS WITHOUT THE EXPRESS WRITTEN APPROVAL OF THE PRESIDENT AND GENERAL COUNSEL OF NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION As used herein 1 Life support devices or systems are devices or systems which a are intended for surgical implant into the body or b support or sustain life and whose failure to perform when properly used in accordance with instructions for use provided in the labeling can be reasonably expected to result in a significant injury to the user National Semiconductor National Semic
62. re enabled after each command sequence The second ap proach is to avoid hardwired interrupts and poll the LM628 status byte for interrupt status The status byte always reflects the interrupt condition status independent of whether or not the interrupts have been masked TYPICAL HOST COMPUTER PROCESSOR INTERFACE The LM628 is interfaced with the host computer processor via an 8 bit parallel bus Figure 12 shows such an interface and a minimum system configuration As shown in Figure 12 the LM628 interfaces with the host data address and control lines The address lines are de coded to generate the LM628 CS input the host address LSB directly drives the LM628 PS input Figure 12 also shows an 8 bit DAC and an LM12 Power Op Amp interfaced to the LM628 LM628 AND HIGH PERFORMANCE CONTROLLER HPC INTERFACE Figure 13 shows the LM628 interfaced to a National HPC High Performance Controller The delay and logic associated with the WR line is used to effectively increase the write data hold time of the HPC as seen at the LM628 by causing the WR pulse to rise early Note that the HPC CK2 output www national com Typical Applications continued provides the clock for the LM628 The 74LS245 is used to decrease the read data hold time which is necessary when interfacing to fast host busses INTERFACING A 12 BIT DAC Figure 14 illustrates use of a 12 bit DAC with the LM628 The 74LS378 hex gated D flip flop and an inverte
63. se ales de control que entrega el LM629 y ser n interpretadas por el puente H para ejecutar la posici n la velocidad y la aceleraci n deseadas en el motor e Interruptores de alta tensi n y de enclavamiento de la puerta estas dos senales se activan desactivan desde el computador los interruptores de alta tensi n y enclavamiento de puerta 41 2 12 2 Diagrama esquem tico de la etapa de potencia El elemento central de la etapa de potencia es el circuito integrado LMD18200 encargado de actuar como puente H y controlar el motor Adem s en esta etapa es donde act an los rel s que controlan a los interruptores de la consola interruptor de alta tensi n e interruptor de enclavamiento de puerta y llegan las senales que sensan el estado de los interruptores y el estado de la protecci n contra sobrecorriente En la figura 2 17 se observa el diagrama esquem tico de la etapa de potencia se muestran el LMD18200 a los rel s de control de interruptores adem s de los circuitos integrados SFH6700 y 4n36 Con estos dos tipos de optoaisladores se desacopla la etapa de control de la potencia para proteger los integrados de control ya que stos no pueden manejar altas corrientes Senales de entrada de la etapa de potencia e PWM signo PWM magnitud Son las se ales provenientes del LM629 Debido a que estas se ales tienen anchos de pulsos de muy corta duraci n orden de microsegundos se utiliz el optoaislado
64. se puede iniciar con la carga de una prueba guardada para lo cual es preciso obturar el bot n denominado Abrir en el panel frontal de la consola virtual Este control se ubica en el rea 2 y esta identificado con el n mero 3 en la figura 1 2 Cuando se activa el control abrir se despliega un cuadro de di logo para la elecci n del archivo que se desea visualizar Una vez cargado el fichero Archivo se activar dejando ver gr ficamente en el rea 4 los datos correspondientes al archivo cargado 22 4 2 VISUALIZACI N Para la visualizaci n de archivos la consola virtual se ubica autom ticamente en el fichero archivo que permite el uso de herramientas de zoom para el an lisis de los datos adem s se dispone de cursores y las herramientas b sicas para el cambio de color y espesor de la l nea en la grafica Figura 4 1 Fichero Archivo 10 En la figura 4 1 se observa el fichero archivo utilizado para la visualizaci n de datos de pruebas anteriores Los elementos constitutivos de este se enumeran a continuaci n de acuerdo con el n mero relacionado en la figura 4 1 23 1 Cursor L neas gu a que se utilizan para centrar el objetivo de un Zoom in 2 Graph palette Herramienta de LabView i que activa la operaci n del mouse para las l neas cursores 3 Graph palette Herramienta de LabView que activa la operaci n del mouse para zoom sobre la selecci n 4 Graph pal
65. second byte x8 hex indicates only the proportional gain coefficient will be loaded Immediately following the filter control word the proportional gain coefficent is written In this example Ko is set to ten with the data word 000A hex The other three filter coefficients remain at zero their reset value Update Filter The update filter command UDF transfers new filter coeffi cients from input buffers to working registers Until UDF is executed the new filter coefficients do not affect the transfer characteristic of the filter motor drive signal 8 or 12 bit from quadrature encoder 01086009 www national com 69 NV AN 693 Program Modules continued high byte Derivative term Sampling Interval selection code low byte 171615141 lelie not used logical 1 corresponding coefficient will be loaded logical O corresponding coefficient will not be loaded 01086010 FIGURE 8 Filter Control Word Bit Allocation TABLE 3 Derivative Term Sampling Interval Selection Codes Filter Control Word Bit Position d Selected Derivative Term es gt 1 91 90 Sampling Interval T 0 0 0 0 0 0 0 0 1 Tg 0 0 0 0 0 0 0 1 2 ST 0 0 0 0 0 0 1 0 3 3T 0 0 0 0 0 0 1 1 4 4T e e e e 1 1 1 1 1 1 1 1 256 256T Ts 2048 x 2 System Sample Period Tg ds X Tg Derivative term Sampling Interval www national com 6
66. selects stop abruptly as the desired stopping mode This mode stops shaft motion at maximum deceleration by setting the target position equal to the current position Setting bit ten of the trajectory control word selects stop smoothly as the desired stopping mode This mode stops shaft motion by decelerating at the current user programmed acceleration rate Note Bits eight through ten of the trajectory control word must be used exclusively only one of them should be logic one at any time Start Motion Control The start motion control command STT must be executed to stop shaft motion Comments After shaft motion is stopped with either an abrupt or a smooth stop module the control system will attempt to hold the shaft at its current position If forced away from this desired resting position and released the shaft will move back to the desired position Unless new trajectory param eters are loaded execution of another STT command will restart the specified move After shaft motion is stopped with a motor off stop module desired shaft position tracks actual shaft position Conse quently the motor drive signal remains at zero and the control system can not affect shaft position the shaft should be stationary and free wheeling If there is significant drive amplifier offset the shaft may rotate slowly but with minimal torque capability Unless new trajectory parameters are loaded execution of another STT comman
67. system uses an 8 MHz clock The sample period of the reference system is determined SECONDS 2048 sl SAMPLE 1 eu 256 x 10 6 8x 106Hz The number of samples during acceleration and decelera tion is determined 2 5 SECONDS SECONDS SAMPLE number of samples 9766 SAMPLES during acceleration 256 x 10 6 Using the number of counts traveled during acceleration and the number of samples during acceleration acceleration is determined at distance traveled during 2 time tat acceleration a 2s 2 12 000 COUNTS 22 L 0 000252 2 9766 SAMPLES 2 COUNTS SAMPLE2 Total counts traveled while at maximum velocity is four fifths the total counts traveled 4 a COUNTS _ 96 000 COUNTS Note 7 Average velocity during acceleration and deceleration periods is one half the maximum velocity TABLE 9 Simple Relative Position Move Program Port Bytes Command Comments LTRJ Initialization Module Filter Programming Module This command initiates loading the trajectory parameters input buffers Busy bit Check Module d 00 HB These two bytes are the trajectory control word A 2B hex LB indicates all three d 2B LB parameters will be loaded and both acceleration and velocity will be absolute values while position will be a relative value Busy bit Check Module d 00 HB Acceleration is loaded in two data words These two bytes are the high data word In d 00 LB this ca
68. the more significant The user can have the LM628 interrupt the host to signify that an exces sive position error has occurred See the descriptions for commands MSKI and RSTI LPES COMMAND LOAD POSITION ERROR FOR STOPPING Command Code 1A Hex Data Bytes Two Data Range 0000 to 7FFF Hex Executable During Motion Yes Instruction LPES is essentially the same as command LPEI above but adds the feature of turning off the motor upon detecting excessive position error The motor drive is not actually switched off it is set to half scale the offset binary code for zero As with command LPEI bit 5 of the status byte is also set to logic high The first byte of threshold data written with command LPES is the more significant The user can have the LM628 interrupt the host to signify that an excessive position error has occurred See the descriptions for commands MSKI and RSTI SBPA COMMAND Command Code 20 Hex Data Bytes Four Data Range C0000000 to 3FFFFFFF Executable During Motion Yes This command enables the user to set a breakpoint in terms of absolute position Bit 6 of the status byte is set to logic high when the breakpoint position is reached This condition is useful for signaling trajectory and or filter parameter up dates The user can also arrange to have the LM628 inter rupt the host to signify that a breakpoint position has been reached See the descriptions for commands MSKI and RSTI SBPR COMMAND
69. the specified trajectory Under exceptional circumstances it may be desired to manu ally intervene with the trajectory generation process to affect a premature stop In velocity mode operations however the normal means of stopping is via bits 8 through 10 usually bit 10 Bit 8 is set to logic one to stop the motor by turning off motor drive output outputting the appropriate offset binary code to apply zero drive to the motor bit 9 is set to one to stop the motor abruptly at maximum available acceleration by setting the target position equal to the current position and bit 10 is set to one to stop the motor smoothly by using the current user programmed acceleration value Bits 8 through 10 are to be used exclusively only one bit should be a logic one at any time Bits O through 5 inform the LM628 as to whether any or all of the trajectory controlling parameters are about to be written and whether the data should be interpreted as absolute or relative The user may choose to update any or all or none of the trajectory parameters Those chosen for updating are so indicated by logic one s in the corresponding bit posi tion s Any parameter may be changed while the motor is in motion however if acceleration is changed then the next STT command must not be issued until the LM628 has completed the current move or has been manually stopped The data bytes specified by and immediately following the trajectory control word are written
70. to those of single sided boards Note 3 In order to read the busy bit the status byte must first be read The time required to read the busy bit far exceeds the time the chip requires to set the busy bit It is therefore impossible to test actual busy bit delay The busy bit is guaranteed to be valid as soon as the user is able to read it www national com F INDEX AeBeIN 00921904 FIGURE 2 Quadrature Encoder Input Timing CLOCK 6 74 15 RESET 00921905 FIGURE 3 Clock and Reset Timing T7 T7 ES Vr T8 T9 PS ViL 00921906 FIGURE 4 Status Byte Read Timing www national com 629IN1 829IN1 LM628 LM629 7 CS Vi 8 19 PS Vi 114 4 WR Vit Y DATA 116 BUSY BIT 00921907 FIGURE 5 Command Byte Write Timing 00 07 BUSY BIT 00921908 FIGURE 6 Data Word Read Timing www national com 6 HIGH 00 07 BUSY BIT 00921909 FIGURE 7 Data Word Write Timing Pinout Description See Connection Diagrams Pin numbers for the 24 pin sur face mount package are indicated in parentheses Pin 1 17 Index IN Input Receives optional index pulse from the encoder Must be tied high if not used The index position is read when Pins 1 2 and 3 are low
71. velocity 500 000 counts control system this response exhibits excessive rise time sample acceleration 300 000 counts sample sample These values gener which indicates a sluggish system The filter parameters ated a good small signal step input for the reference system other systems will require different trajectory parameters In general step trajectory param eters consist of a small relative position a high velocity and a high accelera used to generate this response were as follows Ko 35 10 000 d 7 i 1000 Figure 22 indicates the need to tion decrease k and dg The position parameter must be relative Otherwise a define home command Figure 23 represents the step response of a critically DFH must be added to the main loop of the step generation section filter damped control system this response exhibits virtually zero tuning program See Figure 19 The circuit for viewing the system step response uses an 8 bit analog to digital converter See Figure 20 To prevent converter overflow the step position parameter must not be set higher than 200 counts overshoot and short rise time The filter parameters used to generate this response were as follows kp 40 kj 5 4000 d 4 i 1000 Note 10 The circuit of Figure 20 produces an inverted step response graph The oscilloscope input was inverted to produce a positive going more familiar step response graph ty HCTL 2000 DACO800
72. velocity mode and indicates a rela tive velocity will be loaded See Figure 9 Trajectory parameters calculations follow the same format as those detailed for the simple absolute position move See Figure 12 TABLE 10 Basic Velocity Mode Move with Breakpoints Program Port Bytes Command Comments Initialization Module Filter Programming Module 1C MSKI Mask interrupts Busy bit Check Module d XX HB don t care d 40 LB A 40 hex LB enables unmasks the breakpoint interrupt All other interrupts are disabled masked Busy bit Check Module 21 SPBR command initiates loading a relative breakpoint Busy bit Check Module d 18 HB d 28 LB d 00 HB A breakpoint is loaded in two data words These two bytes are the high data word In d 01 LB this case the breakpoint is 80 000 counts relative to the current commanded target position zero Busy bit Check Module d 38 HB breakpoint data word low d 80 LB Busy bit Check Module 1F LTRJ Load trajectory Busy bit Check Module These two bytes are the trajectory control word A 18 hex HB programs forward direction velocity mode operation A 28 hex LB indicates acceleration and velocity will be loaded and both values are absolute 15 www national com 69 NV AN 693 ll Programs continued TABLE 10 Basic Velocity Mode Move with Breakpoints Program Continued Port Bytes Command Comments B
73. word It also resets bit fifteen of the Signals Register and pin 17 the host interrupt output pin Busy bit Check Module Don t care Zeros in bits one through six indicate all interrupts will be reset Busy bit Check Module Comments Figure 7 illustrates in simplified block diagram form the LM628 The profile generator provides the control loop input desired shaft position The quadrature decoder provides the control loop feedback signal actual shaft position At the first summing junction actual position is subtracted from desired position to generate the control loop error signal position error This error signal is filtered by the PID filter to provide the motor drive signal After executing the example initialization module the follow ing observations are made With the integration limit term i and the filter gain coefficients kp and kg initialized to zero the filter gain is zero Moreover after a reset desired shaft position tracks actual shaft position Under these con ditions the motor drive signal is zero The control system can not affect shaft position The shaft should be stationary and free wheeling If there is significant drive amplifier offset the shaft may rotate slowly but with minimal torque capability Note Regardless of the free wheeling state of the shaft the LM628 continu ously tracks shaft absolute position www national com Program
74. zu Em Aerror 01086021 FIGURE 18 Proportional Integral and Derivative PID Force Components TABLE 11 Initialization Section Filter Tuning Program Port Bytes Command Comments 00 RESET See Initialization Module Text wait The maximum time to complete RESET tasks is 1 5 ms 06 PORT12 RESET default size of the port is eight bits This command initializes the port for a 12 bit DAC It should not be issued in systems with an 8 bit DAC Busy bit Check Module 1D RSTI This command resets only the interrupts indicated by zeros in bits one through six of the next data word It also resets bit fifteen of the Signals Register and the host interrupt pin pin 17 Busy bit Check Module d XX HB don t care d 00 LB Zeros in bits one through six indicate all interrupts will be reset Busy bit Check Module 1C MSKI This command masks the interrupts indicated by zeros in bits one through six of the next data word Busy bit Check Module d XX HB don t care 19 www national com 69 NV AN 693 Tuning the PID Filter continued TABLE 11 Initialization Section Filter Tuning Program Continued Port Bytes Command Comments d 04 LB A 04 hex LB enables unmasks the trajectory complete interrupt All other interrupts are disabled masked See Figure 6 Busy bit Check Module 1 LFIL This command initiates loading the filter coefficient
75. 00921903 LM629M NC GND 2 4 5 6 7 8 9 HI PWM SIGN NC n Do not connect Order Number LM629M 6 LM629M 8 LM628N 6 LM628N 8 LM629N 6 or LM629N 8 See NS Package Number M24B or N28B PWM MAG 00921921 www national com Absolute Maximum Ratings note 1 Ta lt 85 C Note 2 605 mW If Military Aerospace specified devices are required ESD Tolerance please contact the National Semiconductor Sales Office Czap 120 pF Rzap 1 5k 1000V Distributors for availability and specifications Voltage at Any Pin with Operating Ratings Respect to GND 0 3V to 7 0V Ambient Storage Temperature 65 C to 150 C Temperature Range 40 C lt Ta lt 85 Clock Frequency LM628N 6 LM629N 6 Lead Temperature 28 pin Dual In Line Package Soldering 4 sec 260 C LM629M 6 1 0 MHZ lt foi 6 0 MHZ 24 pin Surface Mount LM628N 8 LM629N 8 Package Soldering 10 sec 300 C LM629M 8 10 MHZ lt fore 8 0 MHZ Maximum Power Dissipation Vpp Range 4 5V lt Vpp lt 5 5V DC Electrical Characteristics Voo and T4 per Operating Ratings 6 MHz Symbol Parameter Conditions Tested Limits Units Min Max lop Supply Current Outputs Open 110 mA INPUT VOLTAGES Vin Logic 1 Input Voltage 2 0 V Vu Logic O Input Voltage 0 8 V lin Input Currents 0 lt Vin Voo 10 10 Logic 1 lou 1 6 mA 2 4 V Logic 0 lo 1 6 mA 0 4 V lour TRI STATE Output Leakage Current 0
76. 1 gt 40 1969 40 5000 OPTICAL ENCODER 2 19 2 96 2 60 3 37 3 00 3 77 589 70 MOPTICAL ENCODER CHARACTERISTIC TABLES 5VDC 5 100mA Max Square Wave TTL Compatible 360 4 5 2 5 p p Max 180 54 503 1596 90 54 25 15 Waveform BE OV CHANNEL A CHANNEL B CCW ROTATION WHEN VIE SHAFT DRIVE END NOTE The relation of A and B channels to the motor rotating direction must correctly be set If not so overtravel may occur Avoid vibration or shock on the encoder or its output shaft Do not perform the insulation test or measure the insulation resistance 4 2 3 9 1 9 2 8 3 6 2 6 2 6 5 7 5 7 5 7 8 5 9 5 5 2 8 0 10 7 11 3 12 2 043 0 50 0 58 1 86 0 85 1 10 1 31 1 53 2 22 2 36 1 94 2 64 3 13 4 61 5 69 22 8 16 9 14 0 11 7 11 5 0 46 0 53 0 56 0 62 0 67 0 45 0 74 1 10 1 30 1 50 5710 6320 7110 6330 6100 1200 1200 1200 1200 1200 3500 3500 3500 3500 3500 18 1 23 7 30 0 27 0 281 2 0 1 90 1 95 2 33 2 54 9 9 14 8 19 7 25 9 30 8 O Time Rating Continuous Direction of Rotation When current is supplied to the O Dielectric Strength 500VAC 1 min red lead it rotates counterclock Applicable Environment wise viewed from drive end Applicable Loc
77. 2 Contactor principal eg ee eed 6 1 3 3 Contactor auxiliar uere ERE pete Eee E re ee ere te i e 7 1 3 4 Rel de sobrecorriente tipo 1 essere 7 1 3 5 Interruptores equipo de medida e indicadores esse 7 1 4 SISTEMA DE VARIACI N DE TENSI N icis cias 9 1 5 TIPOS DE ENSAYOS REALIZADOS EN CORRIENTE ALTERNA EN EL LABORATORIO DE ALTA TENSION sariin Menten tutos dientes edat 10 1 5 1 Ensayo de aislamiento esses eene entente eene trennen 10 1 5 2 Ensayo de efecto Orna sissies a i a aiaa a a E nitent ener 11 1 5 3 Ensayo de Radiointerferencia RIV eese 11 17 54 Ensayo a Par rrayos aee di idas 11 2 DISE O DEL SISTEMA DE CONTROL ccsssssssssssssssessssssnessssssscsssecssesssccesecssccssccsscsssccsscessees 12 2 1 CRITERIOS Y PAR METROS DE DISE O isaac 12 2 2 DESCRIPCI N DELIHABDWABE iaa 14 2 3 DIAGRAMA DE BLOQUES FUNCIONALES 15 2 4 SELECCI N DELMOTOR dota 16 2 5 MICROCONTROLADOR 68 9 8 5 12 18 2 6 CONTROLADOR DRIVER LM629 cessere eene 20 2 6 1 Caracter sticas del LM629N sss eene eterne 21 2 6 2 Compensador proporcional integral derivativo PID sss 26 2 7 DECODIFICADOR EN CUADRATURA HCTL2000 27 2 8
78. 2 Se encender el led indicador de carga que se encuentra bajo el bot n y que se identifica en la figura 1 2 con el n mero 4 Una vez cargados los par metros el operador puede ejecutar en cualquier momento el bot n identificado con la letra E n mero 6 en la figura 1 2 para dar inicio a la prueba programada Desde este momento hasta que termine la consola recibir y presentar informaci n sobre la tensi n observada en la sonda conectada al divisor hmico 2 3 2 VISUALIZACI N En el modo autom tico la visualizaci n se hace en el fichero adquisici n en el rea 4 por lo que los datos al igual que en el tipo rampa ser n visualizados a trav s de la interfase grafica en este fichero 2 3 3 SUSPENSI N DE LA PRUEBA Las causales de suspensi n son iguales a las previstas para el tipo rampa y se mencionan para facilitar al operador su comprensi n En el transcurso de la prueba se pueden presentar rupturas del aislamiento o fen menos el ctricos que podr an elevar la corriente fuera del margen admisible en estas circunstancias el sistema tiene protecciones que impiden que se continu con la ejecuci n Es causal de finalizaci n un rompimiento parcial superior al snap over cargado por el operador o un bloqueo del eje del autotranstormador La parada de emergencia si es obturada o se mantiene activada al momento del inicio de la prueba impide la ejecuci n Si en cualquier evento se pierde la com
79. 2400Vrms 60Hz high voltage stress across every ISO122 isolation barrier No partial discharge may be initiated to pass this test This criterion confirms transient overvoltage 1 6 X 1500Vrms protection without damage to the ISO122 Lifetest results verify the absence of failure under continuous rated voltage and maximum temperature This new test method represents the state of the art for non destructive high voltage reliability testing It is based on the effects of non uniform fields that exist in heterogeneous dielectric material during barrier degradation In the case of void non uniformities electric field stress begins to ionize the void region before bridging the entire high voltage barrier The transient conduction of charge during and after the ionization can be detected externally as a burst of 0 01 0 105 current pulses that repeat on each AC voltage cycle The minimum AC barrier voltage that initiates partial dis charge is defined as the inception voltage Decreasing the barrier voltage to a lower level is required before partial discharge ceases and is defined as the extinction voltage We have characterized and developed the package insulation processes to yield an inception voltage in excess of 2400Vrms so that transient overvoltages below this level will not damage the 150122 The extinction voltage is above 1500Vrms so that even overvoltage induced partial dis charge will cease once the barrier voltage is reduced to
80. 2JU Plastic SOIC BURR BROWN 3 150122 TYPICAL PERFORMANCE CURVES T 25 C V 15V unless otherwise noted Output Voltage V Output Voltage V Peak Isolation Voltage SINE RESPONSE f 2kHz 10 0 500 1000 Time us STEP RESPONSE 1 10 0 500 1000 Time us ISOLATION VOLTAGE vs FREQUENCY Max DC Rating Degraded Performance Typical Performance 100 1k 10k 100k 1M 10M 100M Frequency Hz BURR BROWN 150122 4 IMR dB V Output Voltage Output Voltage V SINE RESPONSE f 20kHz 10 160 140 120 100 80 60 40 50 Time us 50 Time us STEP RESPONSE 100 100 IMR vs FREQUENCY 10 100 1k 1 Frequency Hz Ok 100k 1M TYPICAL PERFORMANCE CURVES T 25 C V 15V unless otherwise noted ISOLATION LEAKAGE CURRENT PSRR dB PSRR vs FREQUENCY vs FREQUENCY 100mA 10mA T E 1mA E g 1500Vrms 3 1004 A 104A E 240Vrms 1 1 1 10 100 1k 10k 100k 1M 1 10 100 1k 10k 100k 1M Frequency Hz Frequency Hz SIGNAL RESPONSE TO INPUTS GREATER THAN 250kHz Vin 100kHz 250 200 E gt 2 gt 150 E 5 5 gt 100 50 0 500kHz 1MHz
81. 3 zZ 05 5 2 e o E e 521 lt t 0 0 12 345267 8 VcunnENT ApJusr VOLTS DS010568 13 FIGURE 10 Peak Motor Current vs Adjustment Voltage VELOCITY REGULATION Utilizes tachometer output from the motor to sense motor speed for a locked anti phase control loop The relationship of motor speed to the speed adjustment control voltage is shown in Figure 12 www national com 10 Typical Applications continued 10V DIRECTION CONTROL 12V TO 24V 16 13 LM3524D 0 25A TO 3 25A 24V DC MOTOR VCURRENT ADJUST 1000 RPM V DS010568 14 FIGURE 11 Regulate Velocity with Tachometer Feedback 8000 RPM 8 2000 0 1 2 3 4 Vspggp VOLTS 05010568 15 FIGURE 12 Motor Speed vs Control Voltage 11 www national com 00281071 LMD18200 Physical Dimensions inches millimeters unless otherwise noted 0 788 0 010 0 177 lt gt gt gt 2x 20 01 0 254 4 496 3 048 0 254 0 150 0 002 0 110 ad 0 061 0 002 810 0 051 1 549 0 051 3 810 0 051 2 794 1 549 0 051 A Y A A A A 0 700 0 010 m 17 78 0 254 17 50 0 860 ain 21 84 10 69 0 866 22 00 Y 0 866 0 020 2 192 22 00 0 508 Y 7 TYP 2 860 0 020 21 84 20 508 PIN NO 1 A f L 0
82. 4 1 1287 OFF 0 4 512 Cw doe MN d CLK 128 DRIVE 25 64 50 1 c 128 DRIVE 508 gt 508 BC a 127 Pos DRIVE 0 2048 Tak 198 MAX 1 e NEG 1288 128 pg 0 OFF 00921913 FIGURE 11 PWM Output Signal Format Sign output pin 18 not shown TABLE 2 LM628 User Command Set Command Type Description Data Note RESET Initialize Reset LM628 0 1 PORT8 Initialize Select 8 Bit Output 0 2 PORT12 Initialize Select 12 Bit Output 0 2 DFH Initialize Define Home 0 1 SIP Interrupt Set Index Position 0 1 LPEI Interrupt Interrupt on Error 2 1 LPES Interrupt Stop on Error 2 1 SBPA Interrupt Set Breakpoint Absolute 4 1 www national com 629IN1 829IN1 LM628 LM629 Continued Theory of Operation TABLE 2 LM628 User Command Set Continued Command Type Description Hex Data Note Bytes SBPR Interrupt Set Breakpoint Relative 21 4 1 MSKI Interrupt Mask Interrupts 1C 2 1 RSTI Interrupt Reset Interrupts 1D 2 1 LFIL Filter Load Filter Parameters 1E 2 to 10 1 UDF Filter Update Filter 04 0 1 LTRJ Trajectory Load Trajectory 1F 2 to 14 1 STT Trajectory Start Motion 01 0 3 RDSTAT Report Read Status Byte None 1 1 4 RDSIGS Report Read Signals Register 2 1 RDIP Report Read Index Position 09 4 1 RDDP Report Read Desired Position 08 4 1 RDRP Report Read Real Position 0A 4 1 RDDV Report Read Desired Velocity 07 4 1 RD
83. 9 945 S 100 0 055 100 99 4 4 PRUEBA TIPO PASOS Esta prueba implementada con fines experimentales se llevo a cabo con los siguientes par metros 5 Rampa de 5 kV s 6 Paso inicial de 40 kV 7 Tensi n m xima de 82 2 kV 8 Tiempo de sostenimiento de 20 s 9 Snap Over de 10 kV 30 0 400 50 0 60 0 700 80 0 3900372 Figura 4 3 Prueba tipo pasos obtenida Fuente Consola virtual 4 4 1 Resultados En la figura 4 3 se puede ver como en 8 segundos se presenta una leve caida de tensi n registrada igualmente en el osciloscopio Este porcentaje 100 de error en la rampa por lo tanto es atribuible a la falta de mantenimiento en la consola Rampa 5257 7 782 s S 342 5 100 2 4 rampa La variaci n m xima alrededor del paso inicial es de 0 517 kV alrededor de la media obtenida en 40 020 kV Este error es atribuible igualmente al mantenimiento de la consola adem s de la precisi n del conversor anal gico digital _ 40 02 40 e 100 0 05 i 40 4 5 PRUEBA TIPO CEBADO Para la prueba de cebado se utiliz un pararrayos de Oxido de Silicio que tiene una tensi n de cebado cercana a los 44 kV El sistema respondi con algunos saltos de tensi n hasta 32 kV donde la protecci n por sobrecorriente se activ y detuvo la prueba La aplicaci n software registr la sobrecorriente y reinici el sistema 101 4 5 1 Resultados La protecci n de sobrecorriente se encuentra alter
84. AND WRITING OPERATIONS The host processor writes commands to the LM628 via the host I O port when Port Select PS input Pin 16 is logic low The desired command code is applied to the parallel port line and the Write WR input Pin 15 is strobed The command byte is latched into the LM628 on the rising edge of the WR input When writing command bytes it is neces sary to first read the status byte and check the state of a flag called the busy bit Bit O If the busy bit is logic high no command write may take place The busy bit is never high longer than 100 us and typically falls within 15 us to 25 us The host processor reads the LM628 status byte in a similar manner by strobing the Read RD input Pin 13 when PS Pin 16 is low status information remains valid as long as RD is low Writing and reading data to from the LM628 as opposed to writing commands and reading status are done with PS Pin 16 logic high These writes and reads are always an integral number from one to seven of two byte words with the first byte of each word being the more significant Each byte requires a write WR or read RD strobe When transfer ring data words byte pairs it is necessary to first read the status byte and check the state of the busy bit When the busy bit is logic low the user may then sequentially transfer both bytes comprising a data word but the busy bit must again be checked and found to be low before attempting to
85. AUTOMATIZACI N DE LA CONSOLA DE CORRIENTE ALTERNA EN EL LABORATORIO DE ALTA TENSION UTILIZANDO COMPUTADOR PERSONAL RAMIRO ALFONSO BAUTISTA PARRA RODNY JAVIER ROJAS CALERO UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER ESCUELA DE INGENIER AS EL CTRICA ELECTR NICA Y TELECOMUNICACIONES FACULTAD DE INGENIER AS FISICOMEC NICAS BUCARAMANGA 2004 AUTOMATIZACI N DE LA CONSOLA DE CORRIENTE ALTERNA EN EL LABORATORIO DE ALTA TENSION UTILIZANDO COMPUTADOR PERSONAL RAMIRO ALFONSO BAUTISTA PARRA RODNY JAVIER ROJAS CALERO Trabajo de grado para optar al t tulo de Ingeniero Electr nico Director JULIO CESAR CHACON VELASCO Ingeniero Electricista Mag ster en Potencia El ctrica Codirector ALFREDO ACEVEDO PIC N UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER ESCUELA DE INGENIER AS EL CTRICA ELECTR NICA Y TELECOMUNICACIONES FACULTAD DE INGENIER AS FISICOMEC NICAS BUCARAMANGA 2004 Nota de aceptaci n Director Codirector Calificador Calificador Bucaramanga Agosto 26 de 2004 UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER NOTA DEL PROYECTO DE GRADO RAMIRO ALFONSO BAUTISTA PARRA 1972610 TITULO DEL PROYECTO AUTOMATIZACI N DE LA CONSOLA DE CORRIENTE ALTERNA EN EL LABORATORIO DE ALTA TENSI N UTILIZANDO COMPUTADOR PERSONAL CODIGO FACULTAD CARRERA 3 2004017 INGENIER AS FISICOMEC NICAS 15 UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER NOTA DEL PROY ECTO DE GRADO NOMBRE DEL ESTUDIANTE C DIGO TITULO DEL PROYEC
86. CAL PWM MOTOR DRIVE INTERFACES Figure 16 shows an LM18298 dual full bridge driver inter faced to the LM629 PWM outputs to provide a switch mode power amplifier for driving small brush commutator motors Incremental Encoder Interface The incremental position feedback encoder interface con sists of three lines Phase A Pin 2 Phase B Pin 3 and Index Pin 1 The index pulse output is not available on some encoders The LM628 will work with both encoder types but commands SIP and RDIP will not be meaningful without an index pulse or alternative input for this input be sure to tie Pin 1 high if not used Some consideration is merited relative to use in high Gaussian noise environments If noise is added to the en coder inputs either or both inputs and is such that it is not sustained until the next encoder transition the LM628 de coder logic will reject it Noise that mimics quadrature counts or persists through encoder transitions must be eliminated by appropriate EMI design Simple digital filtering schemes merely reduce susceptibil ity to noise there will always be noise pulses longer than the filer can eliminate Further any noise filtering scheme re duces decoder bandwidth In the LM628 it was decided since simple filtering does not eliminate the noise problem to not include a noise filter in favor of offering maximum possible decoder bandwidth Attempting to drive encoder signals too long a distance with simp
87. CONTROL This circuit controls the current through the motor by apply ing an average voltage equal to zero to the motor terminals for a fixed period of time whenever the current through the motor exceeds the commanded current This action causes ing action is accomplished by the power switches them selves Figure 6 External 10 nF capacitors connected from the outputs to the bootstrap pins of each high side switch provide typically less than 100 ns rise times allowing switch ing frequencies up to 500 kHz Vs TO GATE DRIVE En GROUND PIN 1 OR 11 EXTERNAL BOOTSTRAP CAPACITOR PIN 2 OR 10 DS010568 7 FIGURE 6 Bootstrap Circuitry INTERNAL PROTECTION DIODES A major consideration when switching current through induc tive loads is protection of the switching power devices from the large voltage transients that occur Each of the four switches in the LMD18200 have a built in protection diode to clamp transient voltages exceeding the positive supply or ground to a safe diode voltage drop across the switch The reverse recovery characteristics of these diodes once the transient has subsided is important These diodes must come out of conduction quickly and the power switches must be able to conduct the additional reverse recovery current of the diodes The reverse recovery time of the diodes protect ing the sourcing power devices is typically only 70 ns with a reverse recovery current of 1A when tested with a fu
88. Existen par metros muy importantes como parada de emergencia aislamiento accionamiento y sensado de interruptores interrupci n por sobrecorriente etc que se detallar n en la parte final del cap tulo en el cual se explica los alcances del sistema de control Debido a que el rango de las pendientes de los incrementos lineales van desde 0 5 kV s hasta 5 kV s se necesita que el sistema sea exacto esto se consigue gracias al procesador de movimiento LM629 que permite posicionamiento con resoluci n menor a un grado lo que equivale a 0 03 kV s 13 2 2 DESCRIPCI N DEL HARDWARE En este proyecto el hardware est compuesto por el acople realizado entre el motor y el sistema de desplazamiento de derivaci n del autotransformador adem s de siete tarjetas y un computador Las caracter sticas de cada tarjeta y el computador son Tarjeta 1 Contiene las fuentes de alimentaci n del sistema de control una fuente de 5 V para la etapa de control una de 24 V para la etapa de potencia y las necesarias de 12 V y 12 V para la etapa de sensado de alta tensi n Tarjeta 2 Sobre ella est el montaje del microcontrolador y del LM629 En esta tarjeta se realiza la interfase entre el computador y el microcontrolador Tarjeta 3 Maneja directamente la comunicaci n del motor es decir su alimentaci n y los dos canales en cuadratura que se obtienen del encoder Su ubicaci n es dentro de la consola junto al acople me
89. ICRO PEPE EEL PEPE PEPE EE e ms DESCRIPCION e de Fuente autores Se programaron como sub Vis los comandos b sicos para la escritura de par metros en el controlador tales como los coeficientes del compensador y la trayectoria adem s de la lectura del byte de estatus del LM629 y el reset de interrupciones y del integrado mismo 3 3 1 Sub VI RX Este sub VI tiene como objeto la recepci n de datos desde el microcontrolador Motorola MC68HC908SR12 Para la recepci n se tiene en cuenta el esquema de env o redundante por lo que se repite y se constata la igualdad de los bytes recibidos En la figura 3 7 se observan los par metros de entrada y salida de este sub VI 74 Figura 3 7 Sub VI RX Boolean array baud rate CLC buffer Fuente LabView El par metro baud rate es un entero de 32 bits y hace referencia a la tasa de recepci n a la que se configura el puerto este valor es muy importante y debe concordar con la tasa de env o del microcontrolador El par metro buffer es un bit de entrada que indica si se configura o no el puerto serial esto debido ha que el uso de este sub VI se hace dentro de rutinas que en algunos casos ya han efectuado la configuraci n y por lo tanto hacerlo recurrentemente resulta innecesario adem s de ineficiente Los par metros de salida son el byte resultado de la recepci n y la comparaci n de l
90. IOWES eee eed eee reto eerte e 71 3 3 SUB VIS CONSTITUTIVOS CONSOLA VIRTUAL eene 72 9 31 Sub VERA Lee eiut eet eee eet ee I Hee eee 74 3 9 22 SSub VISEXC sete eee cete als 76 3 3 9 Sub VE RDSTAT s un e ette ect de eei eee unid 77 9 24 A 78 A DUD VERST nete dnte e Ee t 80 AAA A te ie ELA ie Me ale oat ad M acetum eie 81 INIA SHuDZVDUDE ex IA IIA Ax eor BS des AREA Ace DA AA AO es E 83 BIO A VE ol Sheet wA 84 3 39 9 i NA ES EA 85 3 4 CONSOLA VIRTUAL a ds ia 86 341 Prueba tipo it 87 SAD Pr ebatipo Pasos iiss usec ches ate Ree a TRE 88 34 3 Pruebatipo Cebada cie ee ede re RR E PETER 89 3 4 4 Panel de Control Consola Virtual esee eene 90 PRUEBAS Y RESULTADOS rere eine o dene o vo rete o dene ra eo Fede o 93 4 1 SINTONIZA CI N ii cia ias 93 4 1 1 Circullo SintoOnIzQcl n oc ei NIU CUORE 93 E e dcn a 94 ALS Proceso de sintonizaci n eo Ede RISE EU 95 4 2 CAUSALES DE SUSPENSI N DE LAS PRUEBAS cccooccocococononinonicncncnononiononononcnnanononinso 95 4 2 1 Bandera Sobrecorriente oncore enne eiea eene hene een enne ne 95 42 2 Parada de emergencid ott n di dica 96 4 2 3 P rdida de comunicaci n 97 424
91. ND READ INTEGRATION TERM SUMMATION VALUE Command Code OD Hex Bytes Read Two Data Range 00000 Hex to the Current Value of the Integration Limit Executable During Motion Yes This command reads the value to which the integration term has accumulated The ability to read this value may be helpful in initially or adaptively tuning the system Typical Applications PROGRAMMING LM628 HOST HANDSHAKING INTERRUPTS A few words regarding the LM628 host handshaking will be helpful to the system programmer As indicated in various portions of the above text the LM628 handshakes with the host computer in two ways via the host interrupt output Pin 17 or via polling the status byte for interrupt conditions When the hardwired interrupt is used the status byte is also read and parsed to determine which of six possible condi tions caused the interrupt When using the hardwired interrupt it is very important that the host interrupt service routine does not interfere with a command sequence which might have been in progress when the interrupt occurred If the host interrupt service routine were to issue a command to the LM628 while it is in the middle of an ongoing command sequence the ongoing command will be aborted which could be detrimental to the application Two approaches exist for avoiding this problem If one is using hardwired interrupts they should be disabled at the host prior to issuing any LM628 command sequence and
92. OL Transducer Isolator Isolator for Thermo couples RTDs Pressure Bridges and Flow Meters 4mA to 20mA Loop Isolation GROUND LOOP ELIMINATION MOTOR AND SCR CONTROL POWER MONITORING PC BASED DATA ACQUISITION TEST EQUIPMENT Tucson AZ 85734 Street Address 6730 S Tucson Blvd Tucson AZ 85706 Telex 066 6491 FAX 520 889 1510 Immediate Product Info 800 548 6132 Printed in U S A November 1993 SPECIFICATIONS At T 425 C V 15V and 2kQ unless otherwise noted AAA NM ae Isov22uPuU seers ISOLATION Voltage Rated Continuous AC 60Hz 100 Test 1s 5pc PD Isolation Mode Rejection 60Hz Barrier Impedance Leakage Current at 60Hz Viso 240Vrms GAIN o 10 Nominal Gain Gain Error Gain vs Temperature Nonlinearity INPUT OFFSET VOLTAGE Initial Offset vs Temperature vs Supply Noise INPUT Voltage Range Resistance OUTPUT Voltage Range Current Drive Capacitive Load Drive Ripple Voltage FREQUENCY RESPONSE Small Signal Bandwidth Slew Rate Settling Time 0 1 0 01 Overload Recover Time POWER SUPPLIES Rated Voltage Voltage Range Quiescent Current V V 52 TEMPERATURE RANGE Specification Operating Storage Specification same as ISO122P U NOTES 1 Tested at 1 6 X rated fail on 5pC partial discharge 2 Nonlinearity is the peak deviation of the output voltage from the bes
93. OR CORPORATION LM628 LM629 Precision Motion Controller en l nea http www national com ds cgi LM LM628 pdf Para la escritura del registro adicionalmente se debe observar el estado del bit O que indica la ocupaci n del LM 29 seg n se observa en el diagrama de tiempos de la figura 2 7 Figura 2 7 Temporizaci n en la escritura del byte de comandos CS PS NN NN A NN a W Bit Datos ocupado Fuente NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION LM628 LM629 Precision Motion Controller en l nea http www national com ds cgi LM LM628 pdf 24 A diferencia de la lectura ahora aparece un cambio en el bit de registro de estado denominado ocupado El cambio a uno del bit O del registro de estado indicara que el proceso de escritura ha sido concluido Los comandos que se pueden escribir son los siguientes Tabla 2 1 Conjunto de comandos de usuario del LM629 Comando Tipo Descripci n RESET Inicializaci n Reset del chip PORT8 Inicializaci n Selecciona salida de 8 bits PORTI2 Inicializaci n Selecciona salida 12 bits DFH Inicializaci n Define origen de posici n SIP Interrupciones Paso del encoder por IN LPEI Interrupciones Interrupci n por error LPES Interrupciones Parar si hay error SBPA Interrupciones Situar breakpoint absoluto SBPR Interrupciones Situar breakpoint relativo MSKI Interrupciones Enmascarar interrupci
94. OTSTRAP 1 9 1 THERMAL SENSING UNDERVOLTAGE LOCKOUT CHARGE PUMP OVERCURRENT DRIVE DETECTION SHUTDOWN DIRECTION 3 BRAKE 4 PWM 5 FIGURE 1 Functional Block Diagram of LMD18200 OUTPUT 1 Vs 2 6 10 11 OUTPUT 2 BOOTSTRAP 2 CHARGE PUMP CURRENT CURRENT DRIVE O 8 SENSE SENSING OUTPUT 7 GROUND DS010568 1 1999 National Semiconductor Corporation DS010568 www national com eDpug H ASS VE 00ZSLGINT LMD18200 Connection Diagrams and Ordering Information BOOTSTRAP 2 OUTPUT 2 THERMAL FLAG OUTPUT CURRENT SENSE OUTPUT GROUND Vs POWER SUPPLY PWM INPUT BRAKE INPUT DIRECTION INPUT OUTPUT 1 BOOTSTRAP 1 6 rm a ft MOUNTING TAB CONNECTED TO GROUND PIN 7 DS010568 2 11 Lead TO 220 Package Top View Order Number LMD18200T See NS Package TA11B BOOTSTRAP 1A 1 BOOTSTRAP 2A Vour 147 2 VOUT 2A DIRECTION A 3 Thermal Flag A BRAKE A 4 Current Sense A PWM A 5 Signal GND A VS A 6 Power GND A Vg B 7 Power GND B Signal GND B 8 PWM B Current Sense B 9 BRAKE B Thermal Flag B DIRECTION B Vour 28 VOUT 18 BOOTSTRAP 2B BOOTSTRAP 1B DS010568 25 24 Lead Dual in Line Package Top View Order Number LMD18200 2D QV 5962 9232501VXA LMD18200 2D 883 5962 9232501MXA See NS Package DA24B www national com 2 Absolute Maximum Ratings note 1 If Military Aerospace specified devices are required please contact the Na
95. Pins 2 and 3 18 and 19 Encoder Signal A B Inputs Receive the two phase quadrature signals provided by the incremental encoder When the motor is rotating in the posi tive forward direction the signal at Pin 2 leads the signal at Pin 3 by 90 degrees Note that the signals at Pins 2 and 3 must remain at each encoder state See Figure 9 for a minimum of 8 clock periods in order to be recognized Be cause of a four to one resolution advantage gained by the method of decoding the quadrature encoder signals this corresponds to a maximum encoder state capture rate of 1 0 MHz 8 0 MHz or 750 kHz 6 0 MHz For other clock frequencies the encoder signals must also re main at each state a minimum of 8 clock periods Pins 4 to 11 20 to 24 and 2 to 4 Host I O Port DO to D7 Bi directional data port which connects to host computer processor Used for writing commands and data to the LM628 and for reading the status byte and data from the LM628 as controlled by CS Pin 12 PS Pin 16 RD Pin 13 and WR Pin 15 Pin 12 5 Chip Select CS Input Used to select the LM628 for writing and reading operations Pin 13 6 Read RD Input Used to read status and data Pin 14 7 Ground GND Power supply return pin Pin 15 8 Write WR Input Used to write commands and data Pin 16 9 Port Select PS Input Used to select com mand or data port Selects command port when low data port when high T
96. R MATERIAL 1V 2C R 1000 R R 1000 Chromel Constantan 3 48kQ 56 2kQ lron Constantan i 4 12kQ 64 9kQ NOTE 1 2 1mV C at 2 00 Chromel Alumel Copper Constantan FIGURE 6 Thermocouple Amplifier with Ground Loop Elimination Cold Junction Compensation and Up scale Burn out gt V 15V on PWS740 XTR101 150122 Gnd gt V 15V on PWS740 FIGURE 7 Isolated 4 20mA Instrument Loop RTD shown BURR BROWN 9 150122 150122 150122 Sp V 0 3uF 4 PWS740 3 LL 0 3uF 3 6 100 Y PWS740 2 PWS740 3 6 5 4 3 6 vovv To PWS740 1 PWS740 2 6 5 4 vovv To PWS740 1 FIGURE 8 Isolated Power Line Monitor BURR BROWN 150122 10 Channel 1 150122 Channel 2 Same as Channel 1 PWS740 2 PWS740 2 PWS740 1 Channel 3 Channel 4 Same as Channel 1 Same as Channel 1 FIGURE 9 Three Port Low Cost Four Channel Isolated Data Acquisition System BURR BROWN 11 150122 Vn Up to
97. R CORPORATION As used herein 1 Life support devices or systems are devices or 2 A critical component is any component of a life systems which a are intended for surgical implant into the body or b support or sustain life and whose failure to perform when properly used in accordance with instructions for use provided in the labeling can be reasonably expected to result in a significant injury to the user National Semiconductor National Semiconductor Americas Customer Europe Customer Support Center Support Center Fax 49 0 180 530 85 86 Email new feedbacknsc com Email europe support nsc com Tel 1 800 272 9959 Deutsch Tel 49 0 69 9508 6208 English Tel www national com Francais Tel 44 0 870 24 0 2171 33 0 1 41 91 8790 support device or system whose failure to perform can be reasonably expected to cause the failure of the life support device or system or to affect its safety or effectiveness National Semiconductor Asia Pacific Customer Support Center Fax 65 6250 4466 Email ap support 9 nsc com Tel 65 6254 4466 National Semiconductor Japan Customer Support Center Fax 81 3 5639 7507 Email nsj crc 9 jksmtp nsc com Tel 81 3 5639 7560 National does not assume any responsibility for use of any circuitry described no circuit patent licenses are implied and National reserves the right at any time without notice to change said circuitry and specifications SBOS160 BURR BROWN
98. RV Report Read Real Velocity 0B 2 1 RDSUM Report Read Integration Sum 0D 2 1 Note 4 Commands may be executed On the Fly during motion Note 5 Commands not applicable to execution during motion Note 6 Command may be executed during motion if acceleration parameter was not changed Note 7 Command needs no code because the command port status byte read is totally supported by hardware User Command Set GENERAL The following paragraphs describe the user command set of the LM628 Some of the commands can be issued alone and some require a supporting data structure As examples the command STT STarT motion does not require additional data command LFIL Load FlLter parameters requires ad ditional data derivative term sampling interval and or filter parameters Commands are categorized by function initialization inter rupt control filter control trajectory control and data report ing The commands are listed in Table 2 and described in the following paragraphs Along with each command name is its command byte code the number of accompanying data bytes that are to be written or read and a comment as to whether the command is executable during motion Initialization Commands The following four LM628 user commands are used primarily to initialize the system for use RESET COMMAND RESET THE LM628 Command Code 00 Hex Data Bytes None Executable During Motion Yes This command and the hardware reset inp
99. TIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION 1M628 629 Precision Motion Controller USA Enero 2003 http www national com ds cgi LM LM628 pdf NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION LM628 Programming Guide Application Note 693 USA Enero 1999 http www national com an AN AN 693 pdf FREESCALE SEMICONDUCTOR Inc 68 08 Microcontrollers MOTOROLA MC68HC908SR12 MC68HCO8SR12 Technical Data USA Febrero 2002 111 http www freescale com files microcontrollers doc data sheet MC68HC90 8SR12 pdf CPU08 Central Processor Unit Reference Manual Motorola Inc 2001 http www freescale comf files microcontrollers doc data sheet MC 8HC pdf NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION LabView Help July 2000 edition Santa Clara CA 2000 272p 112 Anexo A 113 KAE C249 30 SMALL SIZE DC SERVOMOTORS e Minertia Mo some F Series B TYPE 5 20 6 2 TO 17 4W Type FB9 20E 9 9 TO 30 8W KE oo lar i dE A BREAKTHROUGH IN OFFICE AUTOMATION YASKAWA S DC SERVOMOTORS WITH ENCODER FROM 5 AD E MOTORS ca A 3 M it Se NY NN i NS PS 2 NN 54 NV s cu tr IR EOS OPTIMUM SPECIAL DESIGN SMALL AND LIGHT Normally stepping motors have been used for serial printers how ever DC motors have been employed recently following the devel opment of
100. TO AUTOMATIZACI N DE LA CONSOLA DE CORRIENTE ALTERNA EN EL LABORATORIO DE ALTA TENSI N UTILIZANDO COMPUTADOR PERSONAL REGISTRO No FACULTAD CARRERA 5 CALIFICACI N E CR DITOS FIRMA j DIRECTOR DEL PROYECTO ac CASCO COD ALFREDO RAFAEL ACEVEDO PIC N NOMBRE g i 4 ACO DIR JULIO CES CALIFICADORES UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER NOTA DEL PROYECTO DE GRADO RODNY JAVIER ROI RODNY JAVIER ROJAS CALERO 1982675 TITULO DEL PROYECTO AUTOMATIZACION DE LA CONSOLA DE CORRIENTE ALTERNA EN EL LABORATORIO DE ALTA TENSION UTILIZANDO COMPUTADOR PERSONAL CODIGO FACULTAD CARRERA 2004017 INGENIER AS FISICOMEC NICAS INGENIER A ELECTR NICA CALIFICACION CREDITOS CUATRO SIETE 4 7 FIRMA i r FECHA A M D 2004 10 08 UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER NOTA DEL PROYECTO DE GRADO RODNY JAVIER ROJAS CALERO 1982675 TITULO DEL PROYECTO AUTOMATIZACI N DE LA CONSOLA DE CORRIENTE ALTERNA EN EL LABORATORIO DE ALTA TENSI N UTILIZANDO COMPUTADOR PERSONAL REGISTRO No FACULTAD CARRERA INGENIER AS FISICOMEC NICAS CALIFICACI N CREDITOS CQD ALFREDO RAFAEL ACEVEDO PIC N FECHA A M D 2004 10 08 N JORGE EDUARDO HIGUERA PORTILLA 2 6 NOV 200 DEDICATORIA No podr a designar con m s certeza la fuente y el destino de mi dedicaci n En su amor encontr la fuerza que bati las que prematuramente se
101. Tensi n m xima Tensi n paso kV Y Fuente Dise o de los autores 3 4 3 Prueba tipo Cebado El cebado corresponde al punto donde la condici n aislante se pierde y entra en conducci n Para encontrar el punto en el que un objeto a prueba se la prueba aumenta a una rata constante la tensi n y espera la aparici n de una ca da de tensi n superior al Snap Over Cuando el objeto a prueba est cebado el programa de la consola invierte el sentido de giro y comienza un retroceso hasta que detecte una tensi n de reposici n con la que finaliza la prueba 89 En la figura 3 18 se muestran los par metros que intervienen en la prueba La rampa es dada por el operador y el eje se mover hasta encontrar la tensi n m xima 300 kV en ausencia de una ca da superior al Snap Over Figura 3 18 Prueba tipo cebado kV Tensi n m xima 300kV Reposici n Snap Over kV Fuente Diseno de los autores 3 4 4 Panel de Control Consola Virtual El panel de control de la consola es el que se observa en la figura 3 19 y es en el que el operador introduce el tipo de prueba los par metros para la misma y manipula la ejecuci n y la detenci n En la parte superior la pantalla ofrece mensajes que indican el paso a seguir dentro de la prueba La grafica en la esquina inferior derecha presenta los datos tomados del canal de voltaje del conversor anal gico digital en funci n del tiempo en que son obteni
102. a 4 es el lugar donde se despliega gr ficamente la informaci n recaudada ya sea en el conversor anal gico digital o desde un archivo cargado Los detalles de las herramientas para el an lisis de la informaci n se explican en las secciones de los modos de operaci n correspondiente 2 MODO AUTOM TICO En modo autom tico la consola virtual ofrece tres tipos b sicos con los que se pueden programar las pruebas normalizadas u otras con fines de investigaci n Para iniciar la ejecuci n en este modo basta con activar la casilla de verificaci n Auto en el men de modos que se encuentra en el rea 3 del panel frontal de la consola virtual Cuando se activa el modo auto los modos restantes se colocan en cero y el men modos se desactiva Los controles 2 y 3 en la figura 1 2 desaparecen y en la pantalla se le indica al operador que debe elegir un tipo de prueba para continuar Una vez elegido el tipo de prueba aparecer n en el panel los controles correspondientes a los par metros necesarios para la ejecuci n del tipo de prueba indicado NOTA Para cambiar de modo en cualquier momento durante la ejecuci n es preciso activar el bot n suspender Autom ticamente se cambiar al modo archivo y se suspender la ejecuci n en curso En este punto se puede indicar el modo deseado 2 1 PRUEBA TIPO RAMPA Es la prueba b sica y consiste en aumentar a una raz n constante la tensi n hasta un valor m ximo que se sost
103. a comunicaci n por el puerto serial Algunas de sus caracter sticas m s importantes son 18 Figura 2 3 Distribuci n de terminales MC68HC908SR12 30 PTB6 IRC2 29 PTAS T1CHO 28 PTD7 KBI7 24 23 PTDe KBle 22 PTDS KBIS 6 i amp O 40 5 39 PTA2 ATD4 38 PTA1 ATD3 37 VREFH 36 VREFL 35 PrAD ATD2 34 vssam oPINt ATDO 32 PTB4 T2CHO 31 L PTBs T2CH1 27 PTATITICH1 26 2 2 25 1 1 4 6 N gt OO UO UO UO UOU UOU O O UO UO O UOU O UOU U U UOU U U L o N e o 4558588589885 olbo32283 5 c 6 O6 7 ie x gt z ES SE EX a2 e ees S 3920580 a Agad a See Cue amp E E PEE a a 3 cec a m m EE a a Fuente MOTOROLA Inc MC68HC908SR12 MC68HCO8SR 12 Technical Data en l nea http www freescale com files microcontrollers doc data sheet MC68HC908SR12 pdf e Arquitectura de alto rendimiento e Absoluta compatibilidad con otras familias e Maxima frecuencia interna de bus 8 MHz a un voltaje de operaci n de 5 V y 4 MHz a 3 V e Opciones de entrada de reloj oscilador RC o cristal e 12 kbytes de memoria FLASH con seguridad e 512 bytes de RAM e 3 canales de PWM de alta velocidad de 8 bits con contadores independientes e M dulo de interfase SCI e 11
104. a posici n requerida y obtenida de los interruptores de la consola El conversor anal gico digital integrado en el MC 68HC9085SR12 tiene 14 canales de los cuales se han habilitado cinco dos con funci n espec fica y tres con miras a futuras ampliaciones o mejoras del sistema De manera general se puede decir que la rutina programada en el Motorola recibe los datos seriales desde el PC y los coloca en los terminales correspondientes del controlador del motor y los interruptores reconociendo a su vez si se pretende leer informaci n de estos y transmiti ndola si es pertinente Adem s el conversor anal gico digital recibe las se ales realiza su digitalizaci n y espera por una solicitud para enviarla hacia el PC En la figura 3 3 se observa el diagrama de flujo del programa general en el microcontrolador MC 8HC908SR12 Este inicia con la definici n de algunas variables y la configuraci n de registros de diversos m dulos del dispositivo Continua con la aplicaci n de un reset en el controlador del motor LM629 que se configura por la aplicaci n de un nivel bajo en el pin RST del LM 29 que esta conectado con el bit 6 del puerto A del MC68HC908SR12 este nivel debe ser sostenido por un tiempo no inferior a 2 5 ms luego de lo cual se constatar que el reset fue efectivo La aparici n en el puerto de datos del LM629 de un valor correspondiente C4h o 84h constata que el reset fue efectivo y se continua con la ejecuci n del pr
105. a word The MSKI command initiates interrupt masking Immediately following the MSKI command a single data word is written The first byte is not used Bits one through six of the second byte determine the masked unmasked status of each interrupt See Figure 6 Any zeros in this 6 bit field mask disable the corresponding interrupts while any ones unmask enable the corresponding interrupts www national com ll Programs continued In the case of the examlple program the second byte of the MSKI data word 40 hex enables the breakpoint interrupt All other interrupts are disabled masked When interrupted the host processor can read the Status Byte to determine which interrupt condition s occurred See Figure 5 Note Command MSKI controls only the host interrupt process Bits one through six of the Status Byte reflect actual conditions independent of the masked unmasked status of individual interrupts This feature allows interrupts to be serviced with a polling scheme Set Breakpoints Absolute and Relative An SBPA command sequence enables the user to set break points in terms of absolute shaft position An SBPR com mand sequence enables setting breakpoints relative to the current target position When a breakpoint position is reached bit six of the status byte the breakpoint interrupt flag is set to logic high If this interrupt is enabled un masked the host will be interrupted via the host interrupt
106. able realizar el control con un motor en particular un motor de corriente continua el cual permite este mismo desplazamiento rotacional como se observa en la figura 2 1 Figura 2 1 Acople mec nico del sistema de control Fuente Diseno de los autores 5 NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION LM628 LM629 Precision Motion Controller en l nea http www national com ds cgi LM LM628 paf 12 Se propone que el movimiento del motor dependa del control realizado por computador el cual programado en LabView puede ajustarse a los tipos de prueba en AC que se realizan en el laboratorio de alta tensi n En el sistema global de control intervienen tres dispositivos claves que son el microcontrolador MC68HC908SR12 el procesador de control de movimiento LM629 y el puente H LMD18200 Los ensayos realizados en corriente alterna requieren de incrementos lineales de tensi n cuyas pendientes se programan LabView el microcontrolador interpreta el tipo de comando que el computador le ordena que realice y el LM629 programa la posici n velocidad y aceleraci n que debe obtener el motor con el objeto de llevar a cabo el incremento lineal deseado La potencia necesaria que necesita el motor para ejecutar los cambios en posici n velocidad y aceleraci n la entrega el puente H LMD18200 el cual est dise ado para aplicaciones de control de movimiento De esta manera est definido a grandes rasgos el sistema de control
107. aci n 300 MO 10 R2 350 kQ 2 Valores nominales Sin embargo la relaci n te rica del divisor hmico se ha modificado en el transcurso del tiempo En la actualidad se dispone de una relaci n calibrada de tensi n 1055 V en alta 1 V a la salida del divisor 13 BANCO DE PRUEBAS El banco de pruebas es un Panel constituido por diversos elementos concentrados para su maniobra y operaci n Consta de Autotranstormador contactores Rel de sobrecorriente interruptores y equipos de medida e indicadores Ver figura 1 1 y figura 1 2 Figura 1 1 Banco de pruebas Luz piloto de Interruptor de Luz piloto de verificaci n verificaci n Enclavamiento de alto voltaje interruptor de Puerta principal Sistema Autom tico de Tierra DOOR LOKED Luz piloto de verificaci n cierre y apertura de Puerta Manivela que desplaza tap Interruptor Principal Fuente Dise o de los autores 1 VILA CASADO Ra l Medici n de p rdidas corona y nivel de radiointerferencia en l neas cortas enmalladas Tesis de Maestr a UIS Bucaramanga 2004 P g 6 En la figura 1 2 se presenta el esquema el ctrico de los accionamientos existentes en la consola de corriente alterna Figura 1 2 Accionamiento existente en la consola de Corriente Alterna 220 EE 100A Dx ie a pru o RES E zn I 1 I 1 Autotransformador y ATT E
108. ada debido a un cambio realizado en la consola por la aver a del transtormador de corriente original Figura 4 4 Transformador de corriente Fuente Transformador de corriente Bucaramanga Universidad Industrial de Santander Laboratorio de Alta Tensi n 2004 BAUTISTA Ramiro ROJAS Rodny C mara digital 8 MB memoria 724 x 1068 pixel Cannon A50 El transformador de corriente original de la consola es el que se observa en la parte inferior de la figura 4 4 Este contaba con una relaci n de transformaci n ocho 9 2 sin embargo este valor fue alterado cuando se cambi por el transformador de corriente que se observa en la parte superior de la misma figura La relaci n del nuevo transformador de corriente es cinco a uno lo que hace que con corrientes menores a la nominal del transformador el rel de sobrecoriente se active Esto implica que la consola no permitir la circulaci n de corrientes en el primario del transformador elevador por encima de los 25 A 15 A por debajo de la protecci n original 20 GONZ LEZ Sergio A ROJAS Ricardo Automatizaci n de la consola de Corriente Alterna para el laboratorio de Alta Tensi n Bucaramanga 1996 P g 8 102 CONCLUSIONES En este trabajo se implement la automatizaci n de la consola de corriente alterna perteneciente al laboratorio de Alta Tensi n de la UIS para ejecutar autom ticamente las pruebas que hasta el momento se realizan con operaci n manual Adem s p
109. aft will accelerate at 0 1 rev sec until it reaches a maximum velocity of 0 2 rev sec and then decel erate to a stop exactly two revolutions from the starting position See Figure 10 www national com 69 NV AN 693 ll Programs continued Note Absolute position is position measured relative to zero home An absolute position move is a move that ends at a specified absolute position For example independent of the current absolute position of the shaft if an absolute position of 30 000 counts is specified upon completion of the move the absolute position of the shaft will be 30 000 counts i e 30 000 counts relative to zero The example program calls for a position move of two revolutions Because the starting absolute position is O counts the move is accomplished by specifying an absolute position of 8000 counts See Table 8 The Quadrature Incremental Encoder As a supplement to the trajectory parameters calculations a brief discussion is provided here to differentiate between encoder lines and encoder counts A quadrature incremental shaft encoder encodes shaft rota tion as electrical pulses Figure 11 details the signals gener ated by a 3 channel quadrature incremental encoder The LM628 decodes or counts a quadrature incremental sig nal to determine the absolute position of the shaft Velocity RPS 0 2 i 1 0 1 RPS i 01 1 6 revolutions traveled 1 d while at maximum ve
110. ajectory control word and a variable number of data words In the case of the Loop Phasing Program the first byte of the trajectory control word 00 hex programs the LM628 to operate in position mode The second byte 00 hex indicates no trajectory parameters will be loaded i e in this program zero data words follow the trajectory control word The three trajectory parameters will remain at zero their reset value Start Motion Control The start motion control command STT STarT transfers new trajectory parameters from input buffers to working reg isters and begins execution of the new trajectory Until STT is executed the new trajectory parameters do not affect shaft motion TABLE 7 Loop Phasing Program Port Bytes Command Comments Initialization Module Filter Programming Module 1F LTRJ This command initiates loading the trajectory parameters input buffers Busy bit Check Module d 00 HB These two bytes are the trajectory control word A 00 hex LB indicates no trajectory d 00 LB parameters will be loaded Busy bit Check Module 01 STT STT must be issued to execute the desired trajectory Comments sion can be corrected by interchanging the motor power Execution of command STT results in execution of the de sired trajectory With the acceleration set at zero the profile generator generates a desired shaft position that is both constant and equal to the current absolute position See Figur
111. al de 5 V alimentaci n del ENCODER TERMINAL 9 no conectar TERMINAL 10 no conectar e TERMINAL 11 salida 2 al motor e TERMINAL 12 no conectar CON 10 Se acopla al conector 7 de tal forma que para el terminal 1 se toma como referencia el hilo rojo de la correa CON 11 Alimentaci n de la etapa de control a este conector se conecta la fuente de alimentaci n de 5 V e TERMINAL 1 se al de 5 V cable de color blanco TERMINAL 2 tierra de la fuente de 24 V cable de color azul CON 12 Corresponde a la se al del ndice proviene del acople que se dise para obtener una indicaci n de la posici n inicial del eje del autotransformador Se acopla al conector 19 e TERMINAL 1 tierra del sistema de control e TERMINAL 2 se al de 5 V del sistema de control e TERMINAL 3 se al ndice CON 13 En este conector se aplica la fuente de 5 V que se obtiene en la etapa de potencia para la alimentaci n de los opotoaisladores que intervienen en el control y sensado de los interruptores Este conector se acopla al conector 17 e TERMINAL 1 tierra de la etapa de potencia cable azul TERMINAL 2 5 V cable blanco CON 14 En este conector se lleva la informaci n de control y senado de los interruptores se acopla con el conector 16 e TERMINAL 1 es la se al de accionamiento del interruptor de alto voltaje e TERMINAL 2 es la se al de accionamiento del interruptor de enclavamiento de puerta e TERMINAL
112. amente despu s el sistema inicio la secuencia de devoluci n y en la aplicaci n en LabView se emiti el correspondiente mensaje Se realiz la misma verificaci n con el interruptor de enclavamiento de puerta y se obtuvo el correspondiente resultado 4 3 PRUEBA TIPO RAMPA Esta prueba b sica se llevo a cabo con los siguientes par metros 1 Rampa de 5 kV s 2 Tensi n m xima de 100 kV 3 Tiempo de sostenimiento de 20 s 4 Snap Over de 10 kv Figura 4 2 Prueba tipo Rampa obtenida 110 49 100 00 90 00 60 0 40 00 Fuente Consola virtual 98 4 3 1 Resultados Los resultados obtenidos constatan el cumplimiento de los requerimientos hechos al sistema autom tico Se observa una rampa irregular causada por los imperfectos de la conmutaci n del autotransformador que presenta en sus delgas un alto grado de deterioro El eje se detuvo cuando observ por primera vez la tensi n m xima y mantuvo la posici n hasta cumplir el tiempo de sostenimiento En la figura 4 2 se observa la grafica obtenida La raz n de cambio de la tensi n es Rampa 220 5 0557 19 688 s 5 EL nose e TOUS 1 1596 La tensi n cuando el eje se encuentra estacionario deber a mantenerse fija sin embargo se observa una variaci n m xima de 0 675 kV alrededor de la media obtenida en 99 945 kV Este error es atribuible igualmente al mantenimiento de la consola adem s de la precisi n del conversor anal gico digital 100 9
113. annnnanenos 61 FIGURA 3 2 BYTE DE RESPUESTA DE TRANSMISI N 62 FIGURA 3 3 DIAGRAMA DE FLUJO INTERFASE SERIAL ooooocccoconoconoconoconoconoconoconocinocinocinononoss 64 FIGURA SUBRUTINA de 67 FIGURA 3 5 SUBRUTINA DC Ra 69 FIGURA 3 6 BYTE CONTROL EN BLOQUE ADC scaricare 71 FIGURAS 7 SUB VIRX ii 75 FIGURA 3 5 SUB VI Tia ii tate iii 76 PERA SUB VARS DAT ia 77 HERAS TO SUB VEIRST 77 FIGURA So SUB VIA A e t teet 80 FIGURA S 12 SUB 82 FIGURAS ISSUE VI UDE cr 83 FIGURAS 1 4 SUB VEDI orcas ita in 85 A E GE E itp do E ae Se Seti iat 86 FIGURA 3 15 PRUEBA TIPO RAMPA coco der dec 87 FIGURA 3 T7 PRUEBA TIPO PASO EC pae ub apr td epp 89 FIGURA 3 18 PRUEBA TIPO CEBADOS sed cali 90 FISURAS 19 CONSOLA VIRTUAL I ERI 9 FIGURA 4 1 PANEL FRONTAL TUNING VI dsd 94 FIGURA 4 2 PRUEBA TIPCHRAMPA OBIENID A 98 FIGURA 4 3 PRUEBA TIPO PASOS OBTENIDA iria inci 100 FIGURA 4 4 TRANSFORMADOR DE CORRIENTE 102 TAB TAB TAB TAB TAB TAB TAB TAB TAB LISTA TABLAS LA 2 1 CONJUNTO DE COMANDOS DE USUARIO DEL 629
114. ansitions of the Direction Brake and or PWM input signals A conservative approach is be sure there is at least 500ns delay between the end of the first transition and the beginning of the second transition See Figure 4 www national com Application Information continued gt 500 ns gt m gt 500 ns i D 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 gt v gt gt 500 ns i i i gt m gt 500 ns i i gt 1 us DS010568 24 FIGURE 4 Transitions in Brake Direction or PWM Must Be Separated By At Least 1 psec USING THE CURRENT SENSE OUTPUT The CURRENT SENSE output pin 8 has a sensitivity of 377 per ampere of output current For optimal accuracy and linearity of this signal the value of voltage generating re sistor between pin 8 and ground should be chosen to limit the maximum voltage developed at pin 8 to 5V or less The maximum voltage compliance is 12V It should be noted that the recirculating currents free wheel ing currents are ignored by the current sense circuitry Therefore only the currents in the upper sourcing outputs are sensed USING THE THERMAL WARNING FLAG The THERMAL FLAG output pin 9 is an open collector tran sistor This permits a wired OR connection of thermal warn ing flag outputs from multiple LMD18200 s and allows the user to set the logic high level of the output signal swing to match system requirements This outpu
115. are scaled COUNTS COUNTS x 16 515 o 000252 ans 65 536 16 515 SAMPLE 2 458 counts x 65 536 161 087 488 COUNTS SAMPLE E SAMPLE Acceleration and velocity are rounded to the nearest integer and all three trajectory parameters are converted to hexa decimal COUNTS SAMPLE COUNTS SAMPLE P 120 000 FF FE 2B 40 hex COUNTS A 17 000000 11 hex V 161 087 00 02 75 3F hex BASIC VELOCITY MODE MOVE WITH BREAKPOINTS This program demonstrates basic velocity mode program ming and the typical programming flow required to set both absolute and relative breakpoints See Table 10 Move The shaft will accelerate at 1 0 rev sec until it reaches a maximum velocity of 2 0 rev sec After completing twenty forward direction revolutions including revolutions during acceleration the shaft will accelerate at 1 0 rev sec until it reaches a maximum velocity of 4 0 rev sec After completing twenty forward direction revolutions including revolutions during acceleration the shaft will decelerate at 1 0 rev sec to a stop See Figure 14 2 t seconds 01086016 FIGURE 14 Velocity Profile for Basic Velocity Mode with Breakpoints Program Mask Interrupts An MSKI command sequence allows the user to determine which interrupt conditions result in host interrupts interrupt ing the host via the host interrupt output pin 17 It contains an MSKI command and one dat
116. ata words These two bytes are the high data word Busy bit Check Module RDSTAT position data word low Busy bit Check Module STT must be issued to execute the desired trajectory Busy bit Check Module This command reads the Status Byte It is directly supported by LM628 hardware and can be executed at any time by pulling CS PS and RD logic low Status information remains valid as long as RD is logic low decision If the Trajectory Complete interrupt bit is set continue Otherwise loop back to RDSTAT RSTI interrupt pin pin 17 This command resets only the interrupts indicated by zeros in bits one through six of the next data word It also resets bit fifteen of the Signals Register and the host d XX HB don t care d 00 LB Zeros in bits one through six indicate all interrupts will be reset wait This wait block inserts a delay between repetitions of the step input The delay is application specific but a good range of values for the delay is 5 ms to 5000 ms loop Loop back to STT Hardware Considerations For a motor control system an oscilloscope trace of the system step response is a graph of the real position of the shaft versus time after a small and instantaneous change in desired position For an LM628 based system no extra hardware is needed to view the system step response During a step the voltage across the motor represents the system step response and an oscilloscope is u
117. ation Indoor Ambient Temperature 10 to 40 C Humidity 8096 Max The values described above are those with HA type encoder With HS type encoder 200 240 pulses some values differ since the inertia is larger Inertia 200 pulses 0 11X107 oz in sec 240 pulses 0 24x107 oz in sec BSPEED TORQUE CURRENT CHARACTERISTICS eFB9T20E e FB9S20E e FB9E20E 20 e FB9L20E Speed r min Speed r min Speed r min Speed r min Speed r min 4000 4000 4000 d i 4000 3000 3000 3000 2000 2000 1000 1000 ol i E NE 0 5 10 15 20 0 32 55 020 30 40 15 30 45 60 40 60 80 RMS Torque oz in RMS Torque oz in RMS Torque 2 RMS Torque oz in RMS Torque oz in s p 5 i A Area of safe continuous duty without air cooling Environmental conditions Temperature 25 C Humidity 8096 max B Area of intermittent duty 8 Note Motor mounted on 10 in 10 in X1 4 in heat sink Curve data for an armature temp of 125 C _ WITH HIGH ACCURACY ENCODER HA TYPE 0 200 to 1000 pulses rev DIMENSIONS in inches ENCODER LEADS i AWG 28 SHIELDED MOTOR LEADS AwG 24 110 008 TR TA L 1 00
118. avistaron como insalvables dificultades En sus brazos cercene mis dudas y reinicie con m s convicci n Dedico este trabajo a ella la que sonr e y llora conmigo viendo pasar alegr as y tristezas a n antes que el destino me permitiera formar mis opciones Por eso y mucho m s dedico mi esfuerzo a Ella mi familia Ramiro Myriam Alicia Jenny Ingrid Wilmer y Crispin Poncho DEDICATORIA A mis padres Eliseo y Rosita por el apoyo incondicional que me brindan cada d a A mihermano Alex su valor y fortaleza sow un estimulo para realizar uno de mis sue os mi familia que nos abrigarow en estos momentos dificiles RODNY AGRADECIMIENTOS A Dios nuestras familias y nuestros amigos que firmes con su apoyo acompa aron nuestro esp ritu cuando la cotidiana confusi n pretendi derribarlo o cuando la dificultad nos salpico de tristeza A nuestros profesores Julio C sar Chac n y Alfredo Acevedo que con su conocimiento dieron luz para el perfeccionamiento de la soluci n CONTENIDO INTRODUCCI N hamo tuta s Uo etti dn 1 1 DESCRIPCI N DEL EQUIPO DE PRUEBAS DE CORRIENTE ALTERNA EN ALTA TENSION 2 1 1 TRANSFORMADOR ELEVADOR cocococccconcnnnonncnnnonncnnonncnnnon rinnen nennen eene nennen nennen 2 22 PpIVISORDETENSION sarta 2 1 3 BANCO DEPRUEBAS disses cn rete iere n 3 1 3 1 Autotransformador Transformador 2 2555 5 1 3
119. bit is set to logic one to indicate that the desired direction of motion is forward zero indicates reverse direction Bit 12 is set and cleared via command LTRJ The actual setting and clearing of bit 12 does not occur until command STT is executed Bit 11 the velocity mode flag is set to logic one to indicate that the user has selected via command LTRJ velocity mode Bit 11 is cleared when position mode is selected via command LTRJ The actual setting and clearing of bit 11 does not occur until command STT is executed Bit 10 the on target flag is set to logic one when the trajectory generator has completed its functions for the last issued STT command Bit 10 is cleared by the next STT command Bit 9 the turn off on error flag is set to logic one when command LPES is executed Bit 9 is cleared by command LPEI Bit 8 the 8 bit output flag is set to logic one when the LM628 is reset or when command PORTS is executed Bit 8 is cleared by command PORT12 Bits O through 7 replicate the status byte see with the exception of bit O Bit O the acquire next index flag is set to logic one when command SIP is executed it then remains set until the next index pulse occurs RDIP COMMAND READ INDEX POSITION Command Code 09 Hex Bytes Read Four Data Range C0000000 to 3FFFFFFF Hex Executable During Motion Yes This command reads the position recorded in the index register Reading the index register can be part of a syste
120. c nico entre el motor y el eje Tarjeta 4 Sobre ella est implementado el aislamiento entre los dispositivos por medio de optoaisladores Esta tarjeta tambi n contiene el circuito de potencia pues incluye el puente H y su interfase con el motor y el LM629 Adem s involucra el sensado de la alarma de sobrecorriente 6 El anexo B contiene el dise o de las siete tarjetas 14 Tarjeta 5 El control y sensado de los interruptores de alta tensi n y enclavamiento de puerta se ensambla sobre esta tarjeta Tarjeta 6 Para lograr un ptimo funcionamiento del LM629 se debe llevar una se al de inicio de carrera a este dispositivo Sobre la tarjeta 6 se obtiene esta se al por medio de un optoaislador por interrupci n ubicado cerca al eje de la consola Tarjeta 7 La realimentaci n de la tensi n obtenida a la salida del divisor hmico y su interfase con el conversor anal gico digital del microcontrolador El computador del laboratorio de alta tensi n tiene las siguientes caracter sticas e Microprocesador Pentium Ill 880MHz e Disco Duro de 20 GB e Monitor 15 Drive de 3 1 44 kB e Teclado expandido 106 teclas e 128 MB de memoria RAM 2 3 DIAGRAMA DE BLOQUES FUNCIONALES En la figura 2 2 se observa el diagrama de bloques funcionales del sistema de control dise ado La entrada para el sistema de control dise ado se introduce cuando el operario decide desde el computador el tipo de prueba en AC que se
121. cesos de mantenimiento del banco de prueba se alterara la carga en el eje del motor que controla la variaci n en el bobinado primario del autotransformador el ajuste pertinente se har a en la aplicaci n en LabVIEW una ventaja considerable obtenida de la programaci n implementada pero particularmente atribuible a la flexibilidad caracter stica del controlador del motor LM629 El software especializado de National Instruments LabView en su versi n i es una herramienta poderosa que facilita la programaci n al tiempo que permite est tica en la implementaci n de aplicaciones de f cil manipulaci n para el operador La manipulaci n de los resultados obtenidos en una prueba aumenta considerablemente las prestaciones del sistema y potencia el an lisis posterior con las consecuentes ventajas pedag gicas e investigativas Los tres tipos de pruebas realizables a trav s de la consola virtual recogen las caracter sticas de ensayos normalizados listados en el cap tulo 1 adem s el posicionador manual implementado permite la 104 obtenci n de tensiones en posiciones sin norma preestablecida lo cual incorpora mayor versatilidad para el uso del equipo El sistema autom tico requiere para la correcta operaci n un funcionamiento adecuado de la consola de alterna El mal funcionamiento de esta origina incoherencia en las razones de cambio de la tensi n adem s de la suspensi n prematura de las pruebas por rompimien
122. cionamiento En un principio el dise o implicaba que esta se al se obten a del microcontrolador pero las pruebas realizadas dieron un resultado no ptimo de la se al que entregaba el MC68HC908SR12 Estos resultados se confirman con el bolet n de ingenier a EB396 D de Motorola en el cual se direcciona el uso de la salida OSC2 como una se al de entrada de reloj para otros dispositivos y concluye que no se debe usar esta como una salida de se al de reloj debido a la inestabilidad y muy baja inmunidad al ambiente de trabajo En el mercado se logr conseguir el circuito integrado S13R8 de CONNOR WINFIELD CORPORATION que entrega una se al de onda cuadrada de 4 096 MHz el cual se observa en el diagrama de la figura 2 15 este dispositivo es el encargado de generar la se al de reloj para el LM629 En el diagrama circuital ver figura 2 15 se muestran las senales que intervienen en la etapa de control Pueden ser clasificadas como senales de entrada o senales de salida 2 www freescale com files microcontrollers doc eng bulletin EB396 pdf Figura 2 15 Circuito Esquem tico de la Etapa de Control Se ales de entrada de la etapa de control RTS request to send Se al proveniente del computador Recepci n En esta se al viene la informaci n que entrega la aplicaci n de LabView a la etapa de control Divisor de Tensi n Es el valor de continua que debe interpretar el microcon
123. copio es usado para generar una gr fica de esta respuesta 8 Fuente NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION LM628 Programming guide en l nea http www national com an AN AN 693 pdf 27 Figura 2 9 Circuito para la sintonizaci n del filtro PID HCTL 2000 DACOB00 TINY SUN quadrature digital to analog decoder converter phases A and B from encoder oscilloscope input from LM628 LM629 pin 17 host interrupt output to scope trigger Fuente NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION LM628 Programming guide en l nea http www national com an AN AN 693 pdf El elemento central de este circuito es el decodificador de cuadratura HCTL200 el cual recibe como entradas los dos canales en cuadratura provenientes del encoder del motor y las se ales en cuadratura las transforma a valores de tensi n de continua los cuales son transformados valores anal gicos para su visualizaci n por medio del conversor digital anal gico Este circuito forma un elemento clave en el sistema de control debido a que SU Utilizaci n es vital en el momento de la sintonizaci n del filtro PID que incorpora el controlador LM629 del cual se logr una respuesta cr ticamente amortiguada para un ptimo rendimiento 28 2 8 PUENTE H LMD18200 La corriente de arranque del motor es cercana a los 3 A este es el punto mas cr tico en el que el circuito de potencia debe actuar Adem s debe estar en capacidad de interpretar la
124. d velocity are based 1 Ts 2048 x System Sample Period fcLOCK The reference system uses an 8 MHz clock The sample period of the reference system follows directly from the definition SECONDS x ie SAMPLE 1 256 10 6 8x Trajectory Parameters Calculations The shaft will accelerate at 0 1 rev sec until it reaches a maximum velocity of 0 2 rev sec and then decelerate to a stop exactly two revolutions from the starting position Trajectory parameters calculations for this move are detailed in Figure 12 Comments After completing the move the control system will attempt to hold the shaft at its current absolute position The shaft will feel lightly spring loaded If forced away from its desired resting position and released the shaft will move back to the desired position www national com Il Programs Continued COUNTS SAMPLE2 COUNTS SECONDS REVOLUTIONS REVOLUTION 2 62 x 10 5 SAMPLE SECOND2 A 4000 x 256 x 10 6 X 65 536 1 6 Acceleration Scaled i f SAMPLE2 COUNTS A 2 62 x 10 5 SAMPLE2 COUNTS A 2 SAMPLE Acceleration Rounded COUNTS A 00 00 00 02 hex 2 COUNTS COUNTS REVOLUTION SECONDS REVOLUTIONS SAMPLE SAMPLE SECOND id V 400 x 256 x 10 6 COUNTS SAMPLE COUNTS SAMPLE Velocity Scaled 02048 X 65 536 13 421 77 COUNTS Velocity R V 13 422 SAMPLE
125. d will restart the specified move www national com Program Modules continued TABLE 6 Stop Module Motor Off Port Bytes Command 1 LTRJ This command initiates loading the trajectory parameters input buffers Comments Busy bit Check Module ll Programs This section focuses on the development of four brief LM628 programs LOOP PHASING PROGRAM Following initial power up the correct polarity of the motor drive signal must be determined If the polarity is incorrect loop inversion the drive signal will push the shaft away from its desired position rather than towards it This results in motor runaway a condition characterized by the motor running continuously at high speed The loop phasing program detailed in Table 7 contains both the example initialization and filter programming modules It also contains an LTRJ command sequence and an STT command Note Execution of this simple program is only required the first time a new System is used d x1 HB These two bytes are the trajectory control word A x1 hex HB selects motor off as the d 00 LB desired stopping mode A 00 hex LB indicates no trajectory parameters will be loaded Busy bit Check Module 01 STT The start motion control command STT must be executed to stop shaft motion Busy bit Check Module Load Trajectory Parameters An LTRJ Load TRaJectory command sequence includes command LTRJ a tr
126. d with an iterative process the value of k is increased and the system damping is evalu ated This is repeated until the system is critically damped System damping is evaluated manually Manually turning the shaft reveals each increase of k increases the shaft stiff ness The shaft feels spring loaded and if forced away from its desired holding position and released the shaft springs back If ky is too low the system is over damped and the shaft recovers too slowly If k is too large the system is under damped and the shaft recovers too quickly This causes overshoot ringing and possibly oscillation The pro portional gain coefficient kp is increased to the largest value that does not cause excessive overshoot or ringing At this point the system is critically damped and therefore provides optimum tracking and settling time Note Starting at two and doubling it at each iteration is a good method of increasing kp The final value of for the reference system is 40 4 Determine the Integral Gain Coefficient The filter proportional term minimizes the errors due to iner tial and torque loading The integral term however provides a corrective force that can eliminate following error while the shaft is spinning and the deflection effects of a static torque load while the shaft is stationary This corrective force is STT must be issued to execute the desired trajectory proportional to the position err
127. dos En el borde inferior izquierdo de la pantalla se muestran 90 los botones de carga de par metros y ejecuci n de la prueba La operaci n de estos se hace una vez elegida la prueba tipo a realizar 8 Figura 3 19 Consola virtual c e OSCILOSCOPIO VOLTIMETRO Elija tipo de prueba DOOR ALTA TENSI N Fuente LabView La consola exige una vez elegida la prueba una secuencia espec fica para la carga y ejecuci n El primer paso de la consola es la verificaci n de los interruptores Si estos est n activados mec nicamente la consola emite un mensaje adviri ndolo y no permite la continuaci n hasta que los interruptores sean desactivados Luego emite un mensaje de advertencia para que se verifique la no presencia de personas en la sala de alta tensi n antes de enclavar la puerta y luego energizar la consola Con estas etapas previas cumplidas la consola virtual espera por los par metros que aparecen seg n los requiera la prueba Una vez dados los valores pertinentes el operador debe dar clic en bot n de carga y cuando el indicador este activo puede proceder a ejecutar la prueba 18 En el manual de usuario anexo C se explica en detalle la forma de operaci n 91 El proceso es sencillo y va acompa ado de mensajes que en todo momento advierten el punto en el que la prueba se encuentra 92 4 PRUEBAS Y RESULTADOS Una vez desarrollado el sistema propues
128. e 7 Under these conditions the control system will attempt to hold the shaft at its current absolute postion The shaft will feel lightly spring loaded If forced CAREFULLY away from its desired position and released the shaft will spring back to the desired position If the polarity of the motor drive signal is incorrect loop inversion motor runaway will occur immediately after ex ecution of command STT or after the shaft is forced CARE FULLY from its resting position Loop inversion can be corrected with one of three methods interchanging the shaft position encoder signals channel A and channel B interchanging the motor power leads or inverting the motor command signal before application to the motor drive amplifier For LM629 based systems loop inver leads interchanging the shaft position encoder signals or logically inverting the PWM sign signal SIMPLE ABSOLUTE POSITION MOVE The Simple Absolute Position Move Program detailed in Table 8 utilizes both the initialization and filter programming modules as well as an LTRJ command sequence and an STT command Factors that influenced the development of this program included the following the program must demonstrate simple trajectory parameters calculations the program must demonstrate the programming flow required to load and execute an absolute position move and correct completion of the move must be verifiable through simple observation Move The sh
129. e DAC output port is set for an 8 bit DAC interface Strobe RST pin 27 logic low for 8 clock periods minimum Read the Status Byte Status Byte CO or 80 Wait 1 5 ms after RST logic level returned high reset execution time Read the Status Byte Status Byte C4 or 84 Reset interrupts FIGURE 4 Hardware Reset Block CONTINUE 01086005 Figure 4 illustrates a hardware reset block that includes an LM628 functionality test This test should be completed im mediately following all hardware resets www national com Program Modules continued Reset Interrupts TABLE 1 Initialization Module with Hardware Reset Port Bytes Command Comments Note 5 hardware Strobe RST pin 27 logic low for eight clock periods minimum reset wait The maximum time to complete hardware reset tasks is 1 5 ms During this reset execution time the LM628 will ignore any commands or attempts to transfer data RDSTAT This command reads the status byte It is directly supported by LM628 hardware and Note 2 Note 3 can be executed at any time by pulling CS PS and RD logic low Status information remains valid as long as RD is logic low decision If the status byte is C4 hex or 84 hex continue Otherwise loop back to hardware reset 1D RSTI This command resets only the interrupts indicated by zeros in bits one through six of the next data word It also re
130. e carrera de interruptor de alta tensi n y al terminal 1 del fin de carrera para la bandera de sobrecorriente TERMINAL 2 indica si el interruptor de alta tensi n est accionado Proviene del terminal 2 del fin de carrera acoplado para el sensado de este interruptor e TERMINAL 3 indica si el interruptor de enclavamiento de la puerta est accionado Proviene del terminal 2 del interruptor de enclavamiento de la puerta CON 19 Se encuentra en la tarjeta implementada en el acople realizado para obtener la se al ndice Se acopla al conector 12 CON 20 Corresponde a la fuente de alimentaci n de la etapa de entrada del aislador 150122 se acopla con el conector 24 e Terminal 1 Senal de 12 V e Terminal 2 Se al de 12 V Terminal 3 Se al de referencia de la etapa de entrada del ISO 122 CON 21 A trav s de este conector se alimenta la etapa de potencia su valor es de 24 V y se acopla al conector 8 CON 22 Corresponde a la fuente de alimentaci n de la etapa de salida del aislador 150122 y se acopla con el conector 25 e Terminal 1 Se al de 12 V e Terminal 2 Se al de 12 V 57 Terminal 3 Se al de referencia de la etapa de entrada del ISO 122 CON 23 La fuente de alimentaci n de la etapa de control se obtiene de este conector se acopla al conector 11 CON 24 Es la etapa de entrada aislador 150122 se acopla con el conector 20 CON 25 Es la etapa de salida del aislador 150122 se acopla co
131. e interrupciones programable en tiempo real e Bus de datos paralelo as ncrono de 8 bits e Interfase para un encoder incremental con se al de ndice e Empaquetamiento de 28 pines formato DIP 7 En el anexo A se encuentra La hoja de datos del LM629 21 Descripci n de los terminales del LM629 En la figura 2 4 se observa la distribuci n de los terminales del LM629 que se enumeran y describen a continuaci n e Entrada de ndice El chip lee por este terminal la se al indice del encoder e 2 y P3 Se ales del encoder Corresponden a los canales A y B del encoder Reciben las dos se ales en cuadratura que indican la posici n en la que se encuentra el motor Cuando el motor gira hacia adelante la se al del terminal 2 adelanta en fase al terminal 3 en 90 Figura 2 5 Se ales provenientes del encoder T1 a T1 A m i T2 i T2 l 1 hr INDEX AeBeIN Fuente NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION LM628 LM629 Precision Motion Controller en l nea http www national com ds cgi LM LM628 pdf e P4a P11 Bus de datos Por estos terminales el chip se comunica con el servidor que en el caso de esta aplicaci n ser el PC Este bus es bidireccional 22 e P12 CS selector de chip Se debe activar esta se al para realizar operaciones de lectura o escritura en el chip Se activa en nivel bajo e P13 RD lectura Debe activarse para realizar operaciones de lectura
132. e los rige adem s de otras pruebas con fines acad micos La implementaci n en hardware se centra b sicamente en la variaci n rotacional de las tensiones a trav s del eje de la consola Para lograr un control pleno en velocidad y posici n del eje y consecuentemente de la variaci n de tensi n se acopl el motor FB9M20E de la marca Minertia y para su control se utiliz el LM629 de National Instruments que incorpora entre otros elementos un compensador digital PID El sensado de las tensiones se realiza utilizando un divisor hmico que nos permite registrar en el rango de 0 V a 284 V tensiones que var an de O V a 300 kV El registro de las tensiones se hace con una adecuaci n de la se al proveniente del divisor hmico para ser le da a trav s del conversor anal gico digital de 10 bits incorporado en el microcontrolador de Motorola MC68HC908SR12 Este microcontrolador digitaliza las tensiones acondicionadas y adem s regula la comunicaci n con el computador Para la interacci n con el operador de los ensayos se disefi una aplicaci n en el software de National instruments LabView 6i La aplicaci n software permite la realizaci n de ensayos de corriente alterna con control sobre la variaci n de tensi n as como de los interruptores que permiten el inicio y operaci n de las pruebas e incorpora elementos nuevos como el an lisis de los resultados de forma grafica Tesis de grado Facultad de in
133. e of the error The following discrete time equation illustrates the control per formed by the LM628 n u n kp e n e n N 0 kd e n e n 1 Eg 1 1 where u n is the motor control signal output at sample time n e n is the position error at sample time n n indicates sampling at the derivative sampling rate and kp ki and kd are the discrete time filter param eters loaded by the users The first term the proportional term provides a restoring force porportional to the position error just as does a spring obeying Hooke s law The second term the integration term provides a restoring force that grows with time and thus ensures that the static position error is zero If there is a constant torque loading the motor will still be able to achieve zero position error The third term the derivative term provides a force propor tional to the rate of change of position error It acts just like viscous damping in a damped spring and mass system like a shock absorber in an automobile The sampling interval associated with the derivative term is user selectable this capability enables the LM628 to control a wider range of inertial loads system mechanical time constants by provid ing a better approximation of the continuous derivative In general longer sampling intervals are useful for low velocity operations In operation the filter algorithm receives a 16 bit error signal from the loop summing
134. ecuci n Indica la ejecuci n de la prueba programada por el operador La tensi n observada real se presenta gr ficamente en la pantalla 2 en el rea 4 9 Tipo de prueba Esta ventana se despliega para elegir entre los tres tipos de pruebas realizables mediante la aplicaci n Este control es exclusivo del MODO AUTO 1 3 REA 3 En el rea 3 se encuentra el control del enclavamiento de la puerta y energizaci n de la consola junto con los indicadores que sensan el estado real del correspondiente interruptor Figura 1 3 rea 3 1 1 Suspender Este control suspende la operaci n manual o autom tica y la retorna al modo archivo 2 Modos Estos controles son mutuamente excluyentes e indican el modo de operaci n en que se encuentra la consola Est n 1 4 activos en el modo archivo y en el modo manual sin embargo cuando se entra en operaci n autom tica son deshabilitados y solo pueden ser cambiados luego de la suspensi n de la prueba en curso Door Este control ordena el enclavamiento o no de la puerta que a sla la sala de control con la sala de ensayos del laboratorio Led Door Este indicador visualiza la normalidad del interruptor de enclavamiento de la puerta Led Alta Tensi n Este indicador visualiza la normalidad del interruptor de alta tensi n Alta Tensi n Este control ordena la normalidad del interruptor de alta tensi n de la consola de alterna REA 4 El re
135. edback signal Block diagrams of typical LM628 LM629 based motor control systems are shown in Figures 1 2 As indicated in the figures the LM628 LM629 are bus pe ripherals both devices must be programmed by a host pro cessor This application note is intended to present a con crete starting point for programmers of these precision motion controllers It focuses on the development of short programs that test overall system functionality and lay the groundwork for more complex programs It also presents a method for tuning the loop compensation PID filter Note 1 host interface position velocity profile generator digital PID filter 16 bits quadrature decoder control lines host 1 0 port National Semiconductor Application Note 693 Steven Hunt January 1999 Reference System Figure 15 is a detailed schematic of a closed loop motor control system All programs presented in this paper were developed using this system For application of the pro grams in other LM628 based systems changes in basic programming structure are not required but modification of filter coefficients and trajectory parameters may be required Program Modules Breaking programs for the LM628 into sets of functional blocks simplifies the programming process each block ex ecutes a specific task This section contains examples of the principal building blocks modules of programs for the LM628 quadra
136. ego de las verificaciones previas la pantalla principal presentar el mensaje Introduzca par metros de la prueba En este punto de operaci n se espera que el operador adecue los controles de los par metros seg n la prueba a ejecutar Cuando los par metros se hayan ajustado se debe activar el control de carga de par metros que se caracteriza por el bot n C identificado con el n mero 5 en la figura 1 2 Se encender el led indicador de carga que se encuentra bajo el bot n y que se identifica en la figura 1 2 con el n mero 4 Una vez cargados los par metros el operador puede ejecutar en cualquier momento el bot n identificado con la letra E n mero 6 en la figura 1 2 para dar inicio a la prueba programada Desde este momento hasta que termine la consola recibir y presentar informaci n sobre la tensi n observada en la sonda conectada al divisor hmico 2 1 2 VISUALIZACI N En el modo auto la visualizaci n se hace en el fichero adquisici n en el rea 4 Figura 2 3 rea 4 en modo auto Los datos son graficados y el valor instant neo se coloca en la pantalla bajo la grafica Se incluyen dos controles para el color y espesor de la l nea ubicados en la esquina inferior izquierda del fichero adquisici n 10 2 1 3 SUSPENSI N DE LA PRUEBA En el transcurso de la prueba se pueden presentar rupturas del aislamiento o fen menos el ctricos que podr an subir la corriente en estas circun
137. ejecutar el bloque controlador driver lo comprenden el microcontrolador y el LM629 el bloque amplificador corresponde a la etapa de potencia LMD18200 para proporcionar la 15 alimentaci n adecuada al motor La realimentaci n para el bloque controlador consiste en las se ales en cuadratura que proporciona el encoder del motor Finalmente a trav s del motor se aplica movimiento al eje principal de la consola el cual controla la tensi n en el autotransformador y a su vez al transformador elevador Los valores de tensi n que se presentan en el material que se estudia y que el operario necesita para el an lisis de la prueba se observar n en el computador gracias a la implementaci n de uno de los conversores anal gico digital que posee el microcontrolador por intermedio de una interfase que realimenta la tensi n del divisor hmico Figura 2 2 Diagrama de bloques del sistema de control 0 V 300 kV Fuente Diseno de los autores 2 4 SELECCI N DEL MOTOR Adem s del torque necesario para mover libremente el eje principal de la consola el criterio de selecci n m s importante de motor es la ambivalencia de velocidades peque as y altas adem s de la posibilidad de controlarlas a bajo costo Debido a la necesidad de variar la velocidad del eje de la 16 consola la utilizaci n de un motor de corriente continua de im n permanente hace f cil la implementaci n del control El torque requerido pa
138. elocity Rounded COUNTS hex V 00 00 34 6E hex SAMPLE COUNTS 4000 id REVOLUTION X 2 0 REVOLUTIONS 8000 COUNTS P 0000 1F 40 hex COUNTS FIGURE 12 Calculations of Trajectory Parameters for Simple Absolute Position Move 01086029 11 www national com 69 NV AN 693 1 Programs continued TABLE 8 Simple Absolute Position Move Program Port Bytes Command Comments Initialization Module Filter Programming Module This command initiates loading the trajectory parameters input buffers Busy bit Check Module d d d 02 00 d 0 0 LB 00 HB These two bytes are the trajectory control word A 2A hex LB indicates acceleration velocity and position will be loaded and all three parameters are absolute Acceleration is loaded in two data words These two bytes are the high data word In this case the acceleration is 0 1 rev sec Busy bit Check Module acceleration data word low 00 00 velocity is loaded in two data words These two bytes are the high data word In this case the velocity is 0 2 rev sec 34 d 6E 0 d 0 00 H LB Busy bit Check Module Busy bit Check Module Position is loaded in two data words These two bytes are the high data word In this HB velocity data word low LB B case the position loaded is eight thousand counts This results in a move of two revolutions in the forwa
139. ente amortiguado En este punto la visualizaci n de la respuesta al impulso facilita la comprensi n y depuraci n de los ajustes pertinentes 4 0 CAUSALES DE SUSPENSI N DE LAS PRUEBAS Dentro de las pruebas realizadas se observ que las fuentes de suspensi n cumplieran satistactoriamente y evitar n la ejecuci n cuando fuentes de error sean detectadas 4 2 1 Bandera Sobrecorriente La bandera de sobrecorriente se activa en bajo e indica que en el primario del autotransformador est circulando una corriente superior a la aceptada por el sistema Para visualizar el efecto de esta bandera se activo el sistema 1 El intervalo de muestreo derivativo debe ser 5 a 10 veces menor que la constante de tiempo mec nica del motor 95 electromec nico que se encuentra en el interruptor de alto voltaje de la consola de alterna Al realizar el movimiento mec nico que se produce por la circulaci n de una corriente igual o mayor a 40 A la interrupci n se produce satistactoriamente e inicia la secuencia de retroceso despu s de la suspensi n de los interruptores de puerta y alto voltaje Adicionalmente se realiz una prueba tipo rampa con un aislador con tensi n de ruptura inferior a los 70 kV Los par metros de la prueba fueron Rampa 3 kV s Tensi n m xima 70 kV s Tiempo de sostenimiento 1 s Snap Over 5 Al llegar a la indicaci n de 66 402 kV se activ la secuencia de emergencia interumpiendo la prueba y em
140. ermite el desarrollo de otras pruebas no normalizadas debido a la versatilidad en la variaci n y sensado de la tensi n que con el proceso de automatizaci n se posee El comportamiento autom tico del sistema permite una precisi n alta en las variaciones de tensi n la resoluci n es de 0 5 grados en el eje del sistema variador de tensi n mucho menor del necesario para desplazar en un tap el autotransformador con razones de cambio ajustables dentro de un rango amplio y suficiente tanto para las pruebas normalizadas como para otras a las que haya lugar con motivo de investigaci n La versatilidad del sistema de control dise ado permite iniciar una prueba con un incremento lineal de tensi n determinado y en un punto preestablecido mediante un porcentaje de la tensi n m xima variar la raz n de cambio de tensi n con lo que aumentan las prestaciones del laboratorio La programaci n flexible implementada en la interfase serial permite un control amplio de las caracter sticas del controlador del motor LM629 y posibilita la ampliaci n futura para la lectura de variables 103 ambientales que son tenidas en consideraci n en ensayos de alta tensi n El compensador PID programado en el controlador LM629 causa que el sistema de control presente una respuesta al escal n cr ticamente amortiguada garantizando estabilidad tiempo de respuesta ptimo y cero vibraciones de alta frecuencia en el eje Si dentro de pro
141. erter to minimize PSR related output errors with 5V voltage regulators on the isolated side and still get the full 10V input and output swing An example of this application is shown in Figure 10 CARRIER FREQUENCY CONSIDERATIONS The 150122 amplifier transmits the signal across the isola tion barrier by a 500kHz duty cycle modulation technique For input signals having frequencies below 250kHz this system works like any linear amplifier But for frequencies above 250kHz the behavior is similar to that of a sampling amplifier The signal response to inputs greater than 250kHz Isolation Barrier FIGURE 1 Block Diagram BURR BROWN 150122 Gnd 2 Ve performance curve shows this behavior graphically at input frequencies above 250kHz the device generates an output signal component of reduced magnitude at a frequency below 250kHz This is the aliasing effect of sampling at frequencies less than 2 times the signal frequency the Nyquist frequency Note that at the carrier frequency and its harmonics both the frequency and amplitude of the aliasing go to zero ISOLATION MODE VOLTAGE INDUCED ERRORS IMV can induce errors at the output as indicated by the plots of IMV vs Frequency It should be noted that if the IMV frequency exceeds 250kHz the output also will display spurious outputs aliasing in a
142. ervienen en la etapa de control Pueden ser clasificadas como senales de entrada o se ales de salida 12 www freescale com files microcontrollers doc eng_bulletin EB396 pdf 38 Figura 2 15 Circuito Esquem tico de la Etapa de Control LEG LE No i c Se ales de entrada de la etapa de control e RTS request to send Se al proveniente del computador e Recepci n En esta senal viene la informaci n que entrega la aplicaci n de LabView a la etapa de control e Divisor de Tensi n Es el valor de continua que debe interpretar el microcontrolador para entregar el valor que se tiene en alta tensi n e Sensor del interruptor de enclavamiento de la puerta Con esta se al se conoce el estado del interruptor de door locked si esta senal es alta el interruptor de la puerta esta activado door locked si la se al es un bajo el interruptor est desactivado door unlocked e Sensor del interruptor de alto voltaje Con esta se al se conoce el estado del interruptor de alta tensi n HV si esta se al es alta el interruptor de HV est activado si la se al es un bajo el interruptor de HV est desactivado e ndice Para lograr mayor exactitud en el sistema de control se dise un acople con el que se logra un indicador de inicio de posici n es decir una senal que se active cuando el eje del autotransformador se encuentre en la posici n inicial
143. esquem tico de la etapa de control se muestran al MC 8HC908SR12 y al LM629 Adem s de ellos se encuentra el MAX232 el cual realiza la interfase entre las tensiones que se manejan en el puerto serial del computador y las tensiones que manejan los dispositivos con tecnolog a TTL Las tres compuertas NAND de tres entradas que incorpora el circuito integrado 741510 que se observa en la etapa de control se implementaron de la siguiente manera e Debido a que la interrupci n IRQ2 del microcontrolador es activa en bajo es necesario negar este valor antes ya que la senal de interrupci n del LM629 es activa en alto Los terminales 3 y 4 del 741510 se conectan a 5 V y el terminal 5 es el que recibe la senal del LM629 terminal 17 La salida de esta compuerta es el terminal 6 y se conecta a la entrada IRQ2 del microcontrolador e los terminales 9 10 y 11 son las se ales del sensor de presencia del sensor de sobrecorriente y de la parada de emergencia respectivamente El dise o requiere que se ejecute una interrupci n cuando cualquiera de estas tres se ales se active las tres se ales son activas en bajo por esta raz n la salida de esta compuerta que es el terminal 8 se niega con la compuerta restante terminales 1 2 y 13 La salida total terminal 12 se conecta a la interrupci n IRQ1 la cual es activa tambi n en bajo El controlador LM629 requiere de una se al de reloj entre 1 MHz y 8 MHz para su fun
144. etas de las tarjetas para la obtenci n de la se al Fuente Dise o de los autores Figura 2 22 Capa de siluetas de la tarjeta fuente de alimentaci n 51 Fuente Dise o de los autores Figura 2 23 Capa de siluetas de la tarjeta de sensado de alta tensi n Dise o de los autores 2 13 2 Conexi n entre las tarjetas A continuaci n se describen las conexiones entre cada tarjeta ilustrando la posici n de cada cable de conexi n del sistema de control se enumerar n todas estas conexiones y aquellas que son externas a las tarjetas CON 1 Se conecta al puerto serial del computador de la siguiente manera e TERMINAL 1 se al CTS e TERMINAL 2 se al RTS e TERMINAL 3 se al de tierra del computador e TERMINAL 4 se al de transmisi n del computador 52 e TERMINAL 5 se al de recepci n del computador Los conectores 2 3 y 4 son los canales del conversor anal gico digital del microcontrolador MC 68HC908SR12 que est n disponibles para su implementaci n ya que el proyecto deja abierta la posibilidad de sensar m s variables anal gicas CON 2 e TERMINAL 1 se al anal gica que se desea sensar e TERMINAL 2 tierra del sistema de control CON 3 e TERMINAL 1 tierra del sistema de control TERMINAL 2 se al anal gica que se desea sensar CON 4 e TERMINAL 1 se al anal gica que se desea sensar e TERMINAL 2 tierra del sistema de control CON 5 En este conector se implementa la parada de emer
145. etra E de la consola El otro terminal del fusible se conecta a este cable llamado el cual llega al primario de los transformadores N Se toma la entrada neutro de la consola y se conecta al terminal restante del primario de los transformadores a trav s del cable marcado con la letra N Con los dos cables anteriores se realiza la conexi n de alimentaci n del primario de los dos transformadores y se toman 110 V de corriente alterna que se obtienen entre una fase y el neutro que est a la entrada de la consola de corriente alterna 1 Es uno de los cables del secundario del transformador 1 implementado para proporcionar la se al de 24 V que se encarga de alimentar la etapa de potencia T1 2 Es el complemento del anterior para generar la fuente de 24 V 12 1 Es uno de los cables del secundario del transformador 2 implementado para proporcionar la se al de 5 V para la alimentaci n de la etapa de control T2 2 Es el complemento del anterior para generar la fuente de 5 V Anexo C MANUAL DEL USUARIO CONSOLA VIRTUAL Este documento tiene como objeto ilustrar al operador de la consola virtual acerca de cada uno de los elementos y de las caracter sticas de la aplicaci n desarrollada para controlar la consola de corriente alterna ubicada en el laboratorio de alta tensi n El sistema variador regula la velocidad del motor para ajustarla a las ratas de crecimiento de tensi n deseadas en una prueba deter
146. ette Herramienta de LabView que activa la operaci n del mouse para desplazamiento x y 5 Cursor legend Indica el cursor activo y el valor que toma tanto en el tiempo como en tensi n Las herramientas a la derecha de este permiten la activaci n o desactivaci n del movimiento del cursor as como el cambio de color tipo y otras de esta misma indoles 6 Espesor Esta herramienta permite cambiar el espesor de la linea de la grafica entre 5 valores 7 Color Con este control se puede variar el color de la l nea de trazo entre las muestras de la grafica 8 Zoom out Esta herramienta permite retomar las dimensiones graficas anteriores hasta el valor por defecto punto en el cual se desactiva 3 Para m s informaci n al respecto rem tase al Manual de usuario de LabView 24 9 Default Activando este control se carga el archivo con las dimensiones necesarias para visualizar todas las muestras guardadas 10 Cursor mover Herramienta de LabView para mover los cursores activos dentro del plano de la grafica 11 Zoom in Esta herramienta permite redimensionar la grafica a los valores contenidos en el rea interna de los cursores Los cursores son mapeados para obtener una nueva posici n en el nuevo rango de valores de la grafica 4 3 SUSPENSI N DEL MODO ARCHIVO La suspensi n del modo se hace por el cambio en la ficha de visualizaci n o por la activaci n de un modo distinto de operaci
147. eve po tential host computer data communications bottlenecks and facilitates easier synchronization of multiple axis controls STT COMMAND START MOTION CONTROL Command Code 01 Hex Data Bytes None Executable During Motion Yes if acceleration has not been changed The STT command is used to execute the desired trajectory the specifics of which have been programmed via the LTRJ command Synchronization of multi axis control to within one sample interval can be arranged by loading the re quired trajectory parameters for each and every axis and then simultaneously issuing a single STT command to all axes This command may be executed at any time unless the acceleration value has been changed and a trajectory has not been completed or the motor has not been manually stopped If STT is issued during motion and acceleration has been changed a command error interrupt will be generated and the command will be ignored Data Reporting Commands The following seven LM628 user commands are used to obtain data from various registers in the LM628 Status position and velocity information are reported With the exception of RDSTAT the data is read from the LM628 data port after first writing the corresponding command to the command port RDSTAT COMMAND READ STATUS BYTE Command Code None Byte Read One Data Range See Text Executable During Motion Yes The RDSTAT command is really not a command but is listed with the other
148. gencia que el laboratorio de alta tensi n le puede anadir al sistema de control Si esta se al es un bajo el sistema apaga la consola y s lo se podr iniciar una prueba hasta que retorne a un alto Actualmente esta se al se deja conectada a 5 V a trav s de un JUMPER para que el sistema de control pueda iniciar e TERMINAL 1 tierra del sistema de control 53 e TERMINAL 2 se al parada de emergencia e TERMINAL 3 se al de 5 V de la etapa de control CON 6 Si se desea que en el laboratorio se instale un sensor de movimiento que indique si se encuentra una persona en el momento de la ejecuci n de una prueba este sensor se adaptar a al conector 6 Al igual que el anterior es activo en bajo A trav s de un JUMPER esta se al se mantiene en alto e TERMINAL 1 tierra del sistema de control e TERMINAL 2 se al del sensor de movimiento e TERMINAL 3 se al de 5 V de la etapa de control CON 7 Este es un conector de dos filas a trav s del cual se interconectan las tarjetas de control y de potencia El hilo rojo del conector terminal 1 se toma como referencia y por el otro extremo de la correa se conecta al terminal 1 del conector 10 CON 8 Alimentaci n de la etapa de potencia a este conector se conecta la fuente de alimentaci n de 24 V se acopla al conector 21 e TERMINAL 1 tierra de la fuente de 24 V cable de color azul e TERMINAL 2 no conectar e TERMINAL 3 se al de 24 V cable de c
149. genier as f sico mec nica Ingenier a Electr nica Julio C sar Chac n Velasco TITLE AUTOMATION OF THE CONSOLE OF ALTERNATES IN THE HIGH TENSION LABORATORY USING PERSONAL COMPUTER AUTHORS BAUTISTA PARRA Ramiro Alfonso ROJAS CALERO Rodny Javier KEY WORDS High voltage laboratory LM629 LMD18200 LabView MC68HC908SR12 DESCRIPTION OF THE CONTENT With the purpose of improving the yield and precision of the tests that are carried out in the high tension laboratory of the UIS it was implemented a motorized system controlled from the computer to manipulate and testing the variation of tension With this adaptation rehearsals of alternating current can be made for diverse elements as insulating and lightning rod chords to the normative that governs them besides other tests with academic ends The hardware implementation is centered basically in the rotational variation of the tensions through the axis of the console To achieve a full control in speed and position of the axis and consequently of the variation of tension the motor FB9M20E of Minertia was coupled and for its control the LM629 of National Instruments was used that incorporates among other elements a digital compensator PID The tension measures is carried out using a dividing ohmic that allows to register in the range from 0 V to 284 V tensions that vary from 0 V to 300 kV The sensing of the tensions is made with dividing ohmic to be read through the digital a
150. h either step one or step two alone STEP ONE MANUAL VISUAL METHOD Introduction In the first step the values of k and kg along with i and ds are systematically varied until reasonably good response characteristics are obtained Manual and visual methods are used to evaluate the effect of each coefficient on system behavior Note The next four numbered sections are ordered steps to tuning the PID filter 1 Prepare the System The initialization section of the filter tuning program is ex ecuted to prepare the system for filter tuning See Table 11 This section initializes the system presets the filter param eters kp Ki il 0 2 ds 1 and commands the control loop to hold the shaft at the current position After executing the initialization section of the filter tuning program both desired and actual shaft positions equal zero the shaft should be stationary Any displacement of the shaft constitutes a position error but with both k and k set to zero the control loop can not correct this error 2 Determine the Derivative Gain Coefficient The filter derivative term provides damping to eliminate os cillation and minimize overshoot and ringing stabilize the system Damping is provided as a force proportional to the rate of change of position error and the constant of propor tionality is ky x d See Figure 18 Coefficients k and d are determined with an iterative pro cess Coefficient k i
151. he encoder See Figure 9 Each of the encoder signal inputs is synchronized with the LM628 clock The optional index pulse output provided by some encoders assumes the logic low state once per revolution If the LM628 is so programmed by the user it will record the absolute motor position in a dedicated register the index register at the time when all three encoder inputs are logic low If the encoder does not provide an index output the LM628 index input can also be used to record the home position of the motor In this case typically the motor will close a switch which is arranged to cause a logic low level at the index input and the LM628 will record motor position in the index register and alert interrupt the host processor Permanently grounding the index input will cause the LM628 to malfunc tion TABLE 1 System Specifications Summary Position Range 1 073 741 824 to 1 073 741 823 counts Velocity Range counts sample Acceleration Range 0 to 1 073 741 823 216 counts sample ie O to 16 383 counts sample with a resolution of 1 218 to 1 073 741 823 2 counts sample sample O to 16 383 counts sample sample with a resolution of 1 216 counts sample sample Motor Drive Output LM628 8 bit parallel output to DAC or 12 bit multiplexed output to DAC LM629 8 bit PWM sign magnitude signals Operating Modes Position and Velocity Feedback Device Incremental Encoder quadrature signals supp
152. he following modes are controlled by Pin 16 1 Commands are written to the command port Pin 16 low 2 Status byte is read from command port Pin 16 low and 3 Data is written and read via the data port Pin 16 high Pin 17 10 Host Interrupt HI Output This active high signal alerts the host via a host interrupt service routine that an interrupt condition has occurred Pins 18 to 25 DAC Port DACO to DAC7 Output port which is used in three different modes 1 LM628 8 bit output mode Outputs latched data to the DAC The MSB is Pin 18 and the LSB is Pin 25 2 LM628 12 bit output mode Outputs two multiplexed 6 bit words The less significant word is output first The MSB is on Pin 18 and the LSB is on Pin 23 Pin 24 is used to demultiplex the words Pin 24 is low for the less significant word The positive going edge of the signal on Pin 25 is used to strobe the output data Figure 8 shows the timing of the multiplexed signals 3 LM629 sign magnitude outputs Outputs a PWM sign signal on Pin 18 11 for surface mount and a PWM magnitude signal on Pin 19 13 for surface mount Pins 20 to 25 are not used in the LM629 Figure 11 shows the PWM output signal format Pin 26 14 Clock CLK Input Receives system clock Pin 27 15 Reset RST Input Active low positive edge triggered resets the LM628 to the internal conditions shown below Note that the reset pulse must be logic low for a minimum of 8 clock
153. he following two LM628 user commands are used for set ting the derivative term sampling interval for adjusting the filter parameters as required to tune the system and to control the timing of these system changes LFIL COMMAND LOAD FILTER PARAMETERS Command Code 1E Hex Data Bytes Two to Ten Data Ranges Filter Control Word See Text Filter Coefficients 0000 to 7FFF Hex Pos Only Integration Limit 0000 to 7FFF Hex Pos Only Executable During Motion Yes The filter parameters coefficients which are written to the LM628 to control loop compensation are kp ki kd and il integration limit The integration limit il constrains the contribution of the integration term n ki 0 see 1 to values equal to or less than user defined maximum value this capability minimizes integral or reset wind up an overshooting effect of the integral action The positive only input value is compared to the absolute mag nitude of the integration term when the magnitude of inte gration term value exceeds il the il value with appropriate sign is substituted for the integration term value The derivative term sampling interval is also programmable via this command After writing the command code the first two data bytes that are written specify the derivative term sampling interval and which of the four filter parameters is are to be written via any forthcoming data bytes The first byte writte
154. he specified final position The deceleration rate is equal to the acceleration rate At any time during the move the maximum velocity and or the target position may be changed and the motor will accelerate or decelerate accordingly Figure 10 illustrates two typical trapezoidal ve locity profiles Figure 10 a shows a simple trapezoid while Figure 10 b is an example of what the trajectory looks like when velocity and position are changed at different times during the move When operating in the velocity mode the motor accelerates to the specified velocity at the specified acceleration rate and maintains the specified velocity until commanded to stop The velocity is maintained by advancing the desired position at a constant rate If there are disturbances to the motion during velocity mode operation the long time average veloc ity remains constant If the motor is unable to maintain the specified velocity which could be caused by a locked rotor www national com 6c9IN 1 829W 1 LM628 LM629 Theory of Operation continued for example the desired position will continue to be in creased resulting in a very large position error If this con dition goes undetected and the impeding force on the motor is subsequently released the motor could reach a very high velocity in order to catch up to the desired position which is still advancing as specified This condition is easily de tected see commands LPEI and LPES
155. host interrupt mask status Bit 6 is cleared via command RSTI Bit 5 the excessive position error interrupt flag is set to logic one when a position error interrupt condition exists This occurs when the error threshold loaded via command www national com Data Reporting Commands Continued LPEI or LPES has been exceeded The flag is functional independent of the host interrupt mask status Bit 5 is cleared via command RSTI Bit 4 the wraparound interrupt flag is set to logic one when a numerical wraparound has occurred To wraparound means to exceed the position address space of the LM628 which could occur during velocity mode operation If a wrap around has occurred then position information will be in error and this interrupt helps the user to ensure position data integrity The flag is functional independent of the host inter rupt mask status Bit 4 is cleared via command RSTI Bit 3 the index pulse acquired interrupt flag is set to logic one when an index pulse has occurred if command SIP had been executed and indicates that the index position register has been updated The flag is functional independent of the host interrupt mask status Bit 3 is cleared by command RSTI Bit 2 the trajectory complete interrupt flag is set to logic one when the trajectory programmed by the LTRJ command and initiated by the STT command has been completed Be cause of overshoot or a limiting condition such as com
156. ido a las caracter sticas del proyecto se hace necesario utilizar un microcontrolador que tenga la capacidad de entregar algunas utilidades particulares como lo son interfase SCI interfase de comunicaci n serial e dos registros para interrupciones externas e candles de conversi n anal gico digital de por lo menos 10 bits cada uno e posibilidad de manejar como m nimo 26 pines de entrada salida Para los efectos del proyecto cualquier tipo de microcontroladores Motorola Microchip etc ofrece las utilidades b sicas mencionadas anteriormente Se escogi la marca de microcontroladores de Motorola debido a que su uso es muy difundido en la Universidad a tal punto que el seminario que se ofrece en la Escuela se centra en esta clase de microcontroladores y cualquier tipo de asesor a se puede obtener con relativa facilidad Despu s de indagar las diferentes familias de microcontroladores que ofrece Motorola 68 12 MC 68HC11 MC 8HCO8 etc se lleg a la conclusi n que uno de los muy pocos microcontroladores que ofrecen todas estas utilidades mencionadas es el MC68HC908SR12 puesto que la mayor a de los dem s microcontroladores no poseen la cantidad de terminales de entrada salida necesarios para el sistema de control o en su defecto sus canales del conversor anal gico digital son de menos de 10 bits Por esta raz n y por su costo moderado se seleccion este microcontrolador y a partir del mismo se implement l
157. iene por un tiempo determinado por el operador y finalmente se retorna a cero 2 1 1 PAR METROS En la figura 2 1 se observan los par metros de este tipo de prueba Adicional a estos par metros existe la posibilidad de ejecutar una segunda rampa luego de alcanzar un porcentaje determinado por el operador de la tensi n m xima Figura 2 1 Tipo rampa kV Tiempo de sostenimiento Ts Rampa Kis A kN Sy Snap Over Los par metros de este tipo de prueba se colocan en los controles que aparecen para tal fin en el rea inferior izquierda de la consola virtual En la figura 2 2 se muestran los controles para esta prueba Figura 2 2 Controles par metros de la prueba tipo rampa La prueba inicia con un mensaje de advertencia para el operador sobre la secuencia de inicio y previene sobre el cierre de la puerta si se observan personas en la sala de pruebas del laboratorio de alta tensi n La secuencia de inicio impone la obligatoriedad de enclavar la puerta y enseguida energizar la consola Si no se cumple con la secuencia la consola no permite la carga de los par metros y desactiva los interruptores que se activen fuera de la secuencia A lo largo de esta operaci n la pantalla principal ofrece mensajes del paso adecuado Cuando se ha energizado el sistema la consola virtual verifica la coherencia de los interruptores con los controles en el panel principal Lu
158. ime T16 120 ns DATA WORD READ TIMING See Figure 6 Chip Select Setup Hold Time T7 0 ns Port Select Setup Time T8 30 ns Port Select Hold Time ns Read Data Access Time ns Read Data Hold Time ns RD High to Hi Z Time ns Busy Bit Delay ns Read Recovery Time T17 ns DATA WORD WRITE TIMING See Figure 7 Chip Select Setup Hold Time T7 0 ns Port Select Setup Time T8 30 ns Port Select Hold Time ns Busy Bit Delay ns WR Pulse Width ns Write Data Setup Time ns Write Data Hold Time T16 120 ns Write Recovery Time T18 120 ns Note 1 Absolute Maximum Ratings indicate limits beyond which damage to the device may occur DC and AC electrical specifications do not apply when operating the device beyond the above Operating Ratings Note 2 When operating at ambient temperatures above 70 C the device must be protected against excessive junction temperatures Mounting the package on a printed circuit board having an area greater than three square inches and surrounding the leads and body with wide copper traces and large uninterrupted areas of copper such as a ground plane suffices The 28 pin DIP N and the 24 pin surface mount package M are molded plastic packages with solid copper lead frames Most of the heat generated at the die flows from the die through the copper lead frame and into copper traces on the printed circuit board The copper traces act as a heat sink Double sided or multi layer boards provide heat transfer characteristics superior
159. in at zero These values will not provide optimum system performance but they will be sufficient to test system functionality See Tuning the PID Filter TRAJECTORY PROGRAMMING MODULE Table 5 details the example trajectory programming module Load Trajectory Parameters An LTRJ Load TRaJectory command sequence includes command LTRJ a trajectory control word and a variable number of data words The LTRJ command initiates loading trajectory parameters into input buffers The two data bytes written immediately after LTRJ com prise the trajectory control word The first byte programs with logical ones in respective bit positions the trajectory mode velocity or position velocity mode direction and stopping mode See Stop Module The second byte indi cates with logical ones in respective bit positions which of the three trajectory parameters will be loaded It also indi cates whether the parameters are absolute or relative See Figure 9 Any combination of the three parameters can be loaded within a single LTRJ command sequence Immediately following the trajectory control word the trajec tory parameters are written Each parameter is written as a pair of data words four data bytes Because any combina tion of the three parameters can be loaded within a single LTRJ command sequence the number of data words follow ing the trajectory control word can vary in the range from zero to six trajectory control word 00 hex
160. in pairs which comprise 16 bit words Each data item parameter requires two 16 bit words the word and byte order is most to least significant The order of sending the parameters to the LM628 corre sponds to the descending order shown in the above descrip tion of the trajectory control word i e beginning with accel eration then velocity and finally position Acceleration and velocity are 32 bits positive only but range only from 0 00000000 hex to 239 1 3FFFFFFF hex The bottom 16 bits of both acceleration and velocity are scaled as fractional data therefore the least significant integer data bit for these parameters is bit 16 where the bits are num bered 0 through 31 To determine the coding for a given velocity for example one multiplies the desired velocity in counts per sample interval times 65 536 and converts the result to binary The units of acceleration are counts per sample per sample The value loaded for acceleration must not exceed the value loaded for velocity Position is a signed 32 bit integer but ranges only from 23 C0000000 hex to 2391 1 SFFFFFFF Hex The required data is written to the primary buffers of a double buffered scheme by the above described operations it is not transferred to the secondary working registers until the STT command is executed This fact can be used ad vantageously the user can input numerous data ahead of their actual use This simple pipeline effect can reli
161. is determined by the format of the PWM Signal www national com 00281 01 LMD18200 Pinout Description See Connection Diagram Continued Pin 6 Vs Power Supply Pin 7 GROUND Connection This pin is the ground return and is internally connected to the mounting tab Pin 8 CURRENT SENSE Output This pin provides the sourcing current sensing output signal which is typically 377 pA A Pin 9 THERMAL FLAG Output This pin provides the ther mal warning flag output signal Pin 9 becomes active low at 145 C junction temperature However the chip will not shut itself down until 170 C is reached at the junction Pin 10 OUTPUT 2 Half H bridge number 2 output Pin 11 BOOTSTRAP 2 Input Bootstrap capacitor pin for Half H bridge number 2 The recommended capacitor 10 nF is connected between pins 10 and 11 TABLE 1 Logic Truth Table PWM Dir Brake Active Output Drivers H H L Source 1 Sink 2 H L Sink 1 Source 2 L X L Source 1 Source 2 H H H Source 1 Source 2 H L H Sink 1 Sink 2 L x H NONE Application Information TYPES OF PWM SIGNALS The LMD18200 readily interfaces with different forms of PWM signals Use of the part with two of the more popular forms of PWM is described in the following paragraphs Simple locked anti phase PWM consists of a single vari able duty cycle signal in which is encoded both direction and amplitude information see Figure 2 A 50 duty cycle PWM signa
162. itiendo el mensaje Emergencia de sobrecorriente El dato obtenido por el sistema autom tico guarda coherencia con las caracter sticas del aislador 4 2 2 Parada de emergencia Esta bandera activ en bajo se implementa como recurso para la seguridad en la operaci n de la consola y pretende dar un instrumento r pido de suspensi n manual ante la eventualidad de un comportamiento an malo y potencialmente peligroso Como no se cuenta con este interruptor para efectos de observar su incidencia en la operaci n del sistema se utiliz un interruptor de codo Una vez el interruptor se activ el sistema se suspendi e inici el retroceso del eje hasta la posici n inicial La operaci n de la consola por medio del sistema autom tico no fue posible nuevamente hasta 96 que el interruptor de codo regres a su posici n inicial estado alto de la bandera Con esta restricci n se pretende que en una futura adquisici n el sistema no sea operable si el interruptor enclavado por llave no es liberado luego de una emergencia 4 2 3 P rdida de comunicaci n Con el fin de evitar que la consola virtual pierda el control sobre el sistema se utiliz el modulo COP del microcontrolador MC 68HC908SR12 que reinicia el programa de la interfase serial cuando se desborda 341ms Para verificar la efectividad de su operaci n se inici la ejecuci n de una prueba tipo rampa y mientras se recib an los datos se retir el cable serial que co
163. ive to 10 counts Load Trajectory Parameters The first byte of the trajectory control word 00 hex programs position mode operation The second byte 2B hex indicates all three trajectory parameters will be loaded It also indi cates both acceleration and velocity will be absolute values while position will be a relative value Trajectory Parameters Calculations Independent of the current resting position of the shaft the shaft will complete thirty revolutions in the reverse direction Total time to complete the move is fifteen seconds Total time for acceleration and deceleration is five seconds The reference system utilizes a one thousand line encoder The number of counts for each complete shaft revolution and the total counts for this position move are determined 1000 CYCLES ar COUNTS REVOLUTION CYCLE REVOLUTION COUNTS REVOLUTION 30 REVOLUTIONS 120 000 COUNTS With respect to time two thirds of the move is made at maximum velocity and one third is made at a velocity equal to one half the maximum velocity Note 7 Therefore total counts traveled during acceleration and deceleration periods is one fifth the total counts traveled See Figure 13 www national com ll Programs Continued 120 000 COUNTS _ total counts traveled during 5 24 000 COUNTS acceleration and deceleration 24 000 COUNTS _ counts traveled during 2 12 000 COUNTS acceleration The reference
164. izado para obtener la se al ndice Se acopla al conector 12 CON 20 Corresponde a la fuente de alimentaci n de la etapa de entrada del aislador 150122 se acopla con el conector 24 e Terminal 1 Se al de 12 V e Terminal 2 Se al de 12 V e Terminal 3 Se al de referencia de la etapa de entrada del ISO 122 CON 21 A trav s de este conector se alimenta la etapa de potencia su valor es de 24 V y se acopla al conector 8 CON 22 Corresponde a la fuente de alimentaci n de la etapa de salida del aislador ISO122 y se acopla con el conector 25 e Terminal 1 Se al de 12 V e Terminal 2 Se al de 12 V e Terminal 3 Se al de referencia de la etapa de entrada del ISO 122 CON 23 La fuente de alimentaci n de la etapa de control se obtiene de este conector se acopla al conector 11 CON 24 Es la etapa de entrada aislador 150122 se acopla con el conector 20 CON 25 Es la etapa de salida del aislador 150122 se acopla con el conector 22 1 3 3 Conexiones externas a las tarjetas Son las conexiones que van desde la red de tensi n alterna pasando por los transformadores y que van hasta la consola Al igual que los conectores descritos anteriormente los cables correspondientes a estas conexiones se encuentran marcados para facilitar la identificaci n de los mismos F Previamente se conect una de las fases de entrada a la consola de corriente alterna a un fusible de 5 A ubicado sobre la marca con la l
165. j Hi Pyeng GMO D TRANSFORMADORA Dm 7 DIRE E29 ri TN PEMAR Da PRIMER GHD fi TRANSFORMADOR nu Draper EN i Fuente Dise o de los adores 48 2 13 RESULTADO FINAL DEL SISTEMA DE CONTROL En este apartado se explica la distribuci n de los dispositivos electr nicos sobre cada una de las tarjetas dise adas con el fin de identificar alg n elemento en particular que requiera mantenimiento o que requiera ser sustituido por un dispositivo nuevo Adem s se muestran las conexiones entre cada tarjeta ilustrando la posici n de cada cable de conexi n del sistema de control se enumerar n todas estas conexiones y aquellas que son externas a las tarjetas 2 13 1 Distribuci n espacial de los elementos del sistema de control Las tarjetas dise adas se encuentran en el interior de la consola de corriente alterna sobre una gaveta que se ajust sobre la parte frontal de la misma A continuaci n en las figuras se muestran los esquemas finales de cada una de las tarjetas dise adas con todos sus componentes ensamblados vistas desde la capa de siluetas Figura 2 18 Capa de siluetas de la tarieta de potencia Fuente Dise o de los autores 49 Figura 2 19 Capa de siluetas de la tarjeta de control Fuente Dise o de los autores Figura 2 20 Capa de siluetas de la tarjeta de control y sensado de los interruptores Fuente Dise o de los autores 50 Figura 2 21Capa de silu
166. junction The error signal is saturated at 16 bits to ensure predictable behavior In addition to being multiplied by filter coefficient kp the error signal is added to an accumulation of previous errors to form the integral signal and at a rate determined by the chosen derivative sampling interval the previous error is subtracted from it to form the derivative signal All filter multiplications are 16 bit operations only the bottom 16 bits of the product are used The integral signal is maintained to 24 bits but only the top 16 bits are used This scaling technique results in a more usable less sensitive range of coefficient ki values The 16 bits are right shifted eight positions and multiplied by filter coefficient ki to form the term which contributes to the motor control output The absolute magnitude of this product is compared to coefficient il and the lesser appropriately signed magnitude then contributes to the motor control sig nal The derivative signal is multiplied by coefficient kd each derivative sampling interval This product contributes to the motor control output every sample interval independent of the user chosen derivative sampling interval The kp limited ki and kd product terms are summed to form a 16 bit quantity Depending on the output mode wordsize either the top 8 or top 12 bits become the motor control output signal www national com Theory of Operation continued LM628 READING
167. l bloque ADC el byte de control podr a tener el bit 5 en alto lo que generar a un reset que suspender a la ejecuci n en curso Los tres bits menos significativos indican al microcontrolador que se quiere leer un canal del conversor anal gico digital La elecci n del canal del conversor anal gico digital se hace seg n la tabla 3 1 70 Figura 3 6 Byte control en bloque ADC B7 B6 B5 Ba B2 Bo c c BRT RST aDC pone Cedo Fuente Dise o de los autores El canal 0 sensa la tensi n del secundario del transformador elevador que ha sido adecuada para el rango de O V a 5 V Cabe anotar que por defecto el nico canal que tiene uso de los 10 bits es el canal de voltaje mientras los dem s est n truncados a 8 bits debido a que los bits LSB presentes en el BRT son del canal 0 sin embargo si se env a un byte de control con el bit B4 activado se genera en el flujo del programa la orden de hacer los dos bits en el BRT iguales al los menos significativos del canal coincidente con el indicado en el byte de control seg n la tabla 3 1 3 2 5 Interrupciones Las fuentes b sicas de interrupci n son el controlador del motor LM 29 y contingencias como un pico de sobrecorriente o un pulso proveniente del interruptor de emergencia Estas interrupciones se ubican en dos pines del microcontrolador Motorola 68 9085812 que tienen como prop sito la administraci n de contingencias de es
168. l represents zero drive since the net value of voltage integrated over one period delivered to the load is zero For the LMD18200 the PWM signal drives the direc tion input pin 3 and the PWM input pin 5 is tied to logic high 50 DUTY CYCLE 75 DUTY CYCLE 25 DUTY CYCLE 5v DIRECTION PIN 3 ov Vs Vs AVERAGE LOAD CURRENT 0 AVERAGE LOAD CURRENT FLOWS FROM OUTPUT 1 TO OUTPUT 2 AVERAGE LOAD CURRENT FLOWS FROM OUTPUT 2 TO OUTPUT 1 DS010568 4 FIGURE 2 Locked Anti Phase PWM Control Sign magnitude PWM consists of separate direction sign and amplitude magnitude signals see Figure 3 The ab solute magnitude signal is duty cycle modulated and the absence of a pulse signal a continuous logic low level rep resents zero drive Current delivered to the load is propor tional to pulse width For the LMD18200 the DIRECTION in put pin 3 is driven by the sign signal and the PWM input pin 5 is driven by the magnitude signal 5v DIRECTION PIN 3 0 5v PWM PIN 5 0 MOTOR SPEED slow MEDIUM FAST SLOW MEDIUM FAST AVERAGE CURRENT FLOWS FROM OUTPUT 1 TO OUTPUT 2 AVERAGE CURRENT FLOWS FROM OUTPUT 2 TO OUTPUT 1 05010568 5 FIGURE 3 Sign Magnitude PWM Control SIGNAL TRANSITION REQUIREMENTS To ensure proper internal logic performance it is good prac tice to avoid aligning the falling and rising edges of input sig nals A delay of at least 1 usec should be incorporated be tween tr
169. l result in erratic unpredictable motor behavior If the control loop utilizes an 8 bit DAC command PORT12 must not be executed this too will result in erratic unpre dictable motor behavior An LM629 will ignore command PORTS as it provides an 8 bit sign magnitude PWM output Command PORT12 should not be issued in LM629 based systems Software Reset Considerations After the initial hardware reset resets can be accomplished with either a hardware reset or command RESET software reset Software and hardware resets execute the same tasks Note 6 and require the same execution time 1 5 ms maximum During software reset execution the LM628 will ignore any commands or attempts to transfer data The hardware reset module includes an LM628 functionality test This test is not required after a software reset Table 2 details an initialization module that uses a software reset Note 6 In the case of a software reset the position error threshold remains at its pre reset value TABLE 2 Initialization Module with Software Reset Command Comments RESET 5 Initialization Module text wait The maximum time to complete RESET tasks is 1 5 ms PORT12 The RESET default size of the DAC port is eight bits This command initializes the DAC port for a 12 bit DAC It should not be issued in a system with an 8 bit DAC This command resets only the interrupts indicated by zeros in bits one through six of the next data
170. le TTL lines can also be a source of noise in the form of signal degradation poor risetime and or ringing This can also cause a system to lose positional integrity Probably the most effective counter measure to noise induction can be had by using balanced line drivers and receivers on the encoder inputs Figure 17 shows circuitry using the DS26LS31 and DS26LS32 19 www national com 6c9IN 1 829W 1 LM628 LM629 Typical Applications continued DATA BUS Bi DACO800 VR 2 5K MUR1605 ENCODER 00921914 Note FIGURE 12 Host Interface and Minimum System Configuration www national com 20 Typical Applications continued nae 74HC245 G DIR 13 14 ADDRESS _ DECODER A15 G eg HC138 ALE L FIGURE 13 LM628 and HPC Interface 00921915 21 www national com 629IN1 829IN1 8Z91 Bupepayu yl IHANIA sJoue Ajoluojouou pue juesul OV 0 pajsn pe eq jsnu 91612600 ASI 3 3 EM suo x IVNSIS 8 lt 517 AOL 9 135430 Indino A0 S A01 ASI 6 eoid 6291 8391 22 www national com Typical Applications continued 30V 10V INPUT MUR1605 100 uF 30V 00921917 FIGURE 15 Driving a Motor with the LM12 Power Op Amp MOTOR
171. ll 6A of forward current through the diode For the sinking devices the recovery time is typically 100 ns with 4A of reverse cur rent under the same conditions the motor current to vary slightly about an externally con trolled average level The duration of the Off period is ad justed by the resistor and capacitor combination of the LM555 In this circuit the Sign Magnitude mode of operation is implemented see Types of PWM Signals www national com Typical Applications continued 24 VOLTS LM340LA 12 7 5 6 LM555 MAG 1 33 AMP VOLT 330 l O 12V 10k0 FORWARD REVERSE DS010568 10 FIGURE 7 Fixed Off Time Control DIRECTION FORWARD REVERSE TIME OUTPUT 1 TIME 2 TIME MOTOR CURRENT TIME CONTROLLED BY RC OF LM555N orr j 05010568 11 FIGURE 8 Switching Waveforms TORQUE REGULATION Locked Anti Phase Control of a brushed DC motor Current sense output of the LMD18200 provides load sensing The LM3525A is a general purpose PWM controller The relationship of peak motor current to adjustment voltage is shown in Figure 10 9 www national com 00281 01 LMD18200 Typical Applications continued 10V DIRECTION CONTROL 12V TO 24V 3000 0 25A TO 3 25A VCURRENT 24V DC MOTOR ADJUST 05010568 12 FIGURE 9 Locked Anti Phase Control Regulates Torque 4 zx e E
172. locity 1 1 1 vete E a 2 4 6 8 10 12 t seconds 01086013 FIGURE 10 Velocity Profile for Simple Absolute Position Move Program ONE POSITIVE i ENCODER LINE NEGATIVE gt 14 INDEX A B IN 01086014 FIGURE 11 3 Channel Quadrature Encoder Signals The resolution of a quadrature incremental encoder is usu ally specified as a number of lines This number indicates the number of cycles of the output signals for each complete shaft revolution For example an N line encoder generates N cycles of its output signals during each complete shaft revolution By definition two signals that are in quadrature are 90 out of phase When considered together channels A and B Figure 11 traverse four distinct digital states during each full cycle of either channel Each state transition represents one count of shaft motion The leading channel indicates the direction of shaft rotation Each line therefore represents one cycle of the output signals and each cycle represents four encoder counts COUNTS CYCLES REVOLUTION Le 4 EAS REVOLUTION CYCLE The reference system uses a one thousand line encoder CYCLES REVOLUTION COUNTS COUNTS REVOLUTION 40 CYCLE ii Sample Period Sampling of actual shaft position occurs at a fixed frequency the reciprocal of which is the system sample period The system sample period is the unit of time upon which shaft acceleration an
173. ls designed by SDA COMMAND POSITION HOST SEQUENCER 32 INTERFACE DIGITAL PID FILTER 16 BIT POSITION FEEDBACK PROCESSOR 32 BIT IN A B FIGURE 1 Block Diagram TRISTATE8 is a registered trademark of National Semiconductor Corporation HOST 1 0 PORT gt TO HOST PROCESSOR 8 January 2003 Features 32 bit position velocity and acceleration registers m Programmable digital PID filter with 16 bit coefficients m Programmable derivative sampling interval m 8 or 12 bit DAC output data LM628 m 8 bit sign magnitude PWM output data LM629 m Internal trapezoidal velocity profile generator m Velocity target position and filter parameters may be changed during motion Position and velocity modes of operation Real time programmable host interrupts 8 bit parallel asynchronous host interface Quadrature incremental encoder interface with index pulse input m Available in a 28 pin dual in line package or a 24 pin surface mount package LM629 only DAC PORT D C MOTOR INCREMENTAL ENCODER 00921901 2003 National Semiconductor Corporation DS009219 www national com 49 10 3409 uono y uoisiI98Jd 69IN 1 869IW 1 LM628 LM629 Connection Diagrams D7 D6 D5 D4 D3 D2 Dt DO cs RD GND 2 3 4 5 6 7 8 9 LM628N 00921902 gt D D6 D5 D4 D3 D2 Dt DO cs RD GND 1 2 3 4 5 6 7 8 LM629N
174. lujo y tiene la funci n de habilitar o deshabilitar la transmisi n hacia el PC El procedimiento se repite para enviar el byte redundante y que el maestro pueda verificar si el dato fue correcto En este caso la detecci n de errores corre por cuenta del maestro Si ste detecta que los bytes redundantes no son iguales solicitar nuevamente la informaci n que hab a requerido y que produjo la transmisi n En la figura 3 5 se observa el diagrama de flujo de la subrutina TX 3 2 3 Subrutina Retroceso Esta subrutina genera las secuencias necesarias en el puerto de datos y de control para girar el eje en sentido antihorario hasta encontrar la se al de inicio se al ndice Esta subrutina se utiliza al iniciar la prueba si el eje no se encuentra en la posici n inicial tambi n se usa cuando se presenta una parada de emergencia o un pico de sobrecorriente 68 Figura 3 5 Subrutina TX Fuente Dise o de los autores 69 3 2 4 Bloque ADC Este bloque se observa en la figura 3 3 derivado cundo el bit MSB del byte de control enviado desde el PC es igual a un bit alto Tabla 3 1 Canales ADC en Byte de control CANAL ADC CH3 ADC CH1 ADC CHO TENSI N ATD8 ATD9 ATD10 ATD13 Fuente Autores En el bloque ADC el vector de control se interpreta como se observa en la figura 3 6 Cuando B esta en alto indica que se debe enviar el byte de respuesta de transmisi n BRT Continuando en e
175. m 5 CANTOR John RAM REZ N stor Manual de seguridad en el laboratorio de Alta Tensi n de la UIS Bucaramanga 2003 P g 27 El transformador T2 tiene el secundario dividido en derivaciones los cuales terminan conectados de igual manera que el autotransformador 1 bornes planos Estos forman un disco centrado con el anillo de contacto Un brazo ajustado a un eje contiene el porta escobillas en el que se alojan dos escobillas de carb n presionadas por resortes espirales para asegurar un contacto adecuado Las escobillas conectan los derivaciones con el anillo y ste con la salida del transformador Este juego de contactos entre los dos transformadores permite dar una escala de valores m s peque os Empleando s lo el autotransformador sus lecturas dan un paso de 25 V mientras que con el juego de contactos se logra un paso de 1 V lo cual conduce a tener un paso de 600 V en alta tensi n Por medio de la manivela controladora de derivaci n que se observa en la figura 1 1 se efect an los cambios de voltaje deseados para alimentar el transformador de alta tensi n alterna 1 3 2 Contactor principal Su funci n es permitir aplicar tensi n al transformador elevador se energiza por el cambio de normalidad del interruptor de alto voltaje Tensi n nominal 660 V Corriente nominal 90 A Tensi n de bobina 120 V a 60 Hz 1 3 3 Contactor auxiliar Controla la acci n del contactor principal se energiza por el cambi
176. m error checking scheme Whenever the SIP command is ex ecuted the new index position minus the old index position www national com 6c9IN 1 929W 1 LM628 LM629 Data Reporting Commands Continued divided by the incremental encoder resolution encoder lines times four should always be an integral number The RDIP command facilitates acquiring these data for host based calculations The command can also be used to identify verify home or some other special position The bytes are read in most to least significant order RDDP COMMAND READ DESIRED POSITION Command Code 08 Hex Bytes Read Four Data Range C0000000 to 3FFFFFFF Hex Executable During Motion Yes This command reads the instantaneous desired current temporal position output of the profile generator This is the setpoint input to the position loop summing junction The bytes are read in most to least significant order RDRP COMMAND READ REAL POSITION Command Code OA Hex Bytes Read Four Data Range C0000000 to 3FFFFFFF Hex Executable During Motion Yes This command reads the current actual position of the motor This is the feedback input to the loop summing junction The bytes are read in most to least significant order RDDV COMMAND READ DESIRED VELOCITY Command Code 07 Hex Bytes Read Four Data Range C0000001 to 3FFFFFFF Executable During Motion Yes This command reads the integer and fractional portions of the instanta
177. m into the body or b support or sustain life and can be reasonably expected to cause the failure of whose failure to perform when properly used in the life support device or system or to affect its accordance with instructions for use provided in the safety or effectiveness labeling can be reasonably expected to result in a significant injury to the user National Semiconductor National Semiconductor National Semiconductor National Semiconductor Corporation Europe Asia Pacific Customer Japan Ltd Americas Fax 49 0 1 80 530 85 86 Response Group Tel 81 3 5639 7560 Tel 1 800 272 9959 Email europe support nsc com Tel 65 2544466 Fax 81 3 5639 7507 Fax 1 800 737 7018 Deutsch Tel 49 0 1 80 530 85 85 Fax 65 2504466 Email support nsc com English Tel 49 0 1 80 532 78 32 Email sea support nsc com Fran ais Tel 49 0 1 80 532 93 58 www national com Italiano Tel 49 0 1 80 534 16 80 National does not assume any responsibility for use of any circuitry described no circuit patent licenses are implied and National reserves the right at any time without notice to change said circuitry and specifications ASS 0028 LOW Motion Controller ISION LM628 LM629 Prec LIFE SUPPORT POLICY Notes NATIONAL S PRODUCTS ARE NOT AUTHORIZED FOR USE AS CRITICAL COMPONENTS IN LIFE SUPPORT DEVICES OR SYSTEMS WITHOUT THE EXPRESS WRITTEN APPROVAL OF THE PRESIDENT AND GENERAL COUNSEL OF NATIONAL SEMICONDUCTO
178. mando para hacer transferencia Figura 3 15 Sub VI STT START T ALT DOOR baud rate Fuente LabView 3 4 CONSOLA VIRTUAL La consola virtual es la interfase con el operador y permite la interacci n de este con los diferentes elementos del hardware El panel inicial cambia seg n la prueba seleccionada por el operador y secuencialmente entrega informaci n de los pasos durante la ejecuci n figura 3 17 Dentro de la consola se establecen tres formas de operaci n que recogen el funcionamiento de las pruebas enumeradas en el cap tulo 1 La prueba tipo Rampa cumple con la necesidad de variaci n y sostenido de pruebas como la de aislamiento o para el ensayo de radio interferencia La prueba tipo pasos que se ajusta al ensayo de efecto corona y la prueba tipo cebado que es procedente para ensayos de pararrayos con tensi n de reposici n 86 3 4 1 Prueba tipo Rampa Es la prueba b sica se denomina rampa en la consola virtual y consiste en el aumento de tensi n a una rata constante hasta una tensi n m xima donde se sostiene la posici n por un tiempo denominado tiempo de sostenimiento luego de lo cual se invierte el sentido de giro y se retorna a la posici n inicial Tambi n se puede programar una segunda rampa que se ejecuta desde un porcentaje del valor final de tensi n Los par metros de operaci n de esta prueba son Figura 3 16 Prueba tipo Rampa kV Tiempo de sostenimiento 4
179. manner similar to that for Vi gt 250kHz and the amplifier response will be identical to that shown in the Signal Response to Inputs Greater Than 250kHz performance curve This occurs because IMV induced errors behave like input referred error signals To predict the total error divide the isolation voltage by the IMR shown in the IMR vs Frequency curve and compute the amplifier response to this input referred error signal from the data given in the Signal Response to Inputs Greater than 250kHz performance curve For example if a 800kHz 1000Vrms IMR is present then a total of 60dB 304 x 1000V 32mV error signal at 200kHz plus 1V 800kHz error signal will be present at the output HIGH IMV dV dt ERRORS As the IMV frequency increases and the dV dt exceeds 1000V us the sense amp may start to false trigger and the output will display spurious errors The common mode current being sent across the barrier by the high slew rate is the cause of the false triggering of the sense amplifier Lowering the power supply voltages below 15V may decrease the dV dt to 500V us for typical performance Isolation Barrier FIGURE 2 Basic Signal and Power Connections HIGH VOLTAGE TESTING Burr Brown Corporation has adopted a partial discharge test criterion that conforms to the German VDE0884 Optocou pler Standards This method requires the measurement of minute current pulses 5pC while applying
180. minada La interfase con el usuario es lo que denominamos consola virtual y en ella se controla la ejecuci n y se introducen los par metros de la prueba La consola virtual opera en tres modos diferentes que se describen en los apartados de este manual en el cual tambi n se presenta la descripci n de cada uno de los elementos que la constituyen 1 DESCRIPCI N GENERAL La consola virtual presenta en su panel frontal una pantalla que ilustra al operador sobre los diversos procesos que se desarrollan en ella En su parte izquierda se alojan controles que operan seg n el modo activado En la parte derecha se presentan los datos recaudados de forma grafica as como elementos que permitan un mayor detalle de los mismos La activaci n de los interruptores que permiten la puesta en marcha del sistema se encuentran en el medio y su activaci n es regulada seg n el modo de operaci n En la figura 1 1 se ilustra el panel frontal de la consola virtual el cual se subdivide en cuatro reas Figura 1 1 reas constitutivas de la consola virtual rea 1 y rea2 rea 3 1 1 REA 1 El rea 1 es una pantalla donde el operador puede observar mensajes que indican tanto el punto de ejecuci n dentro de una prueba como las acciones esperadas por la aplicaci n para continuar la ejecuci n en curso Por defecto en esta pantalla al iniciar la aplicaci n se observa consola virtual 12 REA 2 En la
181. mo parte de la trama de comunicaci n y contiene informaci n diversa incluidos los dos bits menos significativos del conversor anal gico digital la normalidad de los interruptores la se al ndice del eje y si se present discrepancia en los bytes redundantes transmitidos antes En la figura 3 2 se observa la distribuci n de estos bits dentro del BRT Figura 3 2 Byte de respuesta de transmisi n BRT e7 e1 so Fuente Dise o de los autores Los bits B4 y B3 discriminan el tipo de interrupci n presentada Si el bit B4 y B3 est n en cero conjuntamente se indica que no se ha presentado interrupci n alguna desde que fueron reconocidas por ltima vez o en su defecto desde el inicio de la ejecuci n En la tabla 3 2 se enumeran la configuraci n de estos bits y la interrupci n a la que corresponden 3 2 PROGRAMA INTERFASE SERIAL Se llama interfase serial al conjunto hardware software que permite la comunicaci n entre el PC el LM629 los bits de accionamiento y sensado de los interruptores y el conversor anal gico digital El dispositivo que hace posible la comunicaci n serial es el microcontrolador de Motorola 62 MC68HC908SR12 descrito en el cap tulo 2 que adem s incorpora el conversor anal gico digital Data Sheet MC68HC908SR12 Motorola El programa del microcontrolador permite la comunicaci n con el bus de datos las l neas de control del LM629 adem s transmite l
182. munica el PC con la consola de alterna Inmediatamente se retir el cable se suspendi la prueba y el sistema inici la secuencia de devoluci n La aplicaci n en LabView reconoce el error de comunicaci n y emite el mensaje error de comunicaci n la prueba ser suspendida 4 2 4 Sensor de movimiento Esta es una bandera implementada para permitir en futuras mejoras el acondicionamiento de un sensor de movimiento que impida la ejecuci n si se observa movimiento en la sala de alta tensi n Para probar su efectividad se coloc un pulsador que cambia la normalidad de 1 a O l gico Al obturar el pulsador se suspendi la prueba y el sistema se reinici tal y como se dise 4 2 5 Accionamiento manual de interruptores El sistema autom tico requiere para su total control desde el PC que los interruptores de alta tensi n y enclavamiento de puerta est n mec nicamente en su posici n off Para evitar que una prueba se inicie sin 97 el control de los interruptores el sistema sensa su normalidad y si encuentra que est n activos emite el mensaje interruptores activados mec nicamente la prueba ser suspendida luego de lo cual suspende la ejecuci n e impide la operaci n posterior hasta que el interruptor fuente del error sea desactivado Para verificar que el sistema reconoc a esta fuente de error se inici la ejecuci n de la prueba tipo rampa y se activ el interruptor de alto voltaje inmediat
183. n 17 Motor Excessive Index Command off Position Pulse Error Error Observed Interrupt Interrupt Interrupt Breakpoint Wrap around Trajectory Busy bit Reached Occurred Complete Interrupt Interrupt Interrupt 01086006 FIGURE 5 Status Byte Bit Allocation Immediately following the RSTI command a single data word is written The first byte is not used Logical zeros in bits one through six of the second byte reset the correspond ing interrupts See Figure 6 Any combination of the interrupt flag bits can be reset within a single RSTI command se quence This feature allows interrupts to be serviced accord ing to a user programmed priority www national com 69 NV AN 693 l Program Modules continued high byte nuna not used 01086007 low byte not used not used Position Index Command Error Pulse Error Interrupt Interrupt Interrupt Breakpoint Wrap Trajectory Interrupt around Complete Interrupt Interrupt 01086008 FIGURE 6 Interrupt Mask Reset Bit Allocations In the case of the example module the second byte of the RSTI data word 00 hex resets all interrupt flag bits See Table 1 DAC Port Size During both hardware and software resets the DAC output port defaults to 8 bit mode If an LM628 control loop utilizes a 12 bit DAC command PORT12 should be issued immedi ately following the hardware reset block and all subsequent resets Failure to issue command PORT12 wil
184. n el conector 22 2 13 3 Conexiones externas a las tarjetas Son las conexiones que van desde la red de tensi n alterna pasando por los transformadores y que van hasta la consola Al igual que los conectores descritos anteriormente los cables correspondientes a estas conexiones se encuentran marcados para facilitar la identificaci n de los mismos F Previamente se conect una de las fases de entrada a la consola de corriente alterna a un fusible de 5 A ubicado sobre la marca con la letra E de la consola El otro terminal del fusible se conecta a este cable llamado F el cual llega al primario de los transformadores N Se toma la entrada neutro de la consola y se conecta al terminal restante del primario de los transformadores a trav s del cable marcado con la letra N Con los dos cables anteriores se realiza la conexi n de alimentaci n del primario de los dos transformadores y se toman 110 V de corriente alterna 58 que se obtienen entre una fase y el neutro que est a la entrada de la consola de corriente alterna T1 1 Es uno de los cables del secundario del transformador 1 implementado para proporcionar la senal de 24 V que se encarga de alimentar la etapa de potencia T1 2 Es el complemento del anterior para generar la fuente de 24 V T2 1 Es uno de los cables del secundario del transformador 2 implementado para proporcionar la se al de 5 V para la alimentaci n de la etapa de control T2 2 E
185. n is the more significant Thus the two data bytes constitute a filter control word that informs the LM628 as to the nature and number of any following data bytes See Table 4 TABLE 4 Filter Control word Bit Allocation Function Derivative Sampling Interval Bit 7 Derivative Sampling Interval Bit 6 Derivative Sampling Interval Bit 5 Derivative Sampling Interval Bit 4 Derivative Sampling Interval Bit 3 Derivative Sampling Interval Bit 2 Derivative Sampling Interval Bit 1 Derivative Sampling Interval Bit 0 Not Used Not Used Not Used Not Used Loading kp Data Loading ki Data Loading kd Data Loading il Data 9 8 4 6 5 4 3 2 1 0 Bits 8 through 15 select the derivative term sampling inter val See Table 5 The user must locally save and restore these bits during successive writes of the filter control word Bits 4 through 7 of the filter control word are not used Bits O to 3 inform the LM628 as to whether any or all of the filter parameters are about to be written The user may choose to update any or all or none of the filter parameters Those chosen for updating are so indicated by logic one s in the corresponding bit position s of the filter control word The data bytes specified by and immediately following the filter control word are written in pairs to comprise 16 bit words The order of sending the data words to the LM628 corresponds to the descending order shown in the above description of the filter control wo
186. nalogical converter of 10 bits incorporated in the microcontroller of Motorola MC68HC908SR12 This microcontroller digitizes the conditioned tensions and also regulates the communication with the computer For the interaction with the operator of the rehearsals an application was designed in the software of National instruments LabView 6i The application software allows the realization of rehearsals of alternating current with control on the variation of tension as well as of the Switches that allow the beginning and operation of the tests and incorporates new elements as the analysis of the results in a graphic way Thesis Physical mechanics sciences Faculty Electronic Engineering Julio C sar Chac n Velasco INTRODUCCI N El imponente avance de la tecnolog a brinda innumerables posibilidades de expansi n mejoramiento y adecuaci n de este marco es claro que las instituciones educativas no se pueden abstraer y por lo tanto dentro de sus procesos formativos deben involucrar la modernizaci n de los recursos did cticos y material con que disponen La automatizaci n del banco de pruebas de corriente alterna es una respuesta a las dificultades que se presentan en el laboratorio de alta tensi n que van desde la habilidad del operario hasta la optimizaci n del sensado de las variables que intervienen en los procesos El objetivo de este proyecto es automatizar las pruebas que hasta el momento se efect an con operaci n man
187. neous desired current temporal velocity as used to generate the desired position profile The bytes are read in most to least significant order The value read is properly scaled for numerical comparison with the user supplied commanded velocity however because the two least significant bytes represent fractional velocity only the two most significant bytes are appropriate for comparison with the data obtained via command RDRV see below Also note that although the velocity input data is constrained to positive numbers see command LTRJ the data returned by command RDDV represents a signed quantity where negative numbers represent operation in the reverse direc tion RDRV COMMAND READ REAL VELOCITY Command Code OB Hex Bytes Read Two Data Range C000 to 3FFF Hex See Text Executable During Motion Yes This command reads the integer portion of the instanta neous actual velocity of the motor The internally maintained fractional portion of velocity is not reported because the reported data is derived by reading the incremental encoder which produces only integer data For comparison with the result obtained by executing command RDDV or the user supplied input value the value returned by command RDRV must be multiplied by 219 shifted left 16 bit positions Also as with command RDDV above data returned by command RDRV is a signed quantity with negative values represent ing reverse direction motion RDSUM COMMA
188. ng changed The first byte written is the more significant Thus the two data bytes constitute a trajectory control word that informs the LM628 as to the nature and number of any following data bytes See Table 6 TABLE 6 Trajectory Control Word Bit Allocation Bit Position Function Bit 15 Not Used Bit 14 Not Used Bit 13 Not Used Bit 12 Forward Direction Velocity Mode Only Bit 11 Velocity Mode Bit 10 Stop Smoothly Decelerate as Programmed Bit Position Function Bit 9 Stop Abruptly Maximum Deceleration Bit 8 Turn Off Motor Output Zero Drive Bit 7 Not Used Bit 6 Not Used Bit 5 Acceleration Will Be Loaded Bit 4 Acceleration Data Is Relative Bit 3 Velocity Will Be Loaded Bit 2 Velocity Data Is Relative Bit 1 Position Will Be Loaded Bit 0 Position Data Is Relative Bit 12 determines the motor direction when in the velocity mode A logic one indicates forward direction This bit has no effect when in position mode Bit 11 determines whether the LM628 operates in velocity mode Bit 11 logic one or position mode Bit 11 logic zero Bits 8 through 10 are used to select the method of manually stopping the motor These bits are not provided for one to merely specify the desired mode of stopping in position mode operations normal stopping is always smooth and 15 www national com 6c9IN 1 89W 1 LM628 LM629 Trajectory Control Commands Continued occurs automatically at the end of
189. nsador PID del chip A continuaci n el chip esperar a que se introduzcan tantas palabras de datos como coeficientes se han indicado Tales par metros no ser n efectivos hasta no cargar el comando UDF actualizar par metros del filtro Cargados los par metros del filtro se puede comenzar a ejecutar 105 comandos de control entre los cuales esta la trayectoria 2 6 0 Compensador proporcional integral derivativo PID El compensador PID incorporado en el LM629 se sintoniza mediante un proceso iterativo documentado en la gu a de programaci n anexo D Siguiendo los pasos enumerados en la gu a se programo una aplicaci n en LabView para la sintonizaci n y se obtuvo la respuesta al impulso observada en la figura 2 8 26 Figura 2 8 Respuesta al escal n del sistema con el filtro PID kp 134 ki 40 2000 il 32767 ds 5 Fuente Osciloscopio digital Fluke Donde kp corresponde a la constante proporcional kd constante derivativa y ki constante integral del filtro el valor denominado il es el limite impuesto al termino integral de 16 bits 2 7 DECODIFICADOR EN CUADRATURA HCTL2000 Para observar la respuesta al escal n del sistema de control basado en el controlador LM629 es necesario agregar elementos de hardwares La figura 2 9 ilustra el dise o del circuito para este prop sito Durante un escal n el voltaje a la salida de este circuito representa la respuesta al escal n del sistema y un oscilos
190. nterruptor de enclavamiento de la puerta El interruptor de enclavamiento de puerta es un interruptor de tres polos de los cuales la l gica cableada utiliza dos polos El tercer polo es normalmente cerrado NC y se implement para sensar el estado del interruptor ejecutando el mismo principio de los fin de carrera anteriores Senales de salida de la etapa de potencia Interruptor de enclavamiento de la puerta Son los terminales del interruptor de enclavamiento de puerta y se conectan a los terminales del rel correspondiente a su contacto normalmente abierto Interruptor de alto voltaje Son los terminales del interruptor de alta tensi n y se conectan a los terminales del rel que acciona el activamiento de este interruptor a su contacto normalmente abierto Salidas a motor 1 y 2 En estas dos senales se encuentra la orden que el puente H LMD18200 le indica al motor con el objeto de cumplir la posici n la velocidad y la aceleraci n que el controlador LM629 envi a trav s de las dos se ales PWM Sensor de la protecci n contra sobrecorriente sensor del interruptor de alta tensi n y sensor del interruptor de enclavamiento de la puerta Las tres se ales van a la etapa de control y las tres son las salidas de cada uno de los optoaisladores que desacoplan la fuente de control y de potencia Figura 2 17 Circuito esquem tico de la etapa de potencia 1 2 3 Disipaci n de potencia del si
191. o de normalidad del interruptor Enclavamiento de puerta Tensi n nominal 660 V Corriente nominal 80 A Tensi n de bobina 120 V a 60 Hz 1 3 4 Rel de sobrecorriente tipo t rmico Protege de sobrecorrientes a los dispositivos que constituyen la consola de corriente alterna controla la acci n del contactor auxiliar Tensi n 660 V Corriente 50 A 1 3 5 Interruptores equipo de medida e indicadores e Interruptor principal Su funci n es la de cerrar la entrada al equipo de corriente alterna de alto voltaje es decir energiza la consola Uno de los bornes va a conectarse con el fusible FS1 de 100 A el otro va al transformador 1 directamente Especificaciones 440 V 100 A Tipo s lo para AC Manufactured of Santon Ltd England e Interruptor de alto voltaje Permite aplicar tensi n al primario del transformador elevador e Interruptor enclavamiento de puerta no permite la apertura de la puerta de la sala de alta tensi n cuando se encuentre activado e Manivela desplazadora de derivaci n Mecanismo que acciona el sistema variador de tensi n e Luz piloto de verificaci n interruptor principal Especificaciones L mpara de Ne n Marca PHILIPS Voltaje 240 V e Luz piloto de verificaci n cierre y apertura de puerta y enclavamiento contactor principal Especificaciones L mpara de Ne n Marca PHILIPS Voltaje 240 V e Sistema autom tico de tierra fuera de servicio e Volt metro anal gico Es
192. o de efecto corona Se aplica tensi n en pasos sucesivos y se monitorea la aparici n de pulsos de tensi n espor dicos o constantes que indiquen la presencia del fen meno corona en cada una de las diferentes aplicaciones de tensi n 1 5 3 Ensayo de Radiointerferencia RIV Se aplica una tensi n a rampa constante hasta un valor de tensi n observando que no se superen los limites de voltaje de radiointerferencia permitidos seg n la norma correspondiente 1 5 4 Ensayo a Pararrayos e Tensi n de cebado de corriente alterna para pararrayos de SiC Se aplica tensi n a una rampa constante hasta cebar el pararrayo seg n la norma correspondiente en este caso la norma NTC 2166 Tensi n de Reposici n Se aplica tensi n a una rampa constante hasta cebar el pararrayos y se disminuye la tensi n hasta que se recupere el punto de funcionamiento normal del pararrayos seg n la norma correspondiente 11 2 DISE O DEL SISTEMA DE CONTROL En este cap tulo se describe la implementaci n hardware desde sus diferentes componentes as como los criterios y par metros tenidos en cuenta para el dise o del sistema de control En un apartado especial se especifican las caracter sticas b sicas del controlador del motor LM6295 2 1 CRITERIOS Y PAR METROS DE DISE O El sistema de desplazamiento de derivaci n del autotransformador de la consola es rotacional y se hace a trav s de un eje principal por esta raz n es indispens
193. o se desea frenar esta entrada es llevada a un nivel l gico alto y tambi n es necesario aplicar un alto l gico a la entrada PWM en el pin 5 e Pin 5 PWM Input La forma como se usa esta entrada y direction input en el pin 3 est determinada por el formato de la se al PWM e Pin 6 VS Power Suply Fuente de alimentaci n e Pin 7 GROUND Connection Es donde se conecta tierra 31 e Pin 8 CURRENT SENSE Output Este pin provee el sensado de la corriente de alimentaci n a la se al de salida e Pin THERMAL FLAG Output Provee la se al de salida de advertencia t rmica El pin 9 se activa en bajo a 145 C Sin embargo el chip no se cerrar por si s lo sino hasta los 170 C e Pin 10 OUTPUT2 Salida de la mitad del puente n mero2 e Pin 11 BOOTSTRAP 2 Input Pin de capacitor para la mitad del puente n mero 2 El capacitor recomendado 10 nF se conecta entre los pines 10 y 11 Los modos de operaci n del LMD18200 se describen en la siguiente tabla en la cual se ven las combinaciones permitidas entre sus entradas direcci n freno y PWM Tabla 2 2 Operaci n del LMD18200 Active Output drivers Source 1 Sink 2 Sink 1 Source 2 Sourcel Source 2 Sourcel Source 2 Sink 1 Sink 2 NONE Fuente NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION LMD18200 3 A 55 V H Bridge en l nea http www national com ds LM LMD18200 paf 32 La figura 2 12 ilustra el control de velocidad por modulaci
194. of TI Reproduction of information in TI data books or data sheets is permissible only if reproduction is without alteration and is accompanied by all associated warranties conditions limitations and notices Reproduction of this information with alteration is an unfair and deceptive business practice is not responsible or liable for such altered documentation Resale of TI products or services with statements different from or beyond the parameters stated by TI for that product or service voids all express and any implied warranties for the associated TI product or service and is an unfair and deceptive business practice TI is not responsible or liable for any such statements Following are URLs where you can obtain information on other Texas Instruments products and application solutions Products Applications Amplifiers amplifier ti com Audio www ti com audio Data Converters dataconverter ti com Automotive www ti com automotive DSP dsp ti com Broadband www ti com broadband Interface interface ti com Digital Control www ti com digitalcontrol Logic logic ti com Military www ti com military Power Mgmt power ti com Optical Networking www ti com opticalnetwork Microcontrollers microcontroller ti com Security www ti com security Telephony www ti com telephony Video amp Imaging www ti com video Wireless www ti com wireless Mailing Address Texas Instruments Post Office Box 655303 Dallas Texas 75265 Copyright O 2003 Texas Ins
195. ograma si no coincide con estos valores se deber efectuar nuevamente DATA SHEET LM629 National Semiconductor 63 Figura 3 3 Diagrama de flujo interfase serial PTO DATOS R DDRD 00h A PTD Fuente Diseno de los autores 64 El proceso de iniciaci n continua constatando la posici n de partida del eje si esta no puede ser verificada se contin a con la subrutina retroceso que se analiza en otro apartado Efectuadas las tareas de inicio el programa queda en un bucle finito 5 en la subrutina RX en espera de una transmisi n procedente del PC El byte recibido es un vector de control identificado por el bit 7 que indica si esta dirigido para el controlador de motor LM629 o si se trata de una solicitud de lectura del conversor anal gico digital bloque ADC figura 3 3 Si el bit 7 recibido tiene un nivel bajo se establece que el vector de control va dirigido al LM629 Luego se presentan tres opciones posibles Escritura de datos o comandos en el bus de datos del LM629 2 lectura de datos o comandos en el bus de datos del LM629 3 Escritura del puerto de control en el LM 29 Si la palabra de control coincide con la opci n 1 se configura la direcci n del puerto de datos en escritura y se hace recepci n de los datos que ser n escritos a trav s de la subrutina RX Con el byte de datos recibido se coloca en el puerto de datos y seguido la palabra de control en el bus de control Una vez realizada la gesti n de
196. olor blanco CON 9 Es la interfase hacia al motor de CD que hace girar el eje del autotransformador Comprende las fases del motor la alimentaci n del ENCODER y las se ales en cuadratura de los canales del ENCODER e TERMINAL 1 no conectar e TERMINAL 2 salida 1 al motor e TERMINAL 3 no conectar 54 TERMINAL 4 no conectar TERMINAL 5 tierra del sistema de control alimentaci n del ENCODER TERMINAL 6 canal A en cuadratura del ENCODER TERMINAL 7 canal A en cuadratura del ENCODER TERMINAL 8 se al de 5 V alimentaci n del ENCODER TERMINAL 9 no conectar TERMINAL 10 no conectar TERMINAL 11 salida 2 al motor TERMINAL 12 no conectar CON 10 Se acopla al conector 7 de tal forma que para el terminal 1 se toma como referencia el hilo rojo de la correa CON 11 Alimentaci n de la etapa de control a este conector se conecta la fuente de alimentaci n de 5 V e TERMINAL 1 se al de 5 V cable de color blanco e TERMINAL 2 tierra de la fuente de 24 V cable de color azul CON 12 Corresponde a la se al del ndice proviene del acople que se dise para obtener una indicaci n de la posici n inicial del eje del autotransformador Se acopla al conector 19 e TERMINAL 1 tierra del sistema de control e TERMINAL 2 se al de 5 V del sistema de control e TERMINAL 3 se al ndice CON 13 En este conector se aplica la fuente de 5 V que se obtiene en la etapa de potencia para la alimentaci n de los opotoaislad
197. onductor Corporation Europe Americas Fax 49 0 180 530 85 86 Email support Q nsc com Email europe support 9 nsc com Deutsch Tel 49 0 69 9508 6208 English Tel 44 0 870 24 0 2171 www national com Francais Tel 33 0 1 41 91 8790 2 A critical component is any component of a life support device or system whose failure to perform can be reasonably expected to cause the failure of the life support device or system or to affect its safety or effectiveness National Semiconductor Asia Pacific Customer Response Group Tel 65 2544466 Fax 65 2504466 Email ap support nsc com National Semiconductor Japan Ltd Tel 81 3 5639 7560 Fax 81 3 5639 7507 National does not assume any responsibility for use of any circuitry described no circuit patent licenses are implied and National reserves the right at any time without notice to change said circuitry and specifications
198. ones RSTI Interrupciones Reset de las interrupciones LFIL Filtro Cargar par metros filtro UDF Filtro 04 Actualizar par metros filtro LTRJ Trayectoria Cargar trayectoria SIT Trayectoria 01 Comenzar trayectoria NM N NI N amp NI N O O O ojl O RDSTAT Informaci n Ninguno Leer el byte de estado RDSIGS Informaci n 0 Leer registro se ales RDIP Informaci n 09 Leer posici n IN RDDP Informaci n 08 Leer posici n deseada RDRP Informaci n OA Leer posici n Real RDDV Informaci n 07 Leer velocidad deseada RDRV Informaci n OB Leer velocidad Real RDSUM Informaci n OD Leer valor integral filtro 25 Fuente NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION LM628 Programming guide en l nea http www national com an AN AN 693 pdf Con las 23 instrucciones de la tabla 2 1 se puede programar cualquier operaci n Una vez se ha realizado una operaci n de escritura hay que leer el bit ocupado BUSY y confirmar que se ha puesto en uno l gico y garantizar as que la operaci n se ha completado y se puede desarrollar otra Este chip necesita un proceso de inicializaci n Primero se verifica que el chip est en reset Posteriormente se inician las interrupciones esto no se logra con el reset de hardware y finalmente se configura el compe
199. or Motorola MC68HC908SR12 es serial en protocolo RS232 formato 8N1 con control de flujo RTS CTS Para la detecci n de errores se implement una transmisi n redundante con respuesta de verificaci n donde el PC act a como maestro Figura 3 1 Transmisi n desde el maestro h er 4 M Rx TX E nuc te M crs 6 RTS by ATS AASTER 0 TX 1 RTS A e ATS TK 0 u BLITAI ers 58 crs 2 a gt MASTER ARX ee TX gt os 4 CTS it m y ATS f priu ats ars TX 3 cts 4 ers Ya ze TX WASTE ABENA LT A P ler mn q cr 8 tia O Tk 2 NTS A ATS TY 0 MX 1 4 cts RK TX 4 ers TASA mor y ATS 9 a grn ERT ats ey ats TX ers e ABILITADO Ak i nux MASTER gt 5 PARA TX nannan C M crs 10 RTE A y ATS Mk ats E NIVEL BAJO ESCRIBIENDO EN ESCLAVO E NIVEL ALTO ESCRIBIENDO EN MAESTRO B NIVEL X INACTIVIDAD Fuente Diseno de los autores 13 Cuando se habla de transmisi n se refiere a la observada desde el PC 61 3 1 1 Byte de Respuesta de Transmisi n BRT El BRT es enviado co
200. or and increases linearly with time See Figure 18 The integral gain coefficient is the constant of proportionality High values of k provide quick torque compensation but increase overshoot and ringing In general k should be set to the smallest value that provides the appropriate compro mise between three system characteristics overshoot set tling time and time to cancel the effects of a static torque load In systems without significant static torque loading a k of zero may be appropriate The corrective force provided by the integral term increases linearly with time The integration limit coefficient i acts as a clamping value on this force to prevent integral wind up a backlash effect As noted in Figure 18 i limits the summation of error over time not the product of k and this summation In many systems i can be set to its maximum value 7FFF hex without any adverse effects The integral term has no effect if ij is set to zero For the test system the final values of k and i are 5 and 1000 respectively STEP TWO STEP RESPONSE METHOD Introduction The step response of a control system reveals important information about the quality of control specifically de tailed information on system damping In the second step to tuning the PID filter an oscilloscope trace of the control system step response is used to accu rately evaluate system damping and the filter coefficients determined in
201. ores que intervienen en el control y sensado de los interruptores Este conector se acopla al conector 17 55 TERMINAL 1 tierra de la etapa de potencia cable azul TERMINAL 2 5 V cable blanco CON 14 En este conector se lleva la informaci n de control y senado de los interruptores se acopla con el conector 16 CON TERMINAL 1 es la se al de accionamiento del interruptor de alto voltaje TERMINAL 2 es la se al de accionamiento del interruptor de enclavamiento de puerta TERMINAL 3 es la se al del sensor del interruptor de enclavamiento de puerta TERMINAL 4 es la se al del sensor del interruptor de alto voltaje TERMINAL 5 tierra del sistema de control TERMINAL 6 se al de 5 V del sistema de control 15 Informaci n del sistema de accionamiento por sobrecorriente es decir a trav s de este conector se conoce el estado de la protecci n de sobrecorriente que posee el interruptor de alto voltaje CON CON CON TERMINAL 1 tierra del sistema de potencia TERMINAL 2 proviene del terminal 2 del fin de carrera acoplado para que brinde la bandera de sobrecorriente 16 Se acopla con el conector 14 17 Se acopla con el conector 13 18 Son las se ales que provienen de los fines de carrera que indican el estado de los interruptores 56 e TERMINAL 1 se al de 5 V de la etapa de potencia este terminal se conecta al terminal 1 del interruptor de enclavamiento de puerta se conecta al terminal 1 del fin d
202. ort for index pulse www national com Theory of Operation continued TABLE 1 System Specifications Summary Continued Control Algorithm Proportional Integral Derivative PID plus programmable integration limit Sample Intervals 65 536 us for an 8 0 MHz clock Proportional and Integral 2048 fc Derivative Term Programmable from 2048 to 2048 256 fc x in steps of 2048 fc 256 to ONE py ENCODER pe LINE B A E A 1 111218144 11213 4 44 STATE H INDEX AeBeIN STATES B A 11110 21111 f ros 35 0 1 21010 DIRECTION 1 1 0 21111 NEG 3 0 1 00921911 FIGURE 9 Quadrature Encoder Signals VELOCITY CONSTANT a STANDARD TRAPEZOIDAL PROFILE VELOCITY b MODIFIED TRAPEZOIDAL PROFILE X LIMITING VELOCITY ACCELERATION AND DECELERATION STOPPING POSITION IS INTEGRAL OF TRAPEZOID x TIME TIME 00921912 FIGURE 10 Typical Velocity Profiles VELOCITY PROFILE TRAJECTORY GENERATION The trapezoidal velocity profile generator computes the de sired position of the motor versus time In the position mode of operation the host processor specifies acceleration maxi mum velocity and final position The LM628 uses this infor mation to affect the move by accelerating as specified until the maximum velocity is reached or until deceleration must begin to stop at t
203. os bytes redundantes que de ser diferentes entregar n un alto en la se al identificada como error La se al de error tambi n se activa por la demora prolongada del env o Esta se al es gestionada en otros sub Vis con el objeto de enviar la solicitud de informaci n nuevamente detectar la p rdida de comunicaci n con la tarjeta El puerto se configura coherentemente con el esquema de comunicaci n en formato 8 1 con control de flujo RTS CTS 16 La recepci n siempre es resultado de un byte de control enviado 75 3 3 2 Sub VI TX El sub VI TX esta constituido a su vez por el sub VI RX enunciado en el apartado anterior En este bloque se hace un env o redundante de un byte y se espera la recepci n de un byte de respuesta de transmisi n BRT en el que el microcontrolador informa de la igualdad de los bytes que le fueron enviados Adem s de posibles interupciones generadas en los pines dedicados para tal fin en el microcontrolador Figura 3 8 Sub VI TX dato baud rate Fuente LabView En la figura 3 8 se observa los terminales de entrada del sub VI TX donde gato hace referencia al byte que se desea enviar El terminal baud rate consecuente con el caso anterior hace referencia a la tasa de transmisi n de la comunicaci n que en todos los casos ser igual El BRT es el byte de respuesta de transmisi n obtenido en el env o La l nea TXOK es un bit que se coloca en alto cuando la ejecuci n del sub VI
204. os par metros autom ticamente y sensar la tensi n observada El operador del sistema podr efectuar cambios a la tensi n La tensi n ser sensada permanentemente y su valor instant neo se presentar gr ficamente y en la pantalla inferior derecha del fichero adquisici n 3 2 SUSPENSI N DE LA PRUEBA Las causales de suspensi n son iguales a las previstas para el modo autom tico y se mencionan a continuaci n En el transcurso de la prueba se pueden presentar rupturas del aislamiento o fen menos el ctricos que podr an subir la corriente en estas circunstancias el sistema tiene protecciones que impiden que se continu con la ejecuci n La parada de emergencia si es obturada o se mantiene activada al momento del inicio de la prueba impide la ejecuci n Si en cualquier evento se pierde la comunicaci n con el PC el sistema f sico se resetea y cualquier operaci n en curso se suspender La suspensi n voluntaria del operador desde la aplicaci n de la consola virtual se realiza a trav s de los botones stop o Suspender 21 4 MODO ARCHIVO El modo archivo es el modo funcional por defecto al iniciar la aplicaci n la consola virtual inicia en este modo permitiendo al operador la elecci n del modo Este modo tiene como objeto permitir la visualizaci n de resultados de pruebas anteriores desde archivos 4 1 DESCRIPCI N Una vez activado el campo correspondiente al modo Archivo
205. osition Data Is Relative Fuente Data sheet LM629 84 El sub VI LTRJ transmite la palabra de control a trav s de dos cluster que con variables boleanas indican la activaci n o no de cada uno de los bits en la tabla 3 6 Los cluster descritos se observan en la figura 3 14 y se denominan HB y LB Figura 3 14 Sub VI LTRJ Welocidad Aceleracion HB LTRJ T DOOR baud rate LB Posicion FILTRI Fuente LabView Los par metros de entrada del sub VI son los b sicos descritos anteriormente T ALTA DOOR y baud rate adem s de LTRJ que activa la ejecuci n del sub VI como otros equivalentes en los dem s sub VIs Velocidad aceleraci n y posici n son enteros sin signo de 32 bits Aunque los valores de estos par metros se cableen no se cargar n si en el cluster el bit correspondiente no es activado 3 3 9 Sub VI STT Este sub VI corresponde con el comando Start motion STT y consiste b sicamente en la escritura del comando con c digo hexadecimal 01h Su funci n es la de dar de alta los par metros de trayectoria que hayan sido cargados con anterioridad por el comando LTRJ 85 Sus l neas son las tradicionales de ejecuci n interruptores y tasa de transferencia en baudios La distribuci n de los par metros se observa en la figura 3 15 y la funci n de los mismos es equivalente a las descritas en el comando UDF En este caso no hay bytes adicionales al co
206. par metro de entrada que corresponde con el byte bajo a colocar luego de la ejecuci n del comando RSTI Es decir equivale al byte que borra las interrupciones en el controlador del motor LM629 80 Tabla 3 5 Borrado interrupciones en el LM629 Bit Position Function Bits 15 thru 7 Not Used Bit 6 Breakpoint Interrupt Bit 5 Position Error Interrupt Bit 4 Wrap Around Interrupt Bit 3 Index Pulse Interrupt Bit 2 Trajectory Complete Interrupt Bit 1 Command Error Interrupt Bit O Not Used Fuente Data sheet LM629 La tabla 3 4 tomada de la hoja de datos del 1 629 lista la ubicaci n de cada interrupci n para su borrado en la secuencia de escritura consecutiva al comando RSTI 3 3 6 Sub VI LFIL El comando LFIL del microcontrolador LM 29 esta identificado por el valor hexadecimal 1Eh Una vez ejecutado el comando el microcontrolador espera una palabra de control que contiene en el byte alto el intervalo de muestreo derivativo mientras en el byte bajo se interpretar seg n el estado de los 4 bits LSB si se van a cargar los coeficientes correspondientes DATA SHEET LM629 National Semiconductor El sub VI ejecuta este comando y tiene en cuenta que una vez escritos dos bytes en el bus del LM629 es requisito de este que se lea su byte de estado para reconocer si esta disponible para una nueva operaci n Cada coeficiente es de 16 bits y se deber enviar nicamente si el byte bajo en la 17 Palab
207. pecificaciones Marca FOSTER Modelo 50 MI 50 60 cps Escala 0 600 V 3 GONZ LEZ Sergio A ROJAS Ricardo Automatizaci n de la consola de Corriente Alterna para el laboratorio de Alta Tensi n Bucaramanga 1996 P g 8 e Amper metro Hierro m vil Es usado para medir la intensidad de entrada al transformador de Alta Tensi n Especificaciones Marca FOSTER Modelo 50 MC 50 60 cps FSD 6 A Escala 0 48 A con transformador de corriente 8 a 1 1 4 SISTEMA DE VARIACI N DE TENSI N Para efectuar cualquier tipo de prueba se debe cerrar la puerta de acceso a la sala de alta tensi n y llevar la manivela desplazadora de derivaci n a la posici n inicial tope en sentido antihorario garantizando que el inicio de carrera est activado y la prueba se inicializa en cero Voltios Se energiza la consola por medio del interruptor principal verificando la presencia de energ a en la consola luz piloto MAINS ON encendida Seguidamente se enclava la puerta de la sala de alta tensi n con el interruptor de cierre y apertura de puerta verificarlo con la luz piloto DOOR LOCKED encendida por ltimo se cierra el interruptor de alto voltaje y se verifica con la luz piloto HV ON encendida quedando as lista la consola para aplicar tensi n al elemento de prueba La variaci n de tensi n en el transformador de alta tensi n se hace mediante el desplazamiento circular en forma continua del derivaci n en el autotransformador permi
208. position or velocity and direction velocity mode only as required to describe a desired motion or to select the mode of a manually directed Stop and to control the timing of these system changes LTRJ COMMAND LOAD TRAJECTORY PARAMETERS 1F Hex Two to Fourteen Command Code Data Bytes Data Ranges Trajectory Control Word See Text Position C0000000 to 3FFFFFFF Hex Velocity 00000000 to 3FFFFFFF Hex Pos Only Acceleration 00000000 to 3FFFFFFF Hex Pos Only Executable During Motion Conditionally See Text TABLE 5 Derivative Term Sampling Interval Selection Codes Bit Position Selected Derivative 15 14 13 12 11 10 9 8 Sampling Interval 0 0 0 0 0 0 0 0 256 us 0 0 0 0 0 0 0 1 512 us 0 0 0 0 0 0 1 0 768 us 0 0 0 0 0 0 1 1 1024 ys etc thru 1 1 1 1 1 1 1 1 65 536 us Note 8 Sampling intervals shown are when using an 8 0 MHz clock The 256 corresponds to 2048 8 MHz sample intervals must be scaled for other clock frequencies The trajectory control parameters which are written to the LM628 to control motion are acceleration velocity and po sition In addition indications as to whether these three parameters are to be considered as absolute or relative inputs selection of velocity mode and direction and manual stopping mode selection and execution are programmable via this command After writing the command code the first two data bytes that are written specify which parameter s is are bei
209. progresivo da o en sus partes y en particular en las delgas que constituyen el sistema variador de tensi n Es importante realizar la reparaci n del sistema trancapuertas que bloquea el acceso al transformador de alta tensi n cuando se realizan pruebas Es recomendable adquirir un sensor de movimiento que constate la ausencia de personas en el sal n de alta tensi n a fin de prevenir accidentes El sensor de movimiento esta contemplado en el proyecto y su implementaci n solo requiere el acondicionamiento de su se al para que entregue un bajo que impida la ejecuci n por detecci n de movimiento en el aula Se recomienda adquirir sensores de temperatura humedad y presi n variables ambientales usadas dentro de las pruebas de alta tensi n y cuya implementaci n est contemplada en este proyecto Una necesidad urgente es la compra del interruptor de enclavamiento con llave para la parada de emergencia que suspende las pruebas manualmente cuando el operador lo considere pertinente 108 En futuros mantenimientos se recomienda tener en cuenta este documento as como el manual del usuario anexo donde se contemplan los elementos constitutivos del sistema autom tico Es de particular menci n el sistema ptico que detecta la posici n inicial del eje donde una calibraci n errada podr a procurar el mal funcionamiento del sistema autom tico 109 BIBLIOGRAF A CANTOR Jhon J RAMIREZ N stor J Manual de seg
210. proximado de la disipaci n de potencia del sistema de control 36 2 12 1 Diagrama esquem tico de la etapa de control La etapa de control consiste en el conjunto que conforman todos los dispositivos que hacen posible que se env en los diferentes comandos a la etapa de potencia Estos comandos son las rdenes del operario necesarias para cumplir determinada prueba Se originan desde la aplicaci n software LabView i y a trav s del microcontrolador y del LM629 se ejecutan dichas rdenes En la figura 2 16 se observa el diagrama esquem tico de la etapa de control se muestran al MC68HC908SR12 y al LM629 Adem s de ellos se encuentra el MAX232 el cual realiza la interfase entre las tensiones que se manejan en el puerto serial del computador y las tensiones que manejan los dispositivos con tecnolog a TTL Las tres compuertas NAND de tres entradas que incorpora el circuito integrado 74LS10 que se observa en la etapa de control se implementaron de la siguiente manera e Debido a que la interrupci n IRQ2 del microcontrolador es activa en bajo es necesario negar este valor antes ya que la se al de interrupci n del LM629 es activa en alto Los terminales 3 y 4 del 74LS10 se conectan a 5 V y el terminal 5 es el que recibe la senal del LM629 terminal 17 La salida de esta compuerta es el terminal y se conecta a la entrada IRQ2 del microcontrolador e Los terminales 9 10 y 11 son las se ales del senso
211. que adem s alimenta al LMD18200 el cual disipa una potencia m xima de 28 W es decir en total alrededor de 29 W El regulador de esta fuente es el LM350K el cual tiene la capacidad de disipar hasta 72 W aunque el transformador con el que se implement la fuente entrega un m ximo de 51 W Se concluye que las fuentes de alimentaci n est n desacopladas sus referencias son diferentes y se protegen los circuitos integrados de control adem s se concluye que los transformadores los reguladores y todo el conjunto que conforman la alimentaci n del sistema de control implementado est n en la capacidad de entregar la potencia que se consume en el sistema Figura 2 18 Esquem fico de la Bopa deolmentaci n ALI gt A LEA TRAE FORUM DIES FREMAR PEHR TRAHZPOEMADDR1 PRIMAR TRAHZPORMADDRZ Fuente Cise o de los autores 1 3 RESULTADO FINAL DEL SISTEMA DE CONTROL En este apartado se explica la distribuci n de los dispositivos electr nicos sobre cada una de las tarjetas dise adas con el fin de identificar alg n elemento en particular que requiera mantenimiento o que requiera ser sustituido por un dispositivo nuevo Adem s se muestran las conexiones entre cada tarjeta ilustrando la posici n de cada cable de conexi n del sistema de control se enumerar n todas estas conexiones y aquellas que son externas a las tarjetas 1 3 1 Distribuci n espacial de los elementos del
212. quellas que son externas a las tarjetas CON 1 Se conecta al puerto serial del computador de la siguiente manera e TERMINAL 1 se al CTS e TERMINAL 2 se al RTS e TERMINAL 3 se al de tierra del computador TERMINAL 4 se al de transmisi n del computador e TERMINAL 5 se al de recepci n del computador Los conectores 2 3 y 4 son los canales del conversor anal gico digital del microcontrolador MC68HC908SR12 que est n disponibles para su implementaci n ya que el proyecto deja abierta la posibilidad de sensar m s variables anal gicas CON 2 e TERMINAL 1 se al anal gica que se desea sensar TERMINAL 2 tierra del sistema de control CON 3 e TERMINAL 1 tierra del sistema de control e TERMINAL 2 se al anal gica que se desea sensar CON 4 e TERMINAL 1 se al anal gica que se desea sensar e TERMINAL 2 tierra del sistema de control CON 5 En este conector se implementa la parada de emergencia que el laboratorio de alta tensi n le puede a adir al sistema de control Si esta se al es un bajo el sistema apaga la consola y s lo se podr iniciar una prueba hasta que retorne a un alto Actualmente esta se al se deja conectada a 5 V a trav s de un JUMPER para que el sistema de control pueda iniciar e TERMINAL 1 tierra del sistema de control e TERMINAL 2 se al parada de emergencia e TERMINAL 3 se al de 5 V de la etapa de control CON 6 amp Si se desea que en el laboratorio
213. r SFH6700 el cual es un aislador de muy alta velocidad para desacoplar el LM629 del puente H LMD18200 e Interruptores de alta tensi n y enclavamiento de la puerta Al igual que las anteriores estas senales vienen de la etapa de control debido a que el microcontrolador MC 8HC908SR12 es el encargado de controlar los interruptores Como se puede observar en la figura 2 15 estas se ales Fin de carrera de interruptor de alta tensi n Se utiliza el mismo principio descrito anteriormente cuando est activado el 42 interruptor de Alto Voltaje el fin de carrera cambia a su normalidad y la salida del optoaislador es un alto Fin de carrera de interruptor de enclavamiento de la puerta interruptor de enclavamiento de puerta es un interruptor de tres polos de los cuales la l gica cableada utiliza dos polos El tercer polo es normalmente cerrado NC y se implement para sensar el estado del interruptor ejecutando el mismo principio de los fin de carrera anteriores Senales de salida de la etapa de potencia Interruptor de enclavamiento de la puerta Son los terminales del interruptor de enclavamiento de puerta y se conectan 105 terminales del rel correspondiente a su contacto normalmente abierto NO Interruptor de alto voltaje Son los terminales del interruptor de alta tensi n y se conectan a los terminales del rel que acciona el activamiento de este interruptor a su contacto normalmente abierto
214. r de presencia del sensor de sobrecorriente y de la parada de emergencia respectivamente El diseno requiere que se ejecute una interrupci n 37 cuando cualquiera de estas tres se ales se active las tres se ales son activas en bajo por esta raz n la salida de esta compuerta que es el terminal 8 se niega con la compuerta restante terminales 1 2 y 13 La salida total terminal 12 se conecta a la interrupci n IRQI la cual es activa tambi n en bajo El controlador LM629 requiere de una se al de reloj entre 1 MHz y 8 MHz para su funcionamiento En un principio el dise o implicaba que esta se al se obten a del microcontrolador pero las pruebas realizadas dieron un resultado no ptimo de la se al que entregaba el MC68HC908SR12 Estos resultados se confirman con el bolet n de ingenier a EB396 D de Motorola en el cual se direcciona el uso de la salida OSC2 como una se al de entrada de reloj para otros dispositivos y concluye que no se debe usar esta como una salida de se al de reloj debido a la inestabilidad y muy baja inmunidad al ambiente de trabajo En el mercado se logr conseguir el circuito integrado S13R8 de CONNOR WINFIELD CORPORATION que entrega una se al de onda cuadrada de 4 096 MHz el cual se observa en el diagrama de la figura 2 15 este dispositivo es el encargado de generar la se al de reloj para el LM629 En el diagrama circuital ver figura 2 15 se muestran las senales que int
215. r demultiplex the 12 bit output DAC offset must be adjusted to minimize DAC linearity and monotonicity errors Two methods exist for making this adjustment If the DAC1210 has been socketed remove it and temporarily connect a 15 kQ resistor between Pins 11 and 13 of the DAC socket Pins 2 and 6 of the LF356 and adjust the 25 kQ potentiometer for OV at Pin 6 of the LF356 If the DAC is not removable the second method of adjust ment requires that the DAC1210 inputs be presented an all zeros code This can be arranged by commanding the appropriate move via the LM628 but with no feedback from the system encoder When the all zeros code is present adjust the pot for OV at Pin 6 of the LF356 A MONOLITHIC LINEAR DRIVE USING LM12 POWER OP AMP Figure 15 shows a motor drive amplifier built using the LM12 Power Operational Amplifier This circuit is very simple and can deliver up to 8A at 30V using the LM12L LM12CL Resistors R1 and R2 should be chosen to set the gain to provide maximum output voltage consistent with maximum input voltage This example provides a gain of 2 2 which allows for amplifier output saturation at 22V with a 10V input assuming power supply voltages of 30V The ampli fier gain should not be higher than necessary because the system is non linear when saturated and because gain should be controlled by the LM628 The LM12 can also be configured as a current driver see 1987 Linear Databook Vol 1 p 2 280 TYPI
216. r en alg n caso extremo eje bloqueado devanados del motor en corto requiere corrientes muy elevadas el LMD18200 tiene unas protecciones hasta de 10 A que garantizan que la fuente de alimentaci n no se vea alterada 46 B sicamente la fuente de alimentaci n de 5 V que se encuentra referenciada a la etapa de potencia disipa 220 mW debido a los optoaisladores SFH6700 600 mW que consumen los 4n36 y 100 mW por los rel s de accionamiento de los interruptores Se tiene que la potencia que consume la carga de esta fuente es del orden de 920 mW valor que el regulador LM7805 maneja f cilmente Esta potencia de 920 mW la debe entregar la fuente de 24 V que adem s alimenta al LMD18200 el cual disipa una potencia m xima de 28 W es decir en total alrededor de 29 W El regulador de esta fuente es el LM350K el cual tiene la capacidad de disipar hasta 72 W aunque el transformador con el que se implement la fuente entrega un m ximo de 51 W Se concluye que las fuentes de alimentaci n est n desacopladas sus referencias son diferentes y se protegen los circuitos integrados de control adem s se concluye que los transformadores los reguladores y todo el conjunto que conforman la alimentaci n del sistema control implementado est n en la capacidad de entregar la potencia que se consume en el sistema 47 Figura 2 18 Circulo Esquem tico de la dealmeniaciin TN CO PRIER
217. ra girar el eje de la consola fue medido utilizando pesas graduadas y se obtuvo un valor de 0 14905 Nm El motor elegido el Minertia 9 20 ofertado en el mercado local tiene caracter sticas suficientes para cubrir los requerimientos b sicos El torque nominal del motor ver anexo A es 0 2062 Nm que es mucho mayor al de la consola Adem s dispone de encoder incremental de 72 pulsos por revoluci n y una velocidad sin carga de 3500 rem todo a un costo moderado Los pi ones que suspenden la cadena tienen una relaci n 1 2 5 y son utilizados luego de los ajustes de di metro con el eje del motor Esta relaci n de ngulos implica que por cada 2 5 de giro en el motor el eje del autotransformador se desviar 1 Para obtener una rata de crecimiento de 0 5 kV s que es la m nima sugerida en los ensayos se requiere una variaci n de 13 8 s en el eje y para el m ximo sugerido que es de 5 kV s se requiere una variaci n de 138 s El motor Minertia FB9M20E tiene caracter sticas adecuadas para la implementaci n propuesta Tiene una potencia cercana a los 49 W y puede manejar velocidades de hasta 3500 rpm lo que proporciona una velocidad m xima de retroceso igual a 23 3 rev s que es una velocidad buena para los casos particulares de corto Esta velocidad se ve reducida debido a que la velocidad de 3500 rpm es en vac o sin embargo la velocidad sigue siendo alta 17 2 5 MICROCONTROLADOR 68 9085 12 Deb
218. ra se usa para designar dos bytes 81 palabra de control consecutiva a la escritura del comando conten a el bit correspondiente activado Figura 3 12 Sub VI LFIL p SAMPLING LFIL Coeficientes T_ALTA DOOR baud rate il Fuente LabView 6i El sub VI LFIL tiene 10 elementos de entrada y uno de salida LFILO La salida es un dato de validaci n que indica que la operaci n se realiz y faculta para la continuaci n dentro del flujo del programa Los par metros de entrada baud rate T ALTA y DOOR son funcionalmente id nticos a los descritos en apartados previos Kd Ki y Kp son los coeficientes del filtro PID incorporado en el microcotrolador dedicado LM629 y son enteros positivos de 16 bits SAMPLING Corresponde al intervalo de muestreo derivativo il Es el valor m ximo que tomar la parte integral del compensador LFIL L nea de activaci n del sub VI El cluster Coeficientes es el que indica cuales coeficientes ser n cargados y es por lo tanto constitutivo del byte bajo de la palabra de control del comando LFIL 82 La figura 3 12 muestra los diferentes par metros de entrada descritos y su distribuci n dentro del sub VI 3 3 7 Sub VI UDF El sub VI UDF corresponde con el comando del mismo nombre y es b sicamente una secuencia de escritura de comandos el microcontrolador LM629 El valor hexadecimal de este es O4h y no requiere bytes posteriores Su objetivo es validar los coeficien
219. racterized by the response to a step input the system step response In turn the step response of a control system can be char acterized by three attributes maximum overshoot rise time and settling time These step response attributes are defined in what follows and detailed graphically in Figure 16 1 The maximum overshoot Mp is the maximum peak value of the response curve measured from unity The amount of maximum overshoot directly indicates the relative stability of the system 2 The rise time t is the time required for the response to rise from ten to ninety percent of the final value 3 The settling time t is the time required for the response to reach and stay within two percent of the final value A critically damped control system provides optimum perfor mance The step response of a critically damped control system exhibits the minimum possible rise time that main tains zero overshoot and zero ringing damped oscillations Figure 17 illustrates the step response of a critically damped control system Allowable tolerance 01086017 FIGURE 16 Unit Step Response Curve Showing Transient Response Attributes c t t 01086018 FIGURE 17 Unit Step Response of a Critically Damped System INTRODUCTION The LM628 is digital PID controller The loop compensation filter of a PID controller is usually tuned experimentally especially if the system dynamics are not well known or defined The
220. rada del sensor de movimiento El objetivo del sensor es que la aplicaci n en software tenga conocimiento de alguna persona antes durante o despu s de iniciar alguna prueba Las dos senales son activas en bajo Sensor de sobrecorriente Debido a que el interruptor manual de alto voltaje trae incorporado una protecci n contra sobrecorriente mayor a 5 A es necesario que el sistema de control active una interrupci n cuando esto ocurra La se al es activa en bajo Senales de salida de la etapa de control CIS clear to send Es una senal de control de flujo por software el microcontrolador le permite o no al computador que realice la transmisi n Transmisi n Es la se al que comprende la informaci n que se necesita en la aplicaci n en el computador PWM signo y PWM magnitud Son las se ales de control que entrega el LM629 y ser n interpretadas por el puente H para ejecutar la posici n la velocidad y la aceleraci n deseadas en el motor Interruptores de alta tensi n y de enclavamiento de la puerta Con estas dos senales se activan desactivan desde el computador los interruptores de alta tensi n y enclavamiento de puerta 1 2 2 Diagrama esquem tico de la etapa de potencia El elemento central de la etapa de potencia es el circuito integrado LMD18200 encargado de actuar como puente H y controlar el motor Adem s en esta etapa es donde act an los rel s que controlan a los interruptores de la con
221. rces the current source to switch at 500kHz The resultant capacitor drive is a complementary duty cycle modulation square wave DEMODULATOR The sense amplifier detects the signal transitions across the capacitive barrier and drives a switched current source into integrator 2 The output stage balances the duty cycle modulated current against the feedback current through the 200kQ feedback resistor resulting in an average value at the our Pin equal to V The sample and hold amplifiers in the output feedback loop serve to remove undesired ripple voltages inherent in the demodulation process BASIC OPERATION SIGNAL AND SUPPLY CONNECTIONS Each power supply pin should be bypassed with tanta lum capacitors located as close to the amplifier as possible The internal frequency of the modulator demodulator is set at 500kHz by an internal oscillator Therefore if it is desired to minimize any feedthrough noise beat frequencies from a DC DC converter use a x filter on the supplies see Figure 4 150122 output has a 500kHz ripple of 20mV which can be removed with a simple two pole low pass filter with a 100kHz cutoff using a low cost op amp See Figure 4 The input to the modulator is a current set by the 200kQ integrator input resistor that makes it possible to have an input voltage greater than the input supplies as long as the output supply is at least 15V It is therefore possible when using an unregulated DC DC conv
222. rd i e beginning with kp then ki kd and il The first byte of each word is the more significant byte Prior to writing a word byte pair it is nec essary to check the busy bit in the status byte for readiness The required data is written to the primary buffers of a double buffered scheme by the above described operations www national com Filter Control Commands it is not transferred to the secondary working registers until the UDF command is executed This fact can be used ad vantageously the user can input numerous data ahead of their actual use This simple pipeline effect can relieve po tential host computer data communications bottlenecks and facilitates easier synchronization of multiple axis controls Continued UDF COMMAND UPDATE FILTER Command Code 04 Hex Data Bytes None Executable During Motion Yes The UDF command is used to update the filter parameters the specifics of which have been programmed via the LFIL command Any or all parameters derivative term sampling interval kp ki kd and or il may be changed by the appro priate command s but command UDF must be executed to affect the change in filter tuning Filter updating is synchro nized with the calculations to eliminate erratic or spurious behavior Trajectory Control Commands The following two LM628 user commands are used for set ting the trajectory control parameters position velocity ac celeration mode of operation
223. rd direction Busy bit Check Module 1F d 40 1 HB L position data word low B Busy bit Check Module STT STT must be issued to execute the desired trajectory SIMPLE RELATIVE POSITION MOVE This program demonstrates the programming flow required to load and execute a relative position move See Table 9 Move Independent of the current resting position of the shaft the shaft will complete thirty revolutions in the reverse direction Total time to complete the move is fifteen seconds Total time for acceleration and deceleration is five seconds Note Target position is the final requested position If the shaft is stationary and motion has not been stopped with a motor off stop module the current absolute position of the shaft is the target position If motion has been stopped with a motor off stop module or a position move has begun the absolute position that corresponds to the endpoint of the current trajectory is the target position Relative position is position measured relative to the current target position of the shaft A relative position move is a move that ends the specified relative number of counts away from the current target position of the shaft For example if the current target position of the shaft is 10 counts and a relative position of 30 000 counts is specified upon completion of the move the absolute position of the shaft will be 30 010 counts i e 30 000 counts relat
224. rolador Este dispositivo es un procesador dedicado al control de movimiento de motores de corriente continua servomotores sin escobillas brussless o cualquier otro dispositivo que pueda emitir una se al incremental en cuadratura como realimentaci n de su estado En este proyecto esta se al viene directamente de un encoder ptico incremental acoplado al eje del motor La salida del controlador LM629 consiste en dos se ales una se al PWM de 8 bits y una se al para el sentido de giro estas se ales act an sobre la etapa de potencia del motor implementada particularmente por el LMD18200 20 2 6 1 Caracter sticas del LM629N7 Figura 2 4 Distribuci n de pines del driver LM 29N 1 PWM SIGN iw 888 NC NC LM629N D6 DI oa a ho e 8 3 l2 2 amp Fuente NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION LM628 LM629 Precision Motion Controller en l nea http www national com ds cgi LM LM628 pdf e Registros de 32 bits para la posici n velocidad y aceleraci n de los motores e Filtro proporcional integral derivativo PID programable con coeficientes de 16 bits e Intervalo de muestreo de control derivativo programable por el usuario e Generador interno de patrones trapezoidales de velocidad e velocidad la posici n objetivo y los par metros del filtro se pueden cambiar durante el movimiento del motor e Funcionamiento en modo posici n o modo velocidad e Servidor d
225. s el complemento del anterior para generar la fuente de 5 V 59 3 SOFTWARE El sistema dise ado consta de una consola virtual implementada en LabView desde la que el operario ejerce control y observaci n de las variables de la prueba En este cap tulo se recoge la programaci n en general y se incluye el programa desarrollado para el microcontrolador MC 8HC908SR12 Inductivamente se describe la comunicaci n implementada entre el PC y el microcontrolador y a continuaci n la aplicaci n en LabView desde sus diversos componentes virtuales y el encadenamiento de los mismos en la consola virtual El microcontrolador MC68HC908SR12 se describi en el cap tulo precedente y act a como interfase serial para la comunicaci n entre el PC y los diversos componentes del sistema El hardware es suficientemente vers til para permitir a la aplicaci n software controlar y sensar diversos par metros de la ejecuci n de la prueba Los par metros que la aplicaci n software entrega son la velocidad posici n aceleraci n freno e interruptores adem s solicita sensar los canales del conversor anal gico digital y la normalidad de los interruptores El operario suministra los par metros para la prueba y el software gestiona la informaci n obtenida entregando mediante un enlace serial los datos adecuados a la solicitud presentada en la consola virtual 60 31 COMUNICACI N SERIAL La comunicaci n entre el PC y el microcontrolad
226. s input buffers Busy bit Check Module These two bytes are the filter control word A 00 hex HB sets the derivative sampling interval to 2048 fc by setting d to one A x2 hex LB indicates only kg will be loaded The other filter parameters will remain at zero their reset default value Busy bit Check Module These two bytes set k to two Busy bit Check Module transfer characteristic This command transfers new filter coefficients from input buffers to working registers Until UDF is executed coefficients loaded via the LFIL command do not affect the filter Busy bit Check Module 1F LTRJ This command initiates loading the trajectory parameters input buffers Busy bit Check Module These two bytes are the trajectory control word A 00 hex LB indicates no trajectory parameters will be loaded Busy bit Check Module 3 Determine the Proportional Gain Coefficient Inertial loading causes following or tracking error position error associated with a moving shaft External disturbances and torque loading cause displacement error position error associated with a stationary shaft The filter proportional term provides a restoring force to minimize these position errors The restoring force is proportional to the position error and increases linearly as the position error increases See Figure 18 The proportional gain coefficient k is the con stant of proportionality Coefficient k is determine
227. s que se describen en esta secci n y que se enumeran en la tabla 3 3 72 Tabla 3 3 Sub Vis Constitutivos consola virtual DESCRIPCI N RX Recepci n de datos para el Master TX Transmisi n de datos para el esclavo RDSTAT Lectura del byte de status del LM629 Aplicaci n del comando LFIL del LM629 para la carga de los coeficientes del compensador UDF Comando UDF del LM629 para actualizaci n coeficientes Aplicaci n del comando LTRJ del LM629 para la carga de LTRJ los par metros de trayectoria STT Comando STT del LM629 para ejecutar la trayectoria RST Produce por software un reset en hardware al LM629 Ejecuta el comando RSTI del LM629 blanqueo de las interrupciones Fuente autores El manejo de controlador del motor LM629 impone secuencias definidas para la escritura y lectura de comandos o datos en su bus principal DATA SHEET LM629 National Semiconductor En la tabla 3 4 se puede ver la distribuci n de los pines en el puerto A del Motorola MC68HC908SR12 con los tres ltimos bits de los interruptores y el freno en bajo Los valores hexadecimales que deben enviarse para cada operaci n se ven en la columna MICRO y en la descripci n se aclara la operaci n que interpreta el LM629 Para cualquier operaci n con el LM629 hay que pasar de una operaci n de datos o comandos a un strobe de lectura o escritura 73 Tabla 3 4 Valores hexadecimales para operaciones con el LM629 SALIDAS M
228. s senales que le entrega el microcontrolador LM629 es decir manejar las velocidades de las se ales de salida PWM y signo Se seleccion el circuito integrado LMD18200 tambi n de NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION el cual es un puente H que maneja corrientes de 3 A dise ado para aplicaciones de control de movimiento Ideal para manejo de motores de DC o de paso adem s permite corrientes de salida pico de hasta 6 A y maneja entradas de PWM y de direcci n tal y como se requiere Las caracter sticas del puente H LMD18200 son las siguientes e Entrega corriente de salida continua de mas de 3 A e Opera con voltajes de alimentaci n de hasta 55 V e Entradas TTL y CMOS compatibles e Protecci n a cargas en corto e Salida de advertencia t rmica a 145 C e Apagado t rmico salidas en off a 170 C Dentro de las aplicaciones m s importantes se destacan e Manejo de motores de CD y de paso e Servomecanismos de posici n y velocidad e Automatizaci n de robots e Impresoras y plotters En el anexo A se encuentran los datos t cnicos del LMD18200 29 2 8 1 Diagrama funcional El siguiente es el diagrama funcional del puente H LMD18200 figura 2 10 utilizado para suministrar la potencia necesaria al motor Minertia FB9M20E empleado en el accionamiento del eje del autotransformador Figura 2 10 Diagrama de bloques del Imd18200 THERMAL FLAG OUTPUT BOOTSTRAP 1 OUTPUT1 Ws OUTPUT2 BOOTSTRAP2 9 2 10 o e
229. s systematically increased until the shaft begins high frequency oscillations Coefficient d is then increased by one The entire process is repeated until d reaches a value appropriate for the system www national com Ill Tuning the PID Filter continued The system sample period sets the time interval between updates of position error The derivative sampling interval is output an integer multiple of the system sample period See Table 3 It sets the time interval between successive position error samples used in the derivative term and therefore directly affects system damping The derivative sampling interval should be five to ten times smaller than the system mechani cal time constant this means many systems will require low d In general however k and d should be set to give the largest x d product that maintains acceptably low motor vibrations Note Starting at two and doubling it is a good method of increasing kg 01086019 Manually turning the shaft reveals that with each increase of kg the resistance of the shaft to turning increases The shaft feels increas Integral Term ingly sluggish and because k provides a force proportional to the rate of change of position error the faster the shaft is turned the more sluggish it feels For the reference system the final values of kg and ds are 4000 and 4 respectively Proportional Term ki x i 01086020 Derivative Term Ta m cu
230. se debe activar Para ejecutar un reset total del hardware se deja en bajo baud rate Es la tasa de transferencia en baudios de las comunicaciones a que haya lugar para lograr el reset CK Esta l nea se incluye para variar el tiempo en que el LM629 permanecer en reset debido a la necesidad m nima de tiempo que este requiere para hacerlo efectivo DATA SHEET LM629 National Semiconductor RST La Unica salida corresponde con un dato alto que se activa cuando se ha verificado que el reset ha sido efectivo y que sirve para prop sitos de flujo del programa 79 3 3 5 Sub VI RSTI Este sub VI tiene como objeto borrar las interrupciones presentadas en el controlador del motor LM 29 El comando 1Dh colocado en el bus de datos del microcontrolador LM629 provoca en este la espera de dos bytes en su puerto de datos El primer byte es cero y el segundo corresponde con el vector de interrupciones del microcontrolador DATA SHEET LM629 National Semiconductor Figura 3 11 Sub VI RSTI RST interrupciones Ee RSTI VECTOR INTERRUPCIONES 4 T_ALTA r7 DOOR 2 baud rate Fuente LabView En la figura 3 11 se observan los diferentes par metros de entrada del sub VI RSTI donde algunos son equivalentes a los enumerados en apartados anteriores Aparece la l nea RST interrupciones que es un bit de activaci n equivalente a otros mencionados antes El vector boleano VECTOR DE INTERRUPCIONES es un
231. se the acceleration is 17 counts sample Busy bit Check Module d 00 HB acceleration data word low d 11 LB Busy bit Check Module d 00 HB Velocity is loaded in two data words These two bytes are the high data word In this d 02 LB case velocity is 161 087 counts sample Busy bit Check Module d 75 HB velocity data word low d 3F LB Busy bit Check Module d FF HB Position is loaded in two data words These two bytes are the high data word In this d FE LB case the position loaded is 120 000 counts This results in a move of thirty revolutions in the reverse direction Busy bit Check Module d 2B HB position data word low d 40 LB Busy bit Check Module 01 STT STT must be issued to execute the desired trajectory 18 www national com 69 NV AN 693 Il Programs Continued counts sample Velocity 9 766 48 828 58 594 t samples 01086015 FIGURE 13 Velocity Profile for Simple Relative Position Move Program The number of samples while at maximum velocity is deter mined 10 SECONDS number of samples while at 6 SECONDS SAMPLES maximum velocity x 6 SAMPLE Using the total counts traveled while at maximum velocity and the number of samples while at maximum velocity velocity is determined 4 0 Velocity RPS 3 0 2 0 96 000 COUNTS _ 2 458 COUNTS 39 062 SAMPLES SAMPLE Both acceleration and velocity values
232. se dise para facilitar el proceso iterativo de sintonizaci n Su caracter stica b sica es la facilidad para cambiar los coeficientes cargados al controlador del motor LM629 con ajustes de aumento o disminuci n de estos valores en cantidades programables por el operador Esta aplicaci n hace uso de los sub Vis constitutivos de la consola virtual descritos en la secci n 3 3 El panel frontal de la aplicaci n tuning vi contiene controles que permiten la configuraci n de las palabras de control de los comandos LTRJ y LFIL del LM629 como se observa en la figura 4 1 Figura 4 1 Panel frontal tuning vi SINTONIZACION FILTRO CONSOLA ALTA TENSION FILTRO Fuente LabView i 94 4 1 3 Proceso de sintonizaci n El proceso de sintonizaci n aplicado es el sugerido en la gu a de programaci n del 1 629 NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION LM628 Programming Guide En la gu a de programaci n se sugiere que se inicie con valores de cero para todos los coeficientes salvo para la constante derivativa y el intervalo de muestreo derivativo para los que propone 2 y 1 respectivamente A partir de este punto se inicia un incremento iterativo de kd hasta que se observen oscilaciones en el eje punto en el cual se incrementa el ds Este proceso se repite hasta que se tenga un intervalo de muestreo derivativo adecuado para el sistema Luego se incrementa el t rmino proporcional e integral buscando que el sistema quede cr ticam
233. se instale un sensor de movimiento que indique si se encuentra una persona en el momento de la ejecuci n de una prueba este sensor se adaptar a al conector 6 Al igual que el anterior es activo en bajo A trav s de un JUMPER esta se al se mantiene en alto e TERMINAL 1 tierra del sistema de control TERMINAL 2 se al del sensor de movimiento e TERMINAL 3 se al de 5 V de la etapa de control CON 7 Este es un conector de dos filas a trav s del cual se interconectan las tarjetas de control y de potencia El hilo rojo del conector terminal 1 se toma como referencia y por el otro extremo de la correa se conecta al terminal 1 del conector 10 CON 8 Alimentaci n de la etapa de potencia a este conector se conecta la fuente de alimentaci n de 24 V se acopla al conector 21 e TERMINAL 1 tierra de la fuente de 24 V cable de color azul e TERMINAL 2 no conectar e TERMINAL 3 se al de 24 V cable de color blanco CON 9 Es la interfase hacia al motor de CD que hace girar el eje del autotransformador Comprende las fases del motor la alimentaci n del ENCODER y las senales en cuadratura de los canales del ENCODER e TERMINAL 1 no conectar TERMINAL 2 salida 1 al motor e TERMINAL 3 no conectar TERMINAL 4 no conectar e TERMINAL 5 tierra del sistema de control alimentaci n del ENCODER e TERMINAL 6 canal A en cuadratura del ENCODER e TERMINAL 7 canal A en cuadratura del ENCODER e TERMINAL 8 se
234. sed to generate a graph of this response voltage For an LM629 based system extra hardware is needed to view the system step response Figure 20 illustrates a circuit for this purpose During a step the voltage output of this circuit represents the system step response and an oscillo scope is used to generate a graph of this response The oscilloscope trigger signal a rectangular pulse train is taken from the host interrupt output pin pin 17 of the LM628 LM629 This signal is generated by the combination of a trajectory complete interrupt and a reset interrupts RSTI command See Figure 19 Note The circuit of Figure 20 can be used to view the step response of an LM628 based system www national com 22 Ill Tuning the PID Filter Continued Figure 21 represents the step response of an under damped control system this response exhibits excessive overshoot Observations and long settling time The filter parameters used to gener What follows are example oscilloscope traces of the step ate this response were as follows kp 35 5 600 ds 4 response of the reference System m 1000 Figure 21 indicates the need to increase the Note 8 All traces were generated using the circuit of Figure 20 derivative gain coefficient Note 9 All traces were generated using the following step trajectory pa Figure 22 represents the step response of an over damped rameters relative position 200 counts absolute
235. sets bit fifteen of the Signals Register and the host interrupt output pin pin 17 Busy bit Check Module d XX HB don t care Note 4 d 00 LB Zeros in bits one through six indicate all interrupts will be reset Busy bit Check Module RDSTAT This command reads the status byte decision If the status byte is CO hex or 80 hex continue Otherwise loop back to hardware reset 06 PORT12 reset default size of the DAC port is eight bits This command initializes the DAC port for a 12 bit DAC It should not be issued in systems with an 8 bit DAC Busy bit Check Module Note 2 The 8 bit host I O port is a dual mode port it operates in command or data mode The logic level at PS pin 16 selects the mode Port c represents the LM628 command port commands are written to the command port and the Status Byte is read from the command port A logic level of 0 at PS selects the command port Port d represents the LM628 data port data is both written to and read from the data port A logic level of 1 at PS selects the data port Note 3 x don t care Note 4 HB high byte LB low byte Note 5 All values represented in hex An RSTI command sequence allows the user to reset the interrupt flag bits bits one through six of the status byte See Figure 5 It contains an RSTI command and one data word The RSTI command initiates resetting the interrupt flag bits Command RSTI also resets the host interrupt output pin pi
236. sistema de control Las tarjetas dise adas se encuentran en el interior de la consola de corriente alterna sobre una gaveta que se ajust sobre la parte frontal de la misma A continuaci n en las figuras se muestran los esquemas finales de cada una de las tarjetas dise adas con todos sus componentes ensamblados vistas desde la capa de siluetas Figura Error No hav texto con el estilo especificado en el documento 4 Cc Fuente Dise o de los autores Figura Error No hay texto con el estilo especificado en el documento 5 Capa de siluetas de la tarjeta de control Fuente Dise o de los autores Figura Error No hay texto con el estilo especificado en el documento 6 Capa de siluetas de la tarjeta de control y sensado de los interruptores Fuente Dise o de los autores Figura Error No hay texto con el estilo especificado en el Fuente Dise o de los autores Figura Error No hay texto con el estilo especificado en el documento 8 Capa de siluetas de la tarjeta fuente de alimentaci n Fuente Dise o de los autores Figura Error No hay texto con el estilo especificado en el documento 9 z Cap 2f85 DA A 1 AAA DAA RA AA AS TA DADA Dise o de los autores 1 3 2 Conexi n entre las tarjetas A continuaci n se describen las conexiones entre cada tarjeta ilustrando la posici n de cada cable de conexi n del sistema de control se enumerar n todas estas conexiones y a
237. sola interruptor de alta tensi n e interruptor de enclavamiento de puerta y llegan las se ales que sensan el estado de los interruptores y el estado de la protecci n contra sobrecorriente En la figura 2 17 se observa el diagrama esquem tico de la etapa de potencia se muestran el LMD18200 a los rel s de control de interruptores adem s de los circuitos integrados SFH6700 y 4n36 Con estos dos tipos de optoaisladores se desacopla la etapa de control de la potencia para proteger los integrados de control ya que stos no pueden manejar altas corrientes Senales de entrada de la etapa de potencia e PWM signo PWM magnitud Son las se ales provenientes del LM629 Debido a que estas senales tienen anchos de pulsos de muy corta duraci n orden de microsegundos se utiliz el optoaislador SFH6700 el cual es un aislador de muy alta velocidad para desacoplar el LM629 del puente H LMD18200 e Interruptores de alta tensi n y enclavamiento de la puerta Al igual que las anteriores estas se ales vienen de la etapa de control debido a que el microcontrolador MC68HC908SR12 es el encargado de controlar los interruptores Como se puede observar en la figura 2 15 estas senales Fin de carrera de interruptor de alta tensi n Se utiliza el mismo principio descrito anteriormente cuando est activado el interruptor de Alto Voltaje el fin de carrera cambia a su normalidad y la salida del optoaislador es un glto Fin de carrera de i
238. solute breakpoint Busy bit Check Module A breakpoint is loaded in two data words These two bytes are the high data word In this case the breakpoint is 160 000 counts absolute Busy bit Check Module breakpoint data word low O wait This wait represents the host processor waiting for an LM628 breakpoint interrupt Smooth Stop Module www national com AN 693 ua s s SL Y SAN EA JOJSISOJ 91ON 0098010 01 lt 9 543 PJexo egd W9IM8H seu 0001 48poou3 Jeondo JeyueueJou 4899 jeuueyg 4S dI v peo deyawel ZO G 1H9I3M YOLON y ut zo 9 8 INVISNOD 3NDYOL VIZ O IN34AN9 QVOTON 048 03345 0 01 ON MOLS 3NDIOL 34 LY YIMOd Ul Z0 GOZ 4NDYOL 11715 AVid 11 15 V8 ez ANZ 40 0W 90 T ALZ an Ly 006 1 sng vV1VO QNVAWOO GUN Y z 8031S 02VQ 115 12 0 z ova ova 7 2 0 61012 0 8 N8Z9N1 4 144 1 0 946 6l 8 AOLE X021 sng 1084 1N09 SS3Y0UV penuuuo SuUeIBOJd ll www national com 17 AN 693 Ill Tuning the PID Filter BACKGROUND The transient response of a control system reveals important information about the quality of control and because a step input is easy to generate and sufficiently drastic the tran sient response of a control system is often cha
239. stancias el sistema tiene protecciones que impiden que se continu con la ejecuci n de la prueba Es causal de finalizaci n un rompimiento parcial superior al snap over cargado por el operador o un bloqueo del eje del autotranstormador La parada de emergencia si es obturada o se mantiene activada al momento del inicio de la prueba impide la ejecuci n del ensayo Si en cualquier evento se pierde la comunicaci n con el PC el sistema f sico se resetea y cualquier operaci n en curso se suspender La suspensi n voluntaria del operador desde la aplicaci n de la consola virtual se realiza a trav s de los botones stop o Suspender Cuando se finaliza la prueba la consola virtual emite un mensaje para que el operador decida guardar o no los datos recaudados en la ejecuci n anterior 2 2 PRUEBA TIPO PASOS Esta prueba toma cuatro par metros de entrada que generan una trayectoria similar a la observada en la figura 2 4 Los par metros de entrada son equivalentes a los enumerados en el apartado anterior salvo la tensi n de paso que es caracter stica particular de esta prueba y que se refiere a la variaci n de tensi n entre pasos consecutivos El tiempo de sostenimiento se refiere a la duraci n estacionaria del eje en la posici n del paso un tiempo espec fico dado en segundos luego del cual el eje se mover nuevamente hasta alcanzar la tensi n del siguiente paso El snap over sigue consecuen
240. stema de control En los diagramas esquem ticos se muestran adem s diferentes valores de fuente de alimentaci n En el diagrama de la etapa de control se observa que la fuente de alimentaci n es de 5 V y se especifica como 5 V 1 y su tierra es GND 1 Esta fuente es la dedicada a alimentar exclusivamente a la etapa de control al encoder del motor al optoaislador que entrega la se al del ndice al AD637 y a las etapas de los optoaisladores que est n relacionadas con las se ales de control En la tabla 2 3 se observa el consumo de potencia de la etapa de control Se realiz implementando los valores m ximos de disipaci n de potencia de cada circuito integrado que interviene en la fuente de 5 V que alimenta esta etapa El conjunto de los dispositivos referidos a sta fuente de alimentaci n disipan 3 335 W el regulador LM7805 disipa un m ximo de 5 W luego en condiciones normales la fuente de alimentaci n no tiene inconvenientes en entregar la corriente necesaria a los dispositivos mencionados anteriormente Por otro lado la fuente de 24 V y GND 2 que se observa en el diagrama de potencia de la figura 2 15 es la que alimenta el puente H LMD18200 es decir es la fuente que alimenta el motor Por esta fuente puede circular corriente de hasta 2 A y a partir ella se deriva otra fuente de 5 V usando tambi n el regulador LM7805 Esta fuente se especifica por 5 V 2 y la misma referencia GND 2 Con los 5 V de esta f
241. step one are fine tuned to critically damp the system www national com 20 Ill Tuning the PID Filter continued Software Considerations The step generation section of the filter tuning program provides the control loop with a repetitive small signal step input This is accomplished by repeatedly executing a small position move with high maximum velocity and high accel eration See Figure 19 and Table 12 Parameters Trajectory Complete bit set 2 Reset interrupts 01086022 FIGURE 19 Step Generation Section of Filter Tuning Program 21 www national com 69 NV AN 693 Tuning the PID Filter continued TABLE 12 Step Generation Section Filter Tuning Program Bytes Command Comments This command initiates loading the trajectory parameters input buffers Busy bit Check Module These two bytes are the trajectory control word A 2B hex LB indicates acceleration velocity and position will be loaded and both acceleration and velocity are absolute while position is relative Busy bit Check Module Acceleration is loaded in two data words These two bytes are the high data word Busy bit Check Module acceleration data word low Busy bit Check Module velocity data word low Velocity is loaded in two data words These two bytes are the high data word Busy bit Check Module Busy bit Check Module Position is loaded in two d
242. t fit straight line It is expressed as the ratio of deviation to FSR 3 Ripple frequency is at carrier frequency 500kHz The information provided herein is believed to be reliable however BURR BROWN assumes no responsibility for inaccuracies or omissions BURR BROWN assumes no responsibility for the use of this information and all use of such information shall be entirely at the user s own risk Prices and specifications are subject to change without notice No patent rights or licenses to any of the circuits described herein are implied or granted to any third party BURR BROWN does not authorize or warrant any BURR BROWN product for use in life support devices and or systems BURR BROWNO 150122 2 CONNECTION DIAGRAM Top View P Package Top View U Package PACKAGE INFORMATION ABSOLUTE MAXIMUM RATINGS PACKAGE DRAWING PACKAGE NUMBER ISO122P 16 Pin Plastic DIP 150122JP 16 Pin Plastic DIP ISO122U 28 Pin Plastic SOIC ISO122JU 28 Pin Plastic SOIC Supply Voltages athe innen alias 18V Vin 100V Continuous Isolation Voltage 1500Vrms Junction Temperature 150 C Storage Temperature Lead Temperature soldering 10s Output Short to Common NOTE 1 For detailed drawing and dimension table please see end of data sheet or Appendix D of Burr Brown IC Data Book ORDERING INFORMATION NONLINEARITY PACKAGE MAX FSR 150122 Plastic 150122 Plastic 1501220 Plastic SOIC 15012
243. t typically drives the interrupt input of a system controller The interrupt service routine would then be designed to take appropriate steps such as reducing load currents or initiating an orderly system shutdown The maximum voltage compliance on the flag pin is 12V SUPPLY BYPASSING During switching transitions the levels of fast current changes experienced may cause troublesome voltage tran sients across system stray inductance It is normally necessary to bypass the supply rail with a high quality capacitor s connected as close as possible to the Vs Power Supply Pin 6 and GROUND Pin 7 A 1 pF high frequency ceramic capacitor is recommended Care should be taken to limit the transients on the supply pin be low the Absolute Maximum Rating of the device When oper ating the chip at supply voltages above 40V a voltage sup pressor transorb such as P6KE62A is recommended from supply to ground Typically the ceramic capacitor can be eliminated in the presence of the voltage suppressor Note that when driving high load currents a greater amount of sup ply bypass capacitance in general at least 100 uF per Amp of load current is required to absorb the recirculating cur rents of the inductive loads CURRENT LIMITING Current limiting protection circuitry has been incorporated into the design of the LMD18200 With any power device it is important to consider the effects of the substantial surge cur rents through the device that
244. tas Tarjeta 6 Para lograr un ptimo funcionamiento del LM 29 se debe llevar una senal de inicio de carrera a este dispositivo Sobre la tarjeta 6 se obtiene esta senal por medio de un optoaislador por interrupci n ubicado cerca al eje de la consola Tarjeta 7 La realimentaci n de la tensi n obtenida a la salida del divisor hmico y su interfase con el conversor anal gico digital del microcontrolador El computador del laboratorio de alta tensi n tiene las siguientes caracter sticas e Microprocesador Pentium lll 880MHz e Disco Duro de 20 GB e Monitor 15 e Drive de 3 1 44 kB e Teclado expandido 106 teclas e 128 MB de memoria RAM 1 2 DESCRIPCI N DEL HARDWARE DEL SISTEMA DE CONTROL A continuaci n se describe el resultado final del dise o del sistema de control se muestran los diagramas esquem ticos de la etapa de control y la etapa de potencia y se realiza un c lculo aproximado de la disipaci n de potencia del sistema de control 1 2 1 Diagrama esquem tico de la etapa de control La etapa de control consiste en el conjunto que conforman todos los dispositivos que hacen posible que se env en los diferentes comandos a la etapa de potencia Estos comandos son las rdenes del operario necesarias para cumplir determinada prueba Se originan desde la aplicaci n software LabView 61 y a trav s del microcontrolador y del LM629 se ejecutan dichas rdenes En la figura 2 16 se observa el diagrama
245. tatus Byte is accomplished by executing a RDSTAT command RDSTAT is directly supported by LM628 hardware and is executed by pulling CS PS and RD logic low INITIALIZATION MODULE In general an initialization module contains a reset com mand and other initialization interrupt control and data re porting commands The example initialization module detailed in Table 1 con tains a hardware reset block and a PORT 12 command Hardware Reset Block Immediately following power up a hardware reset must be executed Hardware reset is initiated by strobing RST pin 27 logic low for a minimum of eight LM628 clock periods The reset routine begins after RST is returned to logic high During the reset execution time 1 5 ms maximum the LM628 will ignore any commands or attempts to transfer data A hardware reset forces the LM628 into the state described in what follows 1 The derivative sampling coefficient ds is set to one and all other filter coefficients and filter coefficient input buff ers are set to zero With ds set to one the derivative sampling interval is set to 2048 fc 2 Alltrajectory parameters and trajectory parameters input buffers are set to zero 3 The current absolute position of the shaft is set to zero home 4 The breakpoint interrupt is masked disabled and the remaining five interrupts are unmasked enabled 5 The position error threshold is set to its maximum value 7FFF hex 6 Th
246. te tipo En la IRQI correspondiente al terminal 13 se conect el interruptor de emergencia y la bandera de sobrecorriente En cualquiera de estos casos el flujo del programa atiende la interrupci n colocando en alto o bajo los bits correspondientes en el BRT tabla 3 2 y la ejecuci n de la consola virtual se suspende 71 En la IRQ2 se conect la bandera de interrupci n del LM629 Una vez es detectada una interrupci n de esta naturaleza el flujo del programa en la interfase serial env a el byte de estatus donde se informa si se trata de una interrupci n por eje bloqueado escritura de comando o final de trayectoria En el primer caso la prueba no puede seguir en ejecuci n y se interrumpe al ser detectado por la aplicaci n en LabView En el caso de una escritura errada de comando la consola virtual reenv a el comando escrito Si la interrupci n es por final de trayectoria se usa para discriminar el flujo del programa en la consola virtual La interpretaci n de las interrupciones se hace seg n la tabla 3 2 para los bits B3 y B4 del BRT Tabla 3 2 Bits B3 y B4 en el BRT INTERRUPCI N NO HAY INTERRUPCI N LM629 SOBRECORRIENTE INTERRUPTOR DE EMERGENCIA Fuente autores 3 3 SUB Vis CONSTITUTIVOS CONSOLA VIRTUAL La consola virtual es la interfase con el operador de la prueba y esta constituida de bloques funcionales programados igualmente en LabView Estos bloques constitutivos son los sub Vi
247. temente siendo un rango de tolerancia a las ca das de tensi n Figura 2 4 Prueba tipo pasos kV Snap Over kV Tensi n m xima Tensi n paso kV 2 2 1 PAR METROS En la figura 2 4 se observan los par metros de este tipo de prueba En este caso los par metros de rampa desaparecen y se observa la aparici n del par metro tensi n de paso en su lugar Figura 2 5 Controles par metros de la prueba Tipo pasos Los par metros de este tipo de prueba se colocan en los controles que aparecen en el rea inferior izquierda de la consola virtual En la figura 2 5 se muestran los controles para esta prueba La prueba inicia con un mensaje de advertencia para el operador sobre la secuencia de inicio y previene sobre el cierre no de la puerta si se observan personas en la sala de ensayos del laboratorio de alta tensi n La secuencia de inicio impone la obligatoriedad de enclavar la puerta y enseguida energizar la consola tal y como se hace en la 13 prueba del tipo rampa A lo largo de esta operaci n la pantalla principal ofrece mensajes que ilustran el punto de ejecuci n Cuando se ha energizado el sistema la consola virtual verifica la coherencia de los interruptores con los controles en el panel principal Luego de las verificaciones previas la pantalla principal presentar el mensaje Introduzca par metros de la prueba En este punto de operaci n se espera que el operador adecue los
248. tes que fueron escritos con anterioridad y cargarlos como los regentes Figura 3 13 Sub VI UDF Fuente LabView En la figura 3 13 se muestra la discriminaci n para el cableado de los par metros de ejecuci n del sub VI UDF Nuevamente aparecen variables equivalentes a las de otros sub Vis La l nea UDF opera como interruptor para la ejecuci n del bloque 83 3 3 8 Sub VI LTRJ El comando LTRJ del microcontrolador LM629 tiene como objeto la configuraci n de los par metros de la trayectoria El valor hexadecimal de el comando es 1Fh y requiere una palabra de control dos bytes y consecutivamente la carga de los valores de posici n velocidad y aceleraci n cada uno de los cuales es un entero de 32 bits En la palabra de control se define que par metros ser n cargados y si estos son relativos o absolutos La discriminaci n de estos bits se puede observar en la tabla 3 6 Tabla 3 6 Palabra control LTRJ del LM629 Bit Position Function Bits 15 thru 13 Not Used Bit 12 Forward Direction Velocity Mode Only Bit 11 Velocity Mode Bit10 Stop Smoothly Decelerate as Programmed Bit 9 Stop Abruptly Maximum Deceleration Bit 8 Turn Off Motor Output Zero Drive Bit 7 Not Used Bit 6 Not Used Bit 5 Acceleration Will Be Loaded Bit 4 Bit 4 Acceleration Data Is Relative Bit 3 Bit 3 Velocity Will Be Loaded Bit 2 Bit 2 Velocity Data Is Relative Bit 1 Bit 1 Position Will Be Loaded Bit O Bit O P
249. the 1500Vrms rated level Older high voltage test methods relied on applying a large enough overvoltage above rating to break down marginal parts but not so high as to damage good ones Our new partial discharge testing gives us more confidence in barrier reliability than breakdown no break down criteria 150150 A 1 WV 15V 15V e i dd 1 2 150122 FIGURE 3 Programmable Gain Isolation Channel with Gains of 1 10 and 100 BURR BROWN 150122 Isolation Barrier 13kQ 180122 ANN 4700pF 10uH 1uF t 1 1uF tur FIGURE 4 Optional Filter to Minimize Power Supply Feedthrough Noise Output Filter to Remove 500kHz Carrier Ripple For more information concerning output filter refer to AB 023 This Section Repeated 49 Times Multiplexer Control Section Charge Discharge Control 150122 dal 25kQ 25kQ INA105 FIGURE 5 Battery Monitor for a 600V Battery Power System Derives Input Power from the Battery BURR BROWNO 150122 8 10 0V 6 Thermocouple IN SR 15V 15V 15V 15V Isothermal 2v Block with 1N4148 9 8 150122 10 7 101 In SEEBACK COEFFICIENT R
250. tible 360 4 5 2 5 180 54 50 15 90 54 25 15 Signal Waveform O Encoder Lead 5VDC OV CHANNEL A CHANNEL B ROTATION WHEN VIEWED FROM SHAFT DRIVE END NOTE The relation of A and B channels to the motor rotating direction must correctly be set If not so overtravel may occur Avoid vibration or shock on the encoder or its output shaft Do not perform the insulation test or measure the insulation resistance 10 Ps 200 to 240 pulses rev DIMENSIONS in inches Pros WITH LOW COST ENCODER HS TYPE EM se MOTOR LEADS WG 24 x 10001 8 1 ks 20002 LI 8 gar O e OO0RTIR NAMEPLATE Ela o c 915 i E m puces E M4 TAPPED 0 31 DEEP EQUALLY SPACED ON OPTICAL ENCODER 4 PLACES UTOPI LL ROTATION Signal Waveform EUR X CHANNEL A CHANNEL B EX ase BE MUS o Med CCW ROTATION WHEN VIEWED FROM SHAFT DRIVE END NOTE The relation of A and B channels to the motor rotating direction must correctly be set If not so overtravel may occur Avoid vibration or shock on the encoder or its output shaft Do not perform the insulation test or measure the insulation resistance 11 Minertid Motor F Series B Type
251. tiendo incrementar la tensi n a la salida del autotransformador voltio a voltio Este desplazamiento se realiza con la manivela la cual se debe accionar r pida o lentamente dependiendo de la rata de crecimiento de tensi n necesaria en la prueba Este es el proceso que se pretende automatizar seg n el tipo de prueba a realizar 1 5 TIPOS DE ENSAYOS REALIZADOS EN CORRIENTE ALTERNA EN EL LABORATORIO DE ALTA TENSI N 4 En este apartado se describen las distintas pruebas que se realizan en el laboratorio de alta tensi n con el sistema elevador de tensi n El reconocimiento de los diferentes ensayos se hace con base en las pruebas m s solicitadas por parte del sector el ctrico Colombiano para comprobar los diversos aislamientos en los equipos el ctricos 1 5 1 Ensayo de aislamiento e De Aislamiento Recuperable o Tensi n Sostenida Puede ser en seco o bajo lluvia artificial Se aplica tensi n a una rampa constante hasta un valor m ximo de tensi n y se sostiene seg n la norma correspondiente o Tensi n Flameo Puede ser en seco o bajo lluvia artificial Se aplica tens n a una rampa constante hasta que ocurre el flameo seg n la norma correspondiente dependiendo el equipo a probar Por ejemplo para aisladores se seguir la norma NTC 1285 GONZ LEZ Sergio A ROJAS Ricardo Automatizaci n de la consola de Corriente Alterna para el laboratorio de Alta Tensi n Bucaramanga 1996 P g 9 10 1 5 2 Ensay
252. tion for details regarding current limiting Note 3 The maximum power dissipation must be derated at elevated temperatures and is a function of T max and TA The maximum allowable power dis sipation at any temperature is Pp may Ta 8 a or the number given in the Absolute Ratings whichever is lower The typical thermal resistance from junc tion to case jc is 1 0 C W and from junction to ambient is 30 C W For guaranteed operation 125 C Note 4 Human body model 100 pF discharged through a 1 5 kQ resistor Except Bootstrap pins pins 1 and 11 which are protected to 1000V of ESD Note 5 All limits are 100 production tested at 25 C Temperature extreme limits are guaranteed via correlation using accepted SQC Statistical Quality Control methods All limits are used to calculate AOQL Average Outgoing Quality Level Note 6 Output currents are pulsed tw lt 2 ms Duty Cycle lt 5 Note 7 Regulation is calculated relative to the current sense output value with a 1A load Note 8 Selections for tighter tolerance are available Contact factory Typical Performance Characteristics
253. tional Semiconductor Sales Office Distributors for availability and specifications Total Supply Voltage Vs Pin 6 Voltage at Pins 3 4 5 8 and 9 Voltage at Bootstrap Pins Pins 1 and 11 Peak Output Current 200 ms Continuous Output Current Note 2 Power Dissipation Note 3 Electrical Characteristics note 5 The following specifications apply for Vs 42V un temperature range 40 C lt T 125 C all other Power Dissipation T4 25 Free Air 3W Junction Temperature T 150 C ESD Susceptibility Note 4 1500V Storage Temperature Tara 40 C to 150 C 60V Lead Temperature Soldering 10 sec 300 C 12V Vour 16V Junction Temperature 6A Vs Supply Voltage 3A 25W imits are for T4 Ty 25 C Operating RatingS note 1 ess otherwise specified Boldface limits apply over the entire operating 40 C to 125 C 12V to 55V Symbol Parameter Conditions Typ Limit Units Ros ON Switch ON Resistance Output Current 3A Note 6 0 33 0 4 0 6 Q max Ros ON Switch ON Resistance Output Current 6A Note 6 0 33 0 4 0 6 Q max VeLame Clamp Diode Forward Drop Clamp Current 3A Note 6 1 2 1 5 V max Logic Low Input Voltage Pins 3 4 5 0 1 V min 0 8 V max Logic Low Input Current Vin 0 1V Pins 3 4 5 10 max Viu Logic High Input Voltage Pins 3 4 5 2 V min 12 V max ha Logic High Input Current Vin
254. tional com 6c9IN 1 99W 1 LM628 LM629 Interrupt Control Commands Continued field will mask the corresponding interrupt s any one s enable the interrupt s Other bits comprising the two bytes have no effect The mask controls only the host interrupt process reading the status byte will still reflect the actual conditions independent of the mask byte See Table 3 TABLE 3 Mask and Reset Bit Allocations for Interrupts Bit Position Function Bits 15 thru 7 Not Used Bit 6 Breakpoint Interrupt Bit 5 Position Error Interrupt Bit 4 Wrap Around Interrupt Bit 3 Index Pulse Interrupt Bit 2 Trajectory Complete Interrupt Bit 1 Command Error Interrupt Bit 0 Not Used RSTI COMMAND RESET INTERRUPTS Command Code 1D Hex Data Bytes Two Data Range See Text Executable During Motion Yes When one of the potential interrupt conditions of Table 3 occurs command RSTI is used to reset the corresponding interrupt flag bit in the status byte The host may reset one or all flag bits Resetting them one at a time allows the host to service them one at a time according to a priority pro grammed by the user As in the MSKI command bits 1 through 6 of the second less significant byte correspond to the potential interrupt conditions shown in Table 3 Also see description of RDSTAT command Any zero s in this 6 bit field reset the corresponding interrupt s The remaining bits have no effect Filter Control Commands T
255. to es preciso efectuar pruebas que indiquen las caracter sticas y rendimiento del sistema en condiciones de operaci n normal En este dise o en particular fue preciso sintonizar el compensador PID incorporado en el LM629 Este proceso se describe en este capitulo como ilustraci n del rendimiento del hardware y su versatilidad para ser manipulado desde una aplicaci n en LabView desarrollada para este prop sito especifico 4 1 SINTONIZACI N La sintonizaci n consiste en un proceso iterativo que pretende encontrar los valores adecuados para el compensador PID incorporado en el controlador del motor LM629 Para facilitar el proceso se implement un circuito que permite la visualizaci n de la respuesta a un estimulo generado desde la aplicaci n tuning vi desarrollada para este prop sito 4 1 1 Circuito sintonizaci n El circuito de sintonizaci n sugerido en NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION LM628 629 se observa en la figura 2 9 y fue implementado para observar la respuesta del sistema con carga 93 El circuito est constituido b sicamente de un contador a 8 bits que se resetea cada vez que el LM629 finaliza una trayectoria Con estos 8 bits de datos se hace una conversi n digital anal gica El dato anal gico se amplifica y su salida se observa por medio de un osciloscopio digital La figura 2 8 ilustra la forma de onda obtenida del proceso de sintonizaci n 4 1 2 VI tuning El instrumento virtual tuning vi
256. tos parciales de aislamiento ficticios Estos rompimientos ficticios de aislamiento son registrados por las ca das de tensi n que se presentan debido al dano en las delgas que hacen la conmutaci n de las tensiones dentro de la consola de alterna 105 OBSERVACIONES La consola presenta un alto deterioro en el sistema de variaci n de tensi n provocando chispas cuando se conmutan las posiciones del eje del autotranstormador esto ocasiona tensiones erradas con la consecuente imposibilidad de colocar valores de Snap Over inferiores a5kv El volante que controla la posici n inicial y final del eje variador de tensi n aument su fricci n con el eje y condujo errores en el sistema autom tico obligando la realizaci n de un mantenimiento correctivo Luego del mantenimiento el sistema redujo considerablemente su torque por lo cual fue preciso ajustar los valores del compensador PID para que el sistema recobra su comportamiento original La l gica cableada que controla el funcionamiento de la consola presentaba errores que hac an imposible la operaci n del sistema Las fallas fueron corregidas con la salvedad del sistema tranca puertas que se encuentra averiado Para la toma de resultados fue preciso conectar manualmente la se al de la tranca puertas Los valores de tensi n no son consecuentes con las posiciones del eje del autotransformador debido al fen meno de remanencia que se presenta en los transformadores que consti
257. trolador MC68HC908SR12 En la figura 3 4 se observa el diagrama de flujo de la subrutina RX Para el envi de datos hacia el microcontrolador es preciso activar la l nea CTS Posteriormente se espera la recepci n de 8 bits consecutivos luego de lo cual se desactiva la l nea CTS El proceso anterior se realiza para recibir el byte dos veces a fin de comparar y detectar errores de comunicaci n Cuando se detecta que los dos bytes son diferentes se comunica al PC esta divergencia colocando en alto el bit 5 del BRT para que reenvi el byte que nuevamente ser comparado con la recepci n anterior Este ciclo se repite hasta lograr la igualdad de los bytes momento en el que se asume que la comunicaci n fue correcta y se transmite el BRT con la verificaci n de igualdad bit 5 0 66 Figura 3 4 Subrutina Rx Fuente Dise o de los autores 67 El BRT contiene informaci n sobre la comunicaci n anterior en el bit 5 como se observa en la figura 3 2 Cuando B5 se encuentra en alto indica que se present una desigualdad en los datos recibidos lo que sugiere que ocurri un error an logamente sucede al colocar en bajo este bit 3 2 2 Subrutina TX en Motorola MC68HC908SR12 La subrutina TX toma el byte del acumulador para transmitirlo Inicia con la configuraci n del registro y verifica en el puerto B del MC68HC908SR12 si el bit 4 esta en alto El bit 4 del puerto B corresponde con la l nea RTS del control de f
258. trolador para entregar el valor que se tiene en alta tensi n Sensor del interruptor de enclavamiento de la puerta Con esta se al se conoce el estado del interruptor de door locked si esta senal es alta el interruptor de la puerta esta activado door locked si la se al es un bajo el interruptor est desactivado door unlocked Sensor del interruptor de alto voltaje Con esta senal se conoce el estado del interruptor de alta tensi n HV si esta senal es alta el interruptor de HV est activado si la se al es un bajo el interruptor de HV est desactivado ndice Para lograr mayor exactitud en el sistema de control se dise un acople con el que se logra un indicador de inicio de posici n es decir una se al que se active cuando el eje del autotransformador se encuentre en la posici n inicial Esta se al es un bajo cuando el eje est en su posici n inicial una vez el eje es girado la se al cambia a un alto Canales A y estas son las dos se ales en cuadratura que provienen del encoder del motor y son necesarias para el controlador LM629 Parada de emergencia sensor de movimiento El sistema de control deja abierta la posibilidad de que la universidad adquiera una parada de emergencia acorde con las necesidades de la consola ya que a trav s de un conector en la tarjeta de control se encuentran los terminales de entrada de la parada de emergencia as como los terminales de ent
259. truments Incorporated Anexo B MANUAL DE MANTENIMIENTO 1 1 DESCRIPCI N DEL HARDWARE En este proyecto el hardware est compuesto por el acople realizado entre el motor y el sistema de desplazamiento de derivaci n del autotransformador adem s de siete tarjetas y un computador Las caracter sticas de cada tarjeta y el computador son Tarjeta 1 Contiene las fuentes de alimentaci n del sistema de control una fuente de 5 V para la etapa de control una de 24 V para la etapa de potencia y las necesarias de 12V y 12 V para la etapa de sensado de alta tensi n Tarjeta 2 Sobre ella est el montaje del microcontrolador y del LM629 En esta tarjeta se realiza la interfase entre el computador y el microcontrolador Tarjeta 3 Maneja directamente la comunicaci n del motor es decir su alimentaci n y los dos canales en cuadratura que se obtienen del encoder Su ubicaci n es dentro de la consola junto al acople mec nico entre el motor y el eje Tarjeta 4 Sobre ella est implementado el aislamiento entre los dispositivos por medio de optoaisladores Esta tarjeta tambi n contiene el circuito de potencia pues incluye el puente H y su interfase con el motor y el LM629 Adem s involucra el sensado de la alarma de sobrecorriente Tarjeta 5 El control y sensado de los interruptores de alta tensi n enclavamiento de puerta se ensambla sobre esta tarjeta El anexo B contiene el dise o de las siete tarje
260. ture incremental encoder 01086001 FIGURE 1 LM628 Based Motor Control System digital PID filter 16 bits quadrature decoder sign direction eese y control lines 6 host 1 0 port quadrature incremental encoder 01086002 FIGURE 2 LM629 Based Motor Control System Note 1 For the remainder of this paper all statements about the LM628 also apply to the LM629 unless otherwise noted O 2002 National Semiconductor Corporation ANO010860 www national com Buruurejboad 8291171 69 NV AN 693 l Program Modules continued BUSY BIT CHECK MODULE The first module required for successful programming of the LM628 is a busy bit check module The busy bit bit zero of the status byte is set immediately after the host writes a command byte or reads or writes the second byte of a data word See Figure 5 While the busy bit is set the LM628 will ignore any commands or attempts to transfer data A busy bit check module that polls the Status Byte and waits until the busy bit is reset will ensure successful host LM628 communications t must be inserted after a command write or a read or write of the second byte of a data word Figure 3 represents such a busy bit check module This module will be used throughout subsequent modules and programs START Read the Status Byte Busy Bit set CONTINUE FIGURE 3 Busy bit Check Module 01086003 Reading the S
261. tuyen el sistema Por lo tanto la variaci n del sistema autom tico se realiza hasta encontrar 106 las tensiones requeridas por el operador y no hasta encontrar la posici n te rica donde deber a encontrarse la tensi n El sistema autom tico incorpora la posibilidad de la lectura de 3 canales adicionales del conversor anal gico digital con el prop sito de permitir la futura implementaci n de los sensores de variables ambientales temperatura humedad y presi n usadas dentro de las pruebas de alta tensi n La parada de emergencia fue implementada dentro del sistema autom tico y queda supeditada a la compra del pulsador con desenclavamiento por llave usual para estos casos El transformador de corriente original de la consola contaba con una relaci n de transformaci n ocho a uno sin embargo este valor fue alterado cuando se cambi por un transformador nuevo con relaci n de transformaci n cinco a uno que ocasiona que corrientes menores a la nominal del autotransformador activen el rel de sobrecorriente y suspendan la prueba por la desactivaci n del contactor principal Esto implica que la consola no permitir la circulaci n de corrientes en el primario del transformador elevador por encima de los 25 A 15 A por debajo de la protecci n original 107 RECOMENDACIONES Se recomienda realizar un mantenimiento correctivo total de la consola ya que su funcionamiento se ha deteriorado demasiado a causa del
262. ual y permitir el desarrollo de otras pruebas no normalizadas debido a la versatilidad en el cambio y sensado de tensi n que con el proceso de automatizaci n se tiene El banco de pruebas de corriente alterna del laboratorio de alta tensi n es una poderosa herramienta para la caracterizaci n de propiedades de los materiales que indaga sobre los voltajes de aislamiento entre otras caracter sticas el ctricas de los objetos sometidos a prueba as como un elemento fundamental para el montaje de las diversas pruebas en corriente alterna que la industria del sector el ctrico exige para el equipamiento el ctrico del mismo DESCRIPCI N DEL EQUIPO DE PRUEBAS DE CORRIENTE ALTERNA EN ALTA TENSI N El banco de pruebas es un equipo donado por la UNESCO las caracter sticas de este y otros elementos como el transformador elevador el divisor hmico y otros indispensables en la ejecuci n de las pruebas se describen en este cap tulo 1 1 TRANSFORMADOR ELEVADOR La elevaci n de la tensi n corre por cuenta del transformador de Alta Tensi n cuyas caracter sticas se mencionan a continuaci n Marca FOSTER Tipo TANQUE Tensi n nominal del primario 500 V Tensi n nominal del secundario 300 kV Relaci n de transformaci n 600 Potencia 20 kVA Corriente m xima del primario 40 A Corriente m xima del secundario 67 mA 1 2 DIVISOR DE TENSI N HMICO Consiste en una columna de carga resistiva con una deriv
263. uente se alimentan las etapas de los optoaisladores que est n relacionadas con las senales de potencia y los rel s de activaci n de los interruptores Tabla Error No hay texto con el estilo especificado en el documento 1 Consumo de potencia de la etapa de control M XIMA DISIPACI N DE POTENCIA MC68HC908SR12 500 mW LM629 605 mW MAX232 842 mW SFH6700 140 mw DISPOSITIVO ECG3101 250 mW S13R8 250 mW 7ALS10 40 mw 4836 600 mW AD637 108 mw el valor de 140 mW corresponde a los tres circuitos integrados SFH6700 que intervienen en la etapa de control el valor de 600 mW corresponde a los cuatro circuitos integrados 4N36 referidos a la etapa de control Fuente Dise o de los autores La potencia que el motor requiere la entrega el puente H LMD18200 Si el motor en alg n caso extremo eje bloqueado devanados del motor en corto requiere corrientes muy elevadas el LMD18200 tiene unas protecciones hasta de 10 A que garantizan que la fuente de alimentaci n no se vea alterada B sicamente la fuente de alimentaci n de 5 V que se encuentra referenciada a la etapa de potencia disipa 220 mW debido a los optoaisladores SFH6700 600 mW que consumen los 4n36 y 100 mW por los rel s de accionamiento de los interruptores Se tiene que la potencia que consume la carga de esta fuente es del orden de 920 mW valor que el regulador LM7805 maneja f cilmente Esta potencia de 920 mW la debe entregar la fuente de 24 V
264. ultimate goal of tuning the PID filter is to critically damp the motor control system provide optimum tracking and settling time As shown in Figure 7 the response of the PID filter is the sum of three terms a proportional term an integral term and a derivative term Five variables shape this response These five variables include the three gain coefficients kp and the integration limit coefficient i and the derivative sampling coefficient Tuning the filter equates to deter mining values for these variable coefficients values that critically damp the control system Filter coefficients are best determined with a two step experi mental approach In the first step the values of k k and kg along with i and d are systematically varied until reason ably good response characteristics are obtained Manual and visual methods are used to evaluate the effect of each coefficient on system behavior In the second step an oscil loscope trace of the system step response provides detailed information on system damping and the filter coefficients determined in step one are modified to critically damp the system Note In step one adjustments to filter coefficient values are inherently coarse while in step two adjustments are inherently fine Due to this coarse fine nature steps one and two complement each other and the two step approach is presented as the best tuning method The PID filter can be tuned wit
265. unicaci n con el PC el sistema f sico se resetea y cualquier operaci n en curso se suspender La suspensi n voluntaria del operador desde la aplicaci n de la consola virtual se realiza a trav s de los botones stop o Suspender Cuando se finaliza la prueba la consola virtual emite un mensaje para que el operador decida si guardar o no los datos recaudados en la ejecuci n anterior 3 MODO MANUAL El modo manual dentro de la consola virtual consiste en una ubicaci n directa del eje en una posici n determinada por el usuario a trav s del movimiento del control de perilla discriminado con el n mero 2 en el rea 2 ver figura 1 2 Usando este control el operador puede generar variaciones seg n su parecer o valores nicos de tensi n a los que se quiere someter un objeto a prueba dentro de las prestaciones que ofrece el equipo 3 1 DESCRIPCI N Figura 3 1 Control de posici n En la figura 3 1 se observa el control que indica la tensi n en vaci de la posici n en la que se ubica el eje del autotransformador Esta posici n puede ser variada por el operador y el sistema f sico corregir la posici n para ubicarse seg n la orden referida 20 Para entrar en modo manual se debe activar la casilla de verificaci n del modo ubicado en el rea 3 esto iniciar el modo manual y la pantalla principal mostrar el mensaje Modo Manual Una vez activo el modo de operaci n el sistema cargar l
266. uridad en el Laboratorio de Alta Tensi n de la UIS Bucaramanga 2003 103p Trabajo de grado Ingeniero Electricista 2003 107p Universidad Industrial de Santander Facultad de Ciencias Fisicomec nicas Escuela de Ingenier as El ctrica Electr nica y Telecomunicaciones GONZ LEZ Sergio A ROJAS Ricardo Automatizaci n consola Automatizaci n de la consola de Corriente Alterna para el laboratorio de Alta Tensi n Bucaramanga 1996 97p Trabajo de grado Ingeniero Electricista 2003 107p Universidad Industrial de Santander Facultad de Ciencias Escuela de Ingenier as El ctrica Electr nica y Telecomunicaciones VILA CASADO Ra l Medici n de perdidas corona y nivel de interferencia en l neas cortas enmalladas Bucaramanga 2003 211p Trabajo de grado Mag ster en potencia el ctrica Universidad Industrial de Santander Facultad de Ciencias Fisicomec nicas Escuela de Ingenier as El ctrica Electr nica y Telecomunicaciones Maestr a en Potencia El ctrica 110 RUGELES J Julio Conferencias Conceptos b sicos en t cnicas de alta tensi n Segunda edici n publicaci n UIS Bucaramanga 1991 70p BURR BROWN CORPORATION 150122 Precision Lowest Cost ISOLATION AMPLIFIER USA 1993 15p http www pci card com iso122p pdf NATIONAL SEMICONDUCTOR CORPORATION LMD18200 3A 55V H BRIDGE USA Diciembre 1999 13p http www national com ds LM LMD18200 pdf NA
267. urrent and complete All products are sold subject to Tl s terms and conditions of sale supplied at the time of order acknowledgment TI warrants performance of its hardware products to the specifications applicable at the time of sale in accordance with Tl s standard warranty Testing and other quality control techniques are used to the extent TI deems necessary to support this warranty Except where mandated by government requirements testing of all parameters of each product is not necessarily performed Tl assumes no liability for applications assistance or customer product design Customers are responsible for their products and applications using Tl components To minimize the risks associated with customer products and applications customers should provide adequate design and operating safeguards TI does not warrant or represent that any license either express or implied is granted under any TI patent right copyright mask work right or other Tl intellectual property right relating to any combination machine or process in which TI products or services are used Information published by TI regarding third party products or services does not constitute a license from TI to use such products or services or a warranty or endorsement thereof Use of such information may require a license from a third party under the patents or other intellectual property of the third party or a license from TI under the patents or other intellectual property
268. usy bit Check Module Acceleration is loaded in two data words These two bytes are the high data word In this case the acceleration is 1 0 rev sec Busy bit Check Module acceleration data word low S js Busy bit Check Module Velocity is loaded in two data words These two bytes are the high data word In this case velocity is 2 0 rev s Busy bit Check Module velocity data word low Busy bit Check Module Start motion control Busy bit Check Module 1F LTRJ This command initiates loading the trajectory parameters input buffers Busy bit Check Module These two bytes are the trajectory control word A 18 hex HB programs forward direction velocity mode operation A OC hex LB indicates only velocity will be loaded and it will be a relative value Busy bit Check Module Velocity is loaded in two data words These two bytes are the high data word In this case velocity is 2 0 rev s Because this is a relative value the current velocity will be increased by 2 0 rev s The resultant velocity will be 4 0 rev s Busy bit Check Module 0 HB velocity data word low 4A LB This wait represents the host processor waiting for an LM628 breakpoint interrupt Start motion control Busy bit Check Module Reset interrupts Busy bit Check Module Xx HB don t care 00 LB Zeros in bits one through six reset all interrupts Busy bit Check Module This command initiates loading an ab
269. ut Pin 27 results in setting the following data items to zero filter coefficients and their input buffers trajectory parameters and their input buffers and the motor control output A zero motor control output is a half scale offset binary code 80 hex for the 8 bit output mode 800 hex for 12 bit mode During reset the DAC port outputs 800 hex to zero a 12 bit DAC and reverts to 80 hex to zero an 8 bit DAC The command also clears five of the six interrupt masks only the SBPA SBPR interrupt is masked sets the output port size to 8 bits and defines the current absolute position as home Reset which may be executed at any time will be completed in less than 1 5 ms Also see commands PORT8 and PORT12 PORT8 COMMAND SET OUTPUT PORT SIZE TO 8 BITS Command Code 05 Hex Data Bytes None Executable During Motion Not Applicable The default output port size of the LM628 is 8 bits so the PORT8 command need not be executed when using an 8 bit DAC This command must not be executed when using a 12 bit converter it will result in erratic unpredictable motor behavior The 8 bit output port size is the required selection when using the LM629 the PWM output version of the LM628 PORT12 COMMAND SET OUTPUT PORT SIZE TO 12 BITS Command Code 06 Hex Data Bytes None Executable During Motion Not Applicable When a 12 bit DAC is used command PORT12 should be issued very early in the initialization process Because use of this
270. ut Timing Theory of Operation INTRODUCTION The typical system block diagram See Figure 1 illustrates a servo system built using the LM628 The host processor communicates with the LM628 through an I O port to facili tate programming a trapezoidal velocity profile and a digital compensation filter The DAC output interfaces to an exter nal digital to analog converter to produce the signal that is power amplified and applied to the motor An incremental encoder provides feedback for closing the position servo loop The trapezoidal velocity profile generator calculates the required trajectory for either position or velocity mode of operation In operation the LM628 subtracts the actual po sition feedback position from the desired position profile generator position and the resulting position error is pro cessed by the digital filter to drive the motor to the desired position Table 1 provides a brief summary of specifications offered by the LM628 LM629 POSITION FEEDBACK INTERFACE The LM628 interfaces to a motor via an incremental encoder Three inputs are provided two quadrature signal inputs and an index pulse input The quadrature signals are used to keep track of the absolute position of the motor Each time a logic transition occurs at one of the quadrature inputs the LM628 internal position register is incremented or decre mented accordingly This provides four times the resolution over the number of lines provided by t
271. y debido a costos de importaci n no se desarroll una fuente de alimentaci n conmutada En cambio los dispositivos de la fuente de alimentaci n lineal que se implement se encuentran todos en el mercado local a un costo moderado Esta fuente debe estar en capacidad de entregar una corriente de 3 A debido a la corriente de arranque que el motor exige Utiliza el circuito integrado LM350K el cual permite variar la tensi n de salida entre 1 2 y 33 V con corrientes hasta 3 A con s lo variar el valor de una resistencia R2 En la figura 2 14 se puede apreciar el diseno de la fuente de alimentaci n junto con la descripci n de sus componentes U1 Circuito Integrado LM350K ECG970 D1 Puente rectificador KBU4B o similar que pueda manejar corrientes mayoresa 3A D2 D3 y D4 Diodos 1N4007 35 Figura 2 14 Fuente de alimentaci n del puente H LMD18200 D2 1N4007 D4 1N4007 Fuente Diseno de los autores C1 Condensador electrol tico filtro 4700 50 V C2 Condensador electrol tico filtro uF 50 V C3 Condensador electrol tico filtro 25 uF 50 V R1 Resistencia de 1kQ 1 W R2 Potenci metro 5 kQ lineal R3 Resistencia de 2200 1 W 2 12 DESCRIPCI N DEL HARDWARE DEL SISTEMA DE CONTROL A continuaci n se describe el resultado final del dise o del sistema de control se muestran los diagramas esquem ticos de la etapa de control y la etapa de potencia y se realiza un c lculo a

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