Микропроцессорное устройство управления скоростью и нагружением обкаточного испытательного стенда

При реализации в системе релейных токовых контуров АКЗ управляется от источника тока, переменными режима в этом случае становятся токи статора и уравнения (2.16) принимают вид:

, ,(2.17)

,

.

Если в качестве базового вектора принять вектор тока статора и совместить его с осью x системы координат, то система уравнений (2.17) перепишется в виде:

,

, (2.18)

,

.

Структура АКЗ, построенная по уравнениям (2.18) представлена на рисунке 2.7. В этой структуре ток статора и частота, являясь переменными режима, могут изменяться независимо друг от друга.

Математическое описание АКЗ во вращающейся системе координат, совмещенной с вектором тока - является основой для синтеза асинхронных систем с частотно - токовыми способами управления.



Рисунок 2.7 - Структура асинхронной машины с короткозамкнутым ротором при питании от источника тока с базовым вектором тока статора

Если за базовый вектор принять вектор потокосцепления ротора и совместить вектор с осью x вращающейся системы координат, то в уравнениях (2.15) следует принять .

Тогда при питании статорных обмоток от источника напряжения получим:

,

, (2.19)

,

,

.

Существенной особенностью этой математической модели является то обстоятельство, что угловая скорость вращения системы координат зависит от значений переменных состояния машины и определяется из четвертого уравнения системы (2.19).

(2.20)

Структура АКЗ во вращающейся системе координат совмещенной с потокосцеплением ротора и управлением от источников напряжения показана на рисунке 2.8.

Рисунок 2.8 - Структурная схема асинхронной машины с короткозамкнутым ротором во вращающейся системе координат при питании от источника напряжения с базовым вектором потокосцепления ротора

При питании статорных обмоток от источников тока уравнения (2.19) преобразуются к виду:

,

, (2.21)

,

.

Структура АКЗ во вращающейся системе координат совмещенной с потокосцеплением ротора и управлением от источников тока показана на рисунке 2.9.

Рисунок 2.9 - Структурная схема асинхронной машины с короткозамкнутым ротором во вращающейся системе координат при питании от источника тока с базовым вектором потокосцепления ротора

Можно заметить, что при постоянном сигнале электромагнитный момент машины определится только составляющей тока статора . В этом случае структура АКЗ повторяет структуру двигателя постоянного тока при управлении по цепи якоря.

Математическое описание АКЗ во вращающейся системе координат совмещенной с потокосцеплением ротора, как при питании АКЗ от источника напряжения, так и при питании АКЗ от источника тока, является основой для синтеза асинхронных систем с векторным управлением.

2.4 Структурные модели замкнутых асинхронных систем с векторным управлением

Математическое описание и структурная схема АКЗ при его питании от источника напряжения для случая, когда базовым вектором является вектор потокосцепления ротора, приведены выше (уравнения 2.19, 2.20, рисунок 2.8). В этом случае, как это видно из структурной схемы (рисунок 2.8), АКЗ, как объект управления, имеет два взаимосвязанных канала. Канал по составляющей x, определяющий потокосцепление ротора и канал по составляющей y, определяющий составляющую тока . Если организовать управление так, чтобы на выходе канала x поддерживать постоянный сигнал, то потокосцепление ротора будет постоянным, а сигнал в канале y будет определять момент. В этом случае структурная схема АКЗ повторяет структурную схему ДПТ. Для такой реализации необходимо в канале x синтезировать регулятор потокосцепления, на входе которого поддерживать постоянный сигнал, а в канале y синтезировать регуляторы тока и скорости.

Структурная схема замкнутой частотной системы с векторным управлением показана на рисунке 2.10.



Рисунок 2.10 - Структурная схема замкнутой асинхронной системы с векторным управлением

В канале регулирования потокосцепления ротора, как правило, , поэтому в качестве регулятора потокосцепления целесообразно выбрать ПИ - регулятор с передаточной функцией , тогда для реализации в этом канале оптимума по модулю коэффициент усиления регулятора рассчитывается из условия:

(2.22)

Рассчитанный таким образом ПИ - регулятор компенсирует перекрестные связи в канале x.

Для компенсации влияния перекрестных связей в канале y следует также выбрать ПИ -регулятор с передаточной функцией .

Тогда передаточная функция замкнутого токового контура в канале y будет равна:

при . (2.23)

При компенсированных перекрестных связях канал y, отвечающий за момент, полностью аналогичен системе постоянного тока. Для придания этой системе астатизма по скорости необходимо выбрать ПИ - регулятор скорости с передаточной функцией

(2.24)

Тогда передаточная функция системы по возмущению будет равна

при (2.25)

Провал скорости при приложении момента определится из выражения:

, (2.26)

что может быть определяющим в выборе коэффициента усиления регулятора скорости.

Модель асинхронной мехатронной системы вместе с регуляторами скорости и потока, рассчитанными в соответствии с вышеизложенным представлена на рисунке 2.11.

Рисунок 2.11- Модель асинхронной векторной системы

На рисунках 2.12, 2.13 показаны результаты моделирования системы при различных сигналах управления.

Рисунок 2.12 - Переходные процессы при сигнале управления w = 120 рад/с



Рисунок 2.13 - Переходные процессы при изменении сигнала управления w = 60 рад/с и w = 150 рад/с

2.5 Выводы по главе

В данной главе приведено математическое обоснование асинхронного электродвигателя. Исследовано на моделях поведение АКЗ при анализе в различных системах координат (неподвижная, вращающаяся), а так же при питании от источников напряжения и тока.

Была построена и промоделирована математическая модель замкнутой асинхронной системы с векторным управлением, при питании от источника напряжения и различных управляющих сигналах. В математическую модель изначально заложены все необходимые преобразования:

· преобразование системы координат;

· ориентация системы координат по оси потокосцепления ротора;

Таким образом, рассмотрев модель векторного управления, можно сделать вывод, что данный способ управления полностью удовлетворяет требованиям системы регулирования асинхронного электродвигателя, отвечающего за управление скоростью вращения пневматической шины: плавный пуск, останов и высокую точность регулирования скорости вращения двигателя.

3. ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ И ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ УСТРОЙСТВ УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ И НАГРУЖЕНИЕМ

3.1 Структурная схема системы управления стендом

Для данного стенда динамических испытаний пневматических шин предлагается следующая структурная схема управления скоростью и нагружением.

Структурная схема управления скоростью и нагружением стенда ускоренных испытаний изображена на рисунке 3.1.

Рисунок 3.1 - Структурная схема управления скоростью и нагружением стенда ускоренных испытаний

На рисунке 3.1 изображены следующие функциональные блоки:

1 - блок силового воздействия на испытываемую пневматическую шину, приводимый во вращательное движение, за счет силы трения. Линейное перемещение осуществляется с помощью кривошипно-шатунного механизма через редуктор шагового двигателя;

2 - барабан для испытываемой пневматической шины;

АД1 - Асинхронный двигатель, управляющий скоростью вращения пневматической шины;

АД2 - Асинхронный двигатель, управляющий скоростной ударной нагрузкой на исследуемую шину.

ШД - Шаговый двигатель, управляющий силовой нагрузкой блока 1;

РД - Редуктор;

МК1, МК2 и МК3 - микроконтроллеры управляющие АД1, АД2 и ШГ по выбранным законам управления.

ЭВМ - пульт задания режимов испытаний, программно-реализованный на персональном компьютере.

3.2 Функциональная схема управления скоростью

Следует отметить, что функциональные схемы устройств управления скоростью вращения АД1 и АД2 идентичны. Поэтому в дальнейшем будет рассмотрена схема управления асинхронным двигателем мощностью 15КВт (АД1), управляющим обкаточным барабаном 2. Для получения наилучших характеристик скорости вместо зубчатой передачи предлагается прямое соединение вала двигателя с обкаточным барабаном. Для управления скоростью вращения АД2 предлагается принципиальная схема, разработанная для управления АД1. Мощность асинхронного двигателя АД2 составляет 3КВт, поэтому в принципиальной схеме присутствует запас по мощности, пусковым и рабочим токам. Это позволяет оставить запас на дальнейшую модернизацию данного стенда, путем внедрения более мощного двигателя, вплоть до 15КВт. Для этого достаточно просто изменить константы, отвечающие за характеристики двигателя и параметры ПИД регуляторов в управляющей программе микроконтроллера (МК2).

Для реализации поставленных задач управления скоростью функциональная схема устройства выглядит следующим образом:

Рисунок 3.2 - Функциональная схема системы управления скоростью вращения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

На рисунке 3.2 приведена функциональная схема системы управления скоростью вращения АКЗ, где представлены следующие блоки: PC - ЭВМ; RS232 - драйвер протокола передачи данных RS232; МК1(МК2) - специализированный микроконтроллер для управления двигателями; ГР - гальваническая развязка; трехфазный инвертор напряжения, построенный на IGBT-транзисторах; АКЗ - асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором; ДТ - датчики тока фазы А и B; ДС - датчик угловой скорости вращения (энкодер), установленный на валу двигателя.

Сигнал о требуемой скорости вращения через интерфейс RS232 поступают в микроконтроллер, который выполняет все необходимые преобразования для векторного управления. Частота вращения согласно техническому заданию находится в пределах 1000 - 6000 об/мин. Сигнал об аварийном отключении поступает от микроконтроллера управляющего нагружением.

У привода стенда с микроконтроллером есть обратная связь, в виде датчиков угловой скорости и датчиков тока фаз A и B.

3.3 Принципиальная схема устройства управления скоростью

3.3.1 Выбор измерительных датчиков для системы управления скоростью

В данном дипломной проекте для получения информации о значениях токов фаз используются датчики на эффекте Холла фирмы Honeywell. Из множества существующих методов измерения тока, только три из них объединяет низкая стоимость и массовое производство: резистивный, на основе токового трансформатора и на основе эффекта Холла. Другие методы находят применение лишь в дорогостоящем лабораторном оборудовании.

Резистивный метод с использованием токового шунта является очень распространенным и недорогим. Однако ему свойственны два недостатка: поглощение мощности и, соответственно, нагрев и отсутствие электрической изоляции. Вместе с этим индуктивность большинства мощных резисторов ограничивает частотный диапазон. Низко индуктивные мощные шунты для ВЧ-приложений более дорогие, но и позволяют работать в диапазоне выше 500 кГц.

Датчики тока на эффекте Холла (открытого типа и компенсационные), представляют наиболее интересную группу распространенных на сегодняшний день устройств измерения тока. К их главным достоинствам следует отнести отсутствие вносимых с систему потерь мощности (и как следствие, выделение теплоты), хорошую электрическую изоляцию, широкий диапазон частот и возможность измерения постоянных токов. Недостатком, по сравнению с вышерассмотренными методами, является необходимость внешнего источника питания.

Токовые трансформаторы применяются только в случае измерения переменных токов. Большинство недорогих токовых трансформаторов работают в очень узком диапазоне частот и не способны измерять постоянный ток. Широкополосные же трансформаторы превосходят по стоимости датчики тока на эффекте Холла и резистивные. Однако, токовые трансформаторы не вносят потерь, не требуют питания и не имеют напряжения смещения.

Компания Honeywell выпускает широкую линейку датчиков тока на эффекте Холла следующих типов:

· датчики тока линейные с выходом по напряжению

· датчики тока линейные компенсационные с токовым выходом

· датчики тока с логическим выходом

· датчики тока с разборным магнитопроводом не требующие питания

Линейные датчики тока на основе эффекта Холла компании Honeywell позволяют решить множество задач в области силовой электроники, которые связаны с созданием систем обратной связи в электроприводном оборудовании для управления и защиты, а также измерении и контроле постоянного, переменного и импульсного токов в широких пределах с высокой точностью. Эти датчики имеют ряд неоспоримых преимуществ по отношению к резистивным (шунтовым) датчикам тока и токовым трансформаторным. Главные достоинства датчиков Honeywell это - широкий диапазон измеряемых токов (5А - 1200А), гальваническая изоляция с контролируемым проводником, отсутствие вносимых с систему потерь мощности (и как следствие выделение теплоты), хорошая электрическая изоляция на пробой (до 7,5 кВ), широкий диапазон частот (0 - 100 kГц и более) и возможность измерения постоянных токов.

В данном дипломном проекте применим датчик тока с разборным магнитопроводом, не требующий питания - модель CSNZ-922.

Датчик CSNZ-922 имеет следующие характеристики:

высокоточный калиброванный линейный трехдиапазонный (0...30A, 0...60A, 0...120A) датчик тока для систем электропривода; диапазоны выбираются пользователем с помощью переключателя на корпусе; максимальный ток первичной шины 250А; выход по напряжению 0 - 5.0В; Питания не требует. Применение: электропривод и мониторинг состояния непосредственных нагрузок. Спецификация указана в таблице 3.1

Таблица 3.1 - спецификация датчика тока CSNZ-922

Характеристика	Параметры
Диапазон измерения	0А до 30А, 60А, 120А
Выходной сигнал	0В до 5В
Точность	±2%
Напряжение питания	Не требуется
Частота	50Гц
Температурный диапазон	-15 °С до 60 °С
Время ответа	2с
Размеры (длина Ч ширана Ч высота)	74 мм Ч 66 мм Ч 26 мм
Диаметр датчика (длина Ч ширина)	28 мм Ч 23 мм

Внешний вид датчика приведен на рисунке 3.3.

Зависимость выходного сигнала от измеряемой величины тока показана на рисунке 3.4.



Рисунок 3.3 - Датчик тока фирмы Honewell

Рисунок 3.4 - Зависимость выходного напряжения от измерения тока

В качестве датчика угловой скорости используется инкрементальный энкодер E3 фирмы US DIGITAL. Инкрементальные энкодеры предназначены для определения скорости вращения различных валов. Оси вала и энкодера соединяют механически либо при помощи гибкой переходной муфты, либо при помощи жесткой втулки, либо энкодер сажают непосредственно на вал, если ось энкодера полая. В первом случае корпус энкодера жестко соединяют с корпусом механизма, а несоосность и биения компенсируются деформацией гибкой втулки. В двух других случаях при помощи штифта корпуса энкодера и механизма фиксируют от проворачивания друг относительно друга. Внутри энкодера жестко с валом закреплен стеклянный диск с темными рисками. Источник света и фотоприемник расположены по разные стороны от диска. Количество света, приходящего на фотоприемник, меняется в зависимости от положения рисок. Электронная плата преобразует сигнал с фотоприемника в дискретный выходной сигнал. Количество импульсов сигнала на один оборот вала совпадает с количеством рисок на диске инкрементального энкодера. Энкодеры с питанием 5В имеют изолированные друг от друга выходы, а уровни сигналов совместимы с TTL.

Энкодер E3 имеет следующие свойства:

· Быстрота, легкость сборки и разборки;

· малые габариты;

· 64 - 2500 тактов за оборот (CPR);

· 256 - 10.000 импульсов за оборот (PPR);

· 2 канала квадратурных ТТЛ-совместимых выхода;

· дополнительный индекс (3-й канал, единичный импульс за оборот);

· рабочая температура от -40 °С до +100 °С.

Максимальное число оборотов в минуту при различных значениях CPR:

CPR = 2500, максимальные об/мин = 2400;

CPR = 1000, максимальные об/мин = 6000;

CPR = 64, максимальные об/мин = 60000.

Внешний вид данного энкодера представлен на рисунке 3.5.

Данный энкодер имеет 5 выводов, представленных в таблице 3.2.

Таблица 3.2 - Выводы энкодера E3

1	Ground
2	Index
3	A channel
4	+5 Vdc
5	B channel

Рисунок 3.5 - Внешний вид датчика угловой скорости

Компания Microchip рекомендует использовать со своими микроконтроллерами энкодеры фирмы U.S. Digital. В данном дипломном проекте выберем модель E3-1000-1000-IHT (СPR = 1000).

3.3.2 Выбор микроконтроллера для реализации векторного управления АД

Для создания гибкой системы управления микроконтроллер (микропроцессор) должен содержать:

· модуль управления электроприводами (3…6 каналов ШИМ) с блоком Dead-Band, защищающим силовые полупроводники путем исключения протекания сквозных токов при переключении;

· таймер, работающий в «квадратурном» режиме, для приема сигналов от датчика положения (энкодера);

Для реализации векторного управления необходимо, чтобы АЦП имел как минимум два независимых (не мультиплексированных) канала для измерения токов в фазах АД.

Таким образом, полноценные системы векторного управления приводами переменного тока требуют для своей реализации высокопроизводительный микроконтроллер с широким набором перечисленных выше встроенных периферийных устройств, допускающих совместную работу и требующих от центрального процессора минимальных ресурсов на свое обслуживание.[6]

Всем пунктам удовлетворяет микроконтроллер фирмы Microchip - dsPIC30F2010.

Компания Microchip с 2004 года начала выпуск нового семейства 16-ти разрядных Flash микроконтроллеров с поддержкой команд цифровой обработки сигналов dsPIC30F. Высокое быстродействие в 30 MIPS (миллионов операций в секунду) и эффективная система команд позволяет использовать контроллеры в сложных системах реального времени.

Ядро dsPIC30F построено по 16-ти разрядной модифицированной Гарвардской архитектуре с расширенной системой команд, включающей специфические команды поддержки цифровой обработки сигналов (DSP). Инструкции процессорного ядра являются 24-разрядными и выполняются за один машинный цикл (4 периода тактовой частоты), за исключением команд деления, переходов, команд пересылки данных из регистра в регистр и табличных команд. Разрядность программного счетчика (24 бита) позволяет адресовать до 4М слов программной памяти (4М*24бит).

В ядро включена аппаратная поддержка циклов типа DO и REPEAT, выполнение которых не требует дополнительных издержек программной памяти и времени на анализ условий окончания. В то же время эти циклы могут быть прерваны событиями прерывания в любой момент.

Число рабочих регистров увеличено до 16 (W0…W15), каждый регистр массива может выступать как данные, адрес или смещение адреса. Один из рабочих регистров (W15) выполняет функции программного указателя стека для прерываний и вызовов подпрограмм.

В системе команд ядра dsPIC30F присутствуют два класса команд: микроконтроллерные инструкции (MCU) и команды цифровой обработки сигналов (DSP). Оба этих класса равноправно интегрированы в архитектуру контроллера и обрабатываются одним ядром. В контроллерах dsPIC поддерживаются различные типы адресации, а система команд оптимизирована для получения максимальной эффективности при программировании на языке высокого уровня Си.

Помимо обычных модулей широтно-импульсной модуляции (ШИМ) в контроллерах dsPIC существуют специализированные модули, которые призваны облегчить формирование многоканальных синхронизированных импульсов ШИМ для систем управления электроприводом и преобразователей мощности. С помощью специализированного модуля MCPWM (MCPWM - ШИМ для управления приводом) можно управлять следующими устройствами:

· 3-х фазными индукционными двигателями переменного тока (ACIM);

· 3-фазными шаговыми двигателями с реактивным ротором, вентильными реактивными электродвигателями (Switched Reluctance (SR) Motor);

· бесколлекторными двигателями постоянного тока (BLDC);

· бесперебойными источниками питания (UPS).

Модули MCPWM имеют следующие особенности:

· два вывода на каждый MCPWM-генератор.

· Комплементарное или независимое управление для каждой пары выходов.

· Аппаратная реализация «мертвого времени» для комплементарного режима.

· Программируемая полярность выходных импульсов.

Множество режимов формирования выходных импульсов:

а) ШИМ с выравниванием по фронту;

б) центрированная ШИМ;

в) центрированная ШИМ с двойным обновлением;

г) режим одиночного импульса.

Аппаратный вход аварийной ошибки драйвера (FAULT) с программируемой функцией. Возможность синхронизации измерений АЦП с формируемой ШИМ. Возможность индивидуального разрешения каждого выхода ШИМ.

В dsPIC30F возможно два варианта MCPWM модуля в зависимости от типа контроллера. Модуль с 8-и канальной ШИМ обычно присутствует в контроллерах с 64 или более выводами. Модуль MCPWM с 6-ю каналами реализован в устройствах с меньшим числом выводов.

MCPWM модуль с 6 выводами используется в одно- и трех- фазных приложениях управления мощностью, в то время как модуль с 8-и канальным ШИМ может управлять четырехфазными двигателями.

Микроконтроллеры dsPIC30F делятся на три семейства: контроллеры общего назначения, контроллеры для систем управления приводом и контроллеры для обработки сигналов датчиков.[18]

Цоколевка микроконтроллера dsPIC30F2010 представлена на рисунке 3.6.

Рисунок 3.6 - Цоколевка микроконтроллера dsPIC30F2010

Для формирования тактового сигнала микроконтроллера предусмотрен внутренний генератор. Тактовый сигнал необходим для выполнения инструкций микроконтроллера и работы периферийных модулей. Внутренний машинный цикл микроконтроллера состоит из четырех периодов тактового сигнала.

В данной системе управления в микроконтроллере используется режим XT, который используется для приложений со средней частотой тактового генератора. Данный режим предполагает использование внешнего кварцевого резонатора.

Чтобы обеспечить заданную частоту был выбран кварцевый резонатор с параллельным резонансом типа KX-3HT, который имеет частоту основной гармоники 7.3728MHz МГц.

Чем больше ёмкость конденсаторов С1 и С2, тем стабильнее генератор, но с повышением ёмкости увеличивается время запуска генератора, т.е. выхода колебаний на главную последовательность.

Для ожидания запуска генератора используется специальный таймер запуска генератора (OST - Oscillator Startup Timer), который обеспечивает задержку в 1024 такта генератора (вход OSC1).

Рекомендуемые значения емкостей конденсаторов C1 и C2 для режима XT находятся в диапазоне 15…68пФ. Поскольку важна стабильность генератора, то значения емкостей C1 и C2 будут равны 68 пФ. Схема синхронизации изображена на рисунке 3.7.

Рисунок 3.7 - Схема синхронизации микроконтроллера

3.3.3 Разработка блока последовательного канала связи

В проектируемой системе управления для связи с внешним устройством используется последовательный интерфейс RS232. Роль приемопередатчика используется встроенный в микроконтроллер модуль UART. Для формирования уровней сигналов соответствующих интерфейсу RS232 используется преобразователь уровней MAX232A. Схема его включения приведена на рисунке 3.8.

Рисунок 3.8 - Схема включения преобразователя уровней MAX232A

Подключение к внешнему устройству осуществляется через 9-штырьковый разъем DB-9.

Рисунок 3.9 - 9-контактный (DB9) разъем для подключения RS-232

Назначение сигналов следующее:

FG - защитное заземление (экран);

TxD - данные, передаваемые компьютером в последовательном коде (логика отрицательная);

RxD - данные, принимаемые компьютером в последовательном коде (логика отрицательная);

RTS - сигнал запроса передачи. Активен во все время передачи;

CTS - сигнал сброса (очистки) для передачи. Активен во все время передачи;

DSR - готовность данных. Используется для задания режима модема;

SG - сигнальное заземление, нулевой провод;

DCD - обнаружение несущей данных (детектирование принимаемого сигнала);

DTR - готовность выходных данных;

RI - индикатор вызова. Говорит о приеме модемом сигнала вызова по телефонной сети;

3.3.4 Схема управления трехфазным асинхронным двигателем

Для управления асинхронным двигателем воспользуемся следующей схемой:



Рисунок 3.10 - Схема управления трехфазным асинхронным электродвигателем

На рисунке 3.10 представлена схема управления трехфазным электродвигателем состоящая из следующих блоков: 1 - трехфазный выпрямитель напряжения; 2 - трехфазный инвертор напряжения построенный на IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistors) транзисторах.

Выпрямитель - устройство, предназначенное для преобразования переменного напряжения в постоянное. Основное свойство выпрямителя - сохранение направления протекания тока при изменении полярности входного напряжения. По количеству выпрямленных полуволн выпрямители делят на однополупериодные и двухполупериодные. По числу фаз силовой сети различают однофазные, двухфазные, трехфазные и шестифазные выпрямители. Принципиальная схема трехфазного выпрямителя представлена на рисунке 3.11.



Рисунок 3.11 - Трехфазный выпрямитель напряжения

Трехфазный выпрямитель построен по мостовой схеме (схема Ларионова), которая характеризуется минимальным количеством пульсаций и их вдвое большей частотой.

Для уменьшения пульсаций напряжения на выходе выпрямителя применен емкостной фильтр - конденсатор, включенный параллельно нагрузке.

Для выбора диодов VD1 - VD6 и конденсатора C9 необходимо учесть следующие параметры: Uобр - обратное напряжение (напряжение на выпрямительном элементе(вентиле) в непроводящую часть периода), Iмакс - максимальный ток проходящий через выпрямительный элемент (вентиль) в проводящую часть периода.

Для определения этих параметров воспользуемся следующими соотношениями[9]:

(3.1)

U = 380 В, а номинальный ток двигателя мощностью 15КВт составляет примерно 30А, тогда Uобр = 570В, Iмакс = 105А, C= 2.2 мкФ, Uc= 450В.

По рассчитанным параметрам выберем диоды VD1 .. VD6 - ДЧ261-320-12, конденсатор C7 - К50-29 2.4мкф, 450В.

Принципиальная схема трехфазного инвертора напряжения показана на рисунке 3.12.

Рисунок 3.12 - Трехфазный инвертор напряжения на IGBT-транзисторах

Инвертор напряжения состоит из 6 IGBT-транзисторов, шунтированных диодами обратного тока.

Биполярный транзистор с изолированным затвором (IGBT) - полностью управляемый полупроводниковый прибор, в основе которого трёхслойная структура. Его включение и выключение осуществляются подачей и снятием положительного напряжения между затвором и истоком.

В качестве IGBT-транзисторов VT1 - VT6 и диодов VD7 - VD12 будем использовать HGTG20N60B3D, электрические параметры которого указаны в таблице 3.3

Таблица 3.3 - Электрические параметры HGTG20N60B3D

Структура	n-канал c диодом
Максимальное напряжение кэ ,В	600
Максимальный ток кэ при 25 гр. С,A	40
Напряжение насыщения при номинальном токе, В	2.0
Управляющее напряжение, В	5.0
Мощность макс., Вт	165
Температурный диапазон, С	-40...150
Дополнительные опции	выдерживает 4мкс КЗ
Корпус	TO247AC

Регулирование выходного напряжения инвертора можно осуществить двумя способами: амплитудным за счет изменения входного напряжения Uв и широтно-импульсным (ШИМ) за счет изменения программы переключения вентилей VT1-VT6 при Uв = const. Второй способ получил распространение в современных преобразователях частоты благодаря развитию современной элементной базы (микропроцессоры, IBGT-транзисторы).

Переменное напряжение промышленной сети выпрямляется блоком выпрямительных диодов и фильтруется конденсатором большой емкости для минимизации пульсаций полученного напряжения. Это напряжение подается на мостовую схему, включающую шесть управляемых IGBT транзисторов с диодами включенными встречно параллельно для защиты транзисторов от пробоя напряжением обратной полярности, возникающем при работе с обмотками двигателя. За счет поочередного переключения вентилей VT1-VT6 по алгоритму, заданному системой управления, постоянное входной напряжение Uв преобразуется в переменное прямоугольно-импульсное выходное напряжение.

Через управляемые ключи VT1-VT6 протекает активная составляющая тока асинхронного электродвигателя, через диоды D7-D12 - реактивная составляющая тока.

Регулирование выходной частоты и напряжения осуществляется в инверторе за счет высокочастотного широтно-импульсного управления (ШИМ).

Широтно-импульсное управление характеризуется периодом модуляции, внутри которого обмотка статора электродвигателя подключается поочередно к положительному и отрицательному полюсам выпрямителя. Длительность этих состояний внутри периода ШИМ модулируется по синусоидальному закону. При высоких (обычно 2…15 кГц) тактовых частотах ШИМ, в обмотках электродвигателя, вследствие их фильтрующих свойств, текут синусоидальные токи.

Таким образом, форма кривой выходного напряжения представляет собой высокочастотную двухполярную последовательность прямоугольных импульсов. Частота импульсов определяется частотой ШИМ, длительность (ширина) импульсов в течение периода выходной частоты автономного инвертора напряжения промодулирована по синусоидальному закону. Форма кривой выходного тока (тока в обмотках асинхронного электродвигателя) практически синусоидальна. Такое управление позволяет получить высокий КПД преобразователя и эквивалентно аналоговому управлению с помощью частоты и амплитуды напряжения.

Принцип широтно-импульсной модуляции приведен на рисунке 3.13.



Рисунок 3.13 - Принцип широтно-импульсной модуляции

В качестве гальванической развязки воспользуемся оптронами фирмы Kingbright - KB814, с электрическими параметрами, указанными в таблице 3.3.

Таблица 3.3 - электрические параметры оптрона KB814

Прямой ток Iпр, мА	50
Напряжение изоляции Uизо, В	5000
Допустимое напряжение на коллекторе Uк max, В	35

Фирма Kingbright выпускает аналоговые оптопары, оптроны имеющие высокие и стабильные параметры. Они широко используются в различных устройствах вычислительной техники, телекоммуникационного оборудования и бытовой техники

Принципиальная схема гальванической развязки инвертора и микроконтроллера показана на рисунке 3.14.

Принципиальная схема микропроцессорной системы векторного управления скоростью приведена в листе 5 графического материала.

Рисунок 3.14 - Схема гальванической развязки инвертора и микроконтроллера на оптронах

3.4 Функциональная схема устройства управления нагружением

Для реализации поставленных задач управления силовым нагружением функциональная схема устройства выглядит следующим образом:

Рисунок 3.15 - Функциональная схема системы управления нагружением испытываемой шины

На рисунке 3.15 приведена структурная схема системы управления нагружением испытываемой шины, где представлены следующие блоки: PC - ЭВМ; RS232 - драйвер протокола передачи данных RS232; МК3 - специализированный микроконтроллер для управления двигателями; драйвер шагового двигателя; ШД - шаговый двигатель; ДП - датчик начального положения; ДМ - датчик крутящего момента, установленный на валу двигателя.

Сигналы о требуемом угле поворота через интерфейс RS232 поступают в микроконтроллер, который вычисляет требуемое количество шагов и управляет драйвером двигателя. Угол поворота согласно техническому заданию находится в пределах 2 - 180°.

У привода стенда с микроконтроллером есть обратная связь, в виде датчика начального положения и датчика крутящего момента. В начале каждого испытания шаговый двигатель приходит в начальное положение, которое определяется по сигналу датчика. Аварийная ситуация (разрушение испытываемой шины) определяется резкому изменению сигнала с датчика крутящего момента, в сторону его увеличения.

3.5 Принципиальная схема устройства управления нагружением

3.5.1 Схема управления драйвером шагового двигателя

Так как согласно техническому заданию крутящий момент шагового двигателя должен составлять 25Нм, то будем использовать силовой двигатель серии FL110STH201-8004A (250 кгс х см, 1000Вт). Технические характеристики представлены в таблице 3.4, электрические в таблице 3.5.

Таблица 3.4 - Технические характеристики двигателя FL110STH201-8004A

Параметр	Величина
Величина полного шага, град	2
Погрешность углового шага, град	±0.09
Погрешность сопротивления обмоток двигателя, %	10
Погрешность индуктивности обмоток двигателя, %	20
Максимальное радиальное биение вала двигателя, мм	0.02
Максимальное осевое биение вала двигателя, мм	0.08
Максимальная допустимая осевая нагрузка на валу,Н	60
Максимальная допустимая радиальная нагрузка на валу, Н	220
Температурный диапазон эксплуатации	от минус 20oС до плюс 50oС

Таблица 3.5 - Электрические характеристики двигателя FL110STH201-8004A

Параметр	Величина
Рабочий ток/ фаза, А	8
Сопротивление/ фаза, Ом	0.67
Индуктивность/ фаза, мГн	12
Крутящий момент, кг*см	250
Число фаз	2
Момент инерции ротора, г*см2	16200
Длина, мм	201
Вес, кг	11.7

Для управления шаговым двигателем воспользуемся следующей схемой:

Рисунок 3.16 - Схема управления шаговым двигателем

В качестве драйвера шагового двигателя применен драйвер фирмы «Ай эМ Си Компьютерс» (imc Computers) ISD7050 High Performance Microstepping driver. ISD7050 изображен на рисунке 3.17.



Рисунок 3.17 - Драйвер шагового двигателя фирмы «IMC Computers» ISD7050

Драйвер ISD7050 предназначен для управления двухфазными вращательными или линейными шаговыми двигателями (ШД) с максимальным током в обмотке 8А.

Отличительная особенность данной разработки в том, что модуль ISD7050 обеспечивает высокую точность задания синусоидального тока в широком диапазоне скоростей вращения двигателей. Это позволяет повысить качество движения шагового привода, в особенности на высоких скоростях. Оригинальные алгоритмы управления режимами работы выходного силового моста позволили значительно уменьшить пульсации тока в нагрузке, что снижает потери в двигателе, уменьшает его нагрев. В особенности это важно для двигателей с малой индуктивностью обмоток. Модуль имеет возможность коррекции таблицы синусоиды фазных токов.[7]

Драйвер имеет два разъёма ввода/вывода:

XT1 - подключение сигналов управления и контроля;

XT2 - подключение питания и двигателя;

Назначение выводов разъема XT1 и XT2 приведено в таблицах 3.4 и 3.5 соответственно.

Таблица 3.4 - Назначение выводов разъема XT1

№	Функция	Описание
1	N/C	Не используется
2	Step Clock	По положительному фронту двигатель смещается на один шаг
3	Direction	Задаёт направление движения. Физическое направление движения зависит от подключения обмоток двигателя
4	Opto Supply	+5V, используется для питания гальванической развязки
5	Enable Input	Используется для разрешения выходных силовых мостов
6	Reset Input	Нулевой уровень сбрасывает драйвер
7	Fault output	выход сигнализирует о срабатывании защиты
8	On-Full Step Output	Указывает на то, что двигатель сместился на полный шаг

Таблица 3.5 - Назначение выводов разъема XT2

№	Функция	Описание
1	Reduction Adjust	Между этим выводом и выводом 2 устанавливается резистор, задающий ток покоя
2	Current Adjust	Между этим выводом и выводом 3 устанавливается резистор, задающий амплитуду тока в фазах двигателя
3	Ground	Вывод подключения напряжения питания
4	+V (+24 - +70В)	Вывод подключения напряжения питания
5	Phase /B	Фаза /B двигателя
6	Phase B	Фаза B двигателя
7	Phase /A	Фаза /А двигателя
8	Phase A	Фаза А двигателя

Общая схема подключения драйвера представлена на рисунке 3.18.



Рисунок 3.18 - Общая схема подключения драйвера ISD7050

Согласно руководству пользователя для ISD7050 резистор R2 следует выбрать номиналом 2850Ом. Резистор R1 выберем 10КОм, что будет соответствовать току покоя в 1.1А. Мощность резисторов следует выбирать не менее 0.125Вт.

Сигналы ENABLE и RESET являются асинхронными и могут устанавливаться в любое время. Время предустановки относительно сигналов STEP/DIR - 100 мкс. Минимальная длительность сигнала RESET - 350 нс.

Диаграмма работы драйвера представления на рисунке 3.19. Нулевой уровень на рисунке соответствует протеканию тока через оптрон. Перемещение на шаг осуществляется по положительному фронту сигнала STEP.

Рисунок 3.19 - Диаграмма работы драйвера ISD7050

Для управления драйвером выберем 8 разрядный микроконтроллер PIC16F873, представленный на рисунке 3.20.

Рисунок 3.20 - Цоколевка микроконтроллера PIC16F873

Схема синхронизации аналогична схеме синхронизации микроконтроллеров МК1 и МК2, за исключением того что используется кварцевый резонатор на 2MHz.

Последовательный канал связи устройства с компьютером через протокол RS232 организован через микросхему MAX232A. Обмен данными происходит так же как и в устройстве управления скоростью.

3.5.2 Выбор измерительных датчиков для управления нагружением

Для реализации системы управления нагружением необходимо применять следующие датчики:

· датчик крутящего момента АД1 - для определения аварийной ситуации, когда испытываемая шина разрушена и необходимо остановить испытания;

· датчик начального положения шагового двигателя - контроль положением двигателя;

· датчик линейного перемещения - соответствие выполненного перемещения заданному параметру.

На сегодняшний день измерение крутящего момента осуществляется с помощью тензометрических, оптических и индуктивных датчиков.

Из соображений распространенности, надежности и конечной стоимости будем использовать тензометрические датчики момента вращения.

Тензометрический датчик в качестве чувствительного элемента имеет мост из тензорезисторов. Тензодатчик может быть с выходом по напряжению и по току. Сигнал с тензодатчик поступает на измерительный усилитель (тензоусилитель) или систему сбора данных (тензостанцию) для последующего анализа. Они гарантируют точное и простое измерение момента, переданного от объекта с высокими частотами вращения.

В качестве требований предъявляемых к датчику выделим следующие:

- датчик должен измерять крутящий момент до 400 Нм;

Исходя из вышеперечисленных требований, был выбран тензометрический датчик серии 8652 известной немецкой фирмы Burster (рисунок 3.20). В соответствии с параметрами будем использовать модель 8652-Z004, рассчитанный на крутящий момент до 500 Нм и частоту вращения до 8000 об/мин.

Рисунок 3.20 - Тензометрический датчик серии 8652

Особенности датчиков крутящего момента серии 8652:

Измерительные диапазоны: от 0 ... ± 0.2 Нм до 0 ... ± 5000 Нм;

- Высокая линейность: 0.1 % от полной шкалы;

- Частота вращения до 50000 об/мин;

- Аналоговый выход 0 … 5В;

- Интегрированный измерительный усилитель;

- Измерение частоты вращения

- Типичное применение: испытательные стенды для двигателей, турбин и коробок передач, машиностроение, приводное оборудование, автомобильная промышленность.

Измерительная электроника установлена на валу. Она преобразует измеренные значения в цифровую форму с высокой нормой осуществления выборки и передает ее без контакта к статору. Там этот сигнал снова преобразуется в аналоговое напряжение и нормализуется. Для номинального вращающего момента М датчик выдает сигнал 0 … 5В. Питание, необходимое для электроники измерительного вала, передается индуктивно, без контакта. Контрольный вход может использоваться для проверки функции передачи сигнала крутящего момента.

Технические данные датчика:

- Потребляемый ток: 150 - 200 mA;

- Выходной сигнал при ± номинальном моменте (M), 1 и 2 измерительных диапазона: ± 5 В;

- Частота среза (-3дБ): 1 кГц;

- Внутреннее сопротивление (Выход): 10 Ом;

- Защита от короткого замыкания на землю;

- Сопротивление нагрузки: > 10 кОм;

- Электрическое подключение: разъем на 12 выводов (таблица 3.6).

Таблица 3.6 - Описание выводов датчика момента кручения

Функция	Вывод	Сигнал	описание
Питание	1 2	GND NC	выход земли для сигнала Ub
Выход момента	3	+Ua	0…+5В аналоговый сигнал
Выход момента	4	GND	выход земли для сигнала Ua
Питание	5	GND	выход земли для Kal/ N импульсов
Питание	6 7	+ Ub NC	+15В ... +30В, ток 150-200 мA
Импульсное измерение fвр	8 9	N NC	60 импульсов/ оборот
Калибровка	10	Kal	Выход: 0 V ... 2 V Входное сопротивление: 10 кОм
Экран	11, 12	NC	в датчике на корпусе

При установке датчика должны применяться соответствующие муфты, чтобы избежать воздействия на датчик недопустимых нагрузок в результате параллельного или углового смещения валов.

Применительно к датчикам фирмы Burster используются компенсационные муфты компании Rex Thomas.

Для датчика начального положения применим оптический датчик фирмы Honeywell HOA0963-T51, диод/транз щелевой. Щелевые ИК оптические датчики имеют разнесенные на определенном расстоянии друг от друга инфракрасный (ИК) излучатель и ИК приемник (фотодиод, фототранзистор, транзистор Дарлингтона), оптические оси которых направлены друг на друга. Расстояние между излучателем и приемником (щель в корпусе датчика) и составляет рабочую область датчика. В обычном рабочем режиме излучатель светит на фотоприемник, который поддерживает на выходе высокий ток. При появлении непрозрачного объекта в рабочей области датчика луч прерывается и ток на фотоприемнике падает. Если в качестве фотодетектора использован не фототранзистор, а интегрированный фотодетектор, то подключение датчика в рабочую схему значительно упрощается, поскольку он уже включает в себя фотодиод, усилитель, регулятор напряжения, триггер Шмидта и NPN транзистор с нагрузочным резистором. В результате, на выходе датчика снимается уже не ток, а цифровые уровни "1" или "0". Такие сигналы полностью совместимы с микросхемами TTL логики или микроконтроллерами. используют ИК излучение для определения положения, угла поворота и направления вращения объекта.

Общий вид датчика HOA0963-T51 представлен на рисунке 3.22.

Рисунок 3.22 - Общий вид датчика HOA0963-T51

Электрические характеристики датчика представлены в таблице 3.7.

Таблица 3.7 - Электрические характеристики HOA0963-T51

Параметр	Значение
Принцип работы датчика	прерывание луча
Конструкция корпуса	щелевой
Тип выходного сигнала	интегрир.фотодетектор
Выходной сигнал, В	0.4-2.4В
Рабочее расстояние, мм	3.18
Напряжение питания, В	5
Диапазон рабочих температур, °С	-40...70
Способ подключения	пайка в отверстие

Принцип использования с шаговым двигателем показан на рисунке 3.23.



Рисунок 3.23 - Принцип использования датчика положения с шаговым двигателем

На вал шагового двигателя устанавливается металлический диск (1) с одной прорезью, на уровне которой устанавливается датчик HOA0963-T51. Наличие сигнала с датчика свидетельствует о начальном положении двигателя. Ширина металлического диска, либо диска из другого непрозрачного материала должна составлять 2.5-3 мм.

В качестве датчика линейного перемещения применим датчик серии Micropulse BTL5-A11-M0275-K-K15 компании BALLUFF.

Измерители пути фирмы BALLUFF, благодаря прочному корпусу, оптимально подходят для измерения в диапазоне от 50 до 4000 мм при самых неблагоприятных условиях окружающей среды. По сравнению с традиционными измерительными системами, измерители пути компании BALLUFF обладают следующими основными преимуществами:

· нечувствительность к ударам, вибрациям, влиянию температур, загрязнению, влажности и помехам, создаваемыми различными полями;

· не изнашиваемость и отсутствие потребности в уходе благодаря бесконтактному принципу работы;

· наличие абсолютного выходного сигнала. Даже после прерывания напряжения, нет необходимости возвращаться в начальную точку;

· высокое разрешение;

Датчик имеет следующие параметры:

- аналоговый выход 0 - 10В;

- измеряемый путь 275мм ;

- питание +24В;

- разрешение системы ?0,1 мВ.

Принципиальная схема устройства управления нагружением представлена на листе 7 графического материала.

Для питания устройств управления скоростью и нагружением необходим источник постоянного напряжения с тремя цепями на 5В, 10В и 24В. Можно использовать готовый модульный блок питания MeanWell AD155B, который имеет три цепи питания 24В/8А, 5В/3А и 10В/1А, защиту от перегрузки, короткого замыкания, перенапряжения.

3.6 Выводы по главе

В данной главе были разработаны структурные, функциональные и принципиальные схемы устройств нагружения и управления скоростью.

Был произведен выбор и обоснование датчиков для измерения необходимых величин для реализации заданного закона управления двигателями (асинхронными и шаговым); выбор управляющих микроконтроллеров; реализация последовательного канала связи с управляющим компьютером.

Принципиальные схемы устройства управления скоростью вращения обкаточного барабана и устройства управления скоростной ударной нагрузкой идентичны, так как управления обоих систем заключается в реализации метода векторного управления асинхронным двигателем. Однако из-за того что мощность используемых двигателей различна, то в принципиальной схеме управления скоростной ударной нагрузкой присутствует запас по мощности, пусковым и рабочим токам. Это позволяет оставить запас на дальнейшую модернизацию данного стенда, путем внедрения более мощного двигателя, вплоть до 15КВт. Для этого достаточно просто изменить константы, отвечающие за характеристики двигателя и параметры ПИД регуляторов в управляющей программе микроконтроллера (МК2).

4. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ СТЕНДОМ

4.1 Программное обеспечение пульта управления стендом

Программное управление разработано при помощи среды разработки Borland C++ Builder 6. Borland C++ Builder 6 - выпущенное компанией Borland средство быстрой разработки приложений, позволяющее создавать приложения на языке C++, используя при этом среду разработки и библиотеку компонентов Delphi.

C++ Builder 6 предоставляет быстродействующий компилятор с языка C++, эффективный инкрементальный линкер и усовершенствованные средства отладки, как на уровне исходных инструкций, так и на уровне ассемблерных команд - в расчете удовлетворить высокие требования программистов-профессионалов.

Оптимизирующий 32-разрядный компилятор построен по оригинальной и проверенной адаптивной технологии, обеспечивающей исключительно надежную и быструю оптимизацию как длины выходного исполняемого кода, так и требуемой памяти. Проход предкомпиляции заголовков также значительно ускорен благодаря снижению объема оперативной памяти для хранения таблицы символов и эффективному доступу к ней. Это достигается кэшированием памяти взамен кэширования обменов с дисковыми накопителями, а также за счет использования таблицы модификации заголовков.

Инкрементальный линкер осуществляет быструю и надежную компоновку эффективной выполняемой программы с минимальными потерями времени. Данные объектных файлов сохраняются вместе с информацией отладчика. Автоматически исключается перекомпоновка не изменившихся объектных файлов и не используемых функций. Таким образом, при развитии и усложнении проекта продуктивность разработки сохраняется на высоком уровне.[3]

Разработанное программное обеспечение позволяет управлять микроконтроллерами через COM порт, при этом необходимо наличие на компьютере как минимум трех СОМ портов. Программа испытаний оформляется в виде таблицы, столбцы которой отвечают за соответствующие параметры. Передача новых параметров в микроконтроллеры производится через промежуток времени, указанный в столбце «время». Экранная форма разработанной программы изображена на рисунке 4.1.

Рисунок 4.1 - Экранная форма программного управления

Во время запуска программа осуществляет сканирование свободных портов и заполнение списков выбора.

Окно программы разбито на четыре секции: временные параметры, программа испытаний, задание параметров и запуск испытаний.

Секция временных параметров содержит:

- информацию о текущем времени, значение которого берется из ОС Windows;

- информацию о времени начала испытаний, установка значения происходит после нажатия кнопки «Начать испытания»;

- информацию о продолжительности испытаний - затраченное время от начала испытаний до текущего момента;

- информацию об оставшемся времени до изменения параметров испытаний, указанную в минутах;

- информация о времени окончания испытаний, установка значения происходит после нажатия кнопки «Остановить»;

Секция программы испытаний содержит информацию об этапах, оформленную в виде таблицы. Эти данные можно редактировать во время процесса испытаний, однако редактированию доступны только те данные, значения которых еще не отправлены в управляющие микроконтроллеры. При попытке ввода некорректной информации изменения отменяются.

Ввод данных осуществляется в секции задания параметров испытаний. Добавление параметров осуществляется нажатием кнопки «Ввод». Удаление строки происходит по нажатию кнопки «Очистить поле».

Секция запуска испытаний отвечает за настройку подключения устройств к компьютеру. Для каждого из устройств управления выбирается свой COM порт. При попытке задания неверного номера порта, или назначении одного и того же порта нескольким устройствам выдается сообщение об ошибке. Начать испытания невозможно, пока порты для работы не назначены. Экранная форма сообщения об ошибке представлена на рисунке 4.2.



Рисунок 4.2 - Экранная форма сообщения об ошибке назначения портов

Испытания начинаются по нажатию кнопки «Запуск испытаний».

Алгоритм работы после программы приведен на рисунке 4.3.

Прервать испытания можно кнопкой «Остановить», после чего в микроконтроллеры передаются нулевые значения параметров, которые обеспечивают остановку всех систем, и таблица испытаний очищается.



Рисунок 4.3 - Алгоритм работы программного управления

При открытии программы запускается таймер, который срабатывает каждую секунду. Обработчик события срабатывания таймера выполняет обновление времени и, при разрешенном флаге запуска испытаний, следит за временем, оставшимся до следующего шага испытаний. Алгоритм процедуры «Запуска таймера времени» приведен на рисунке 4.4. Каждую секунду таймер проверяет буфер приема COM-порта, отвечающего за обмен данными с устройством управления силовой нагрузкой, если он не пуст, то происходит остановка испытаний. В зависимости от принятой информации программа выдает сообщения об ошибке. Если в буфере константа «98» - ошибка линейного перемещения, заданное перемещение не соответствует выполненному, если «99» - испытываемый образец разрушен.



Рисунок 4.4 - Алгоритм процедуры «Запуск таймера времени»

Экранные формы сообщений об ошибках приведены на рисунке 4.5.

После нажатия кнопки «Запуск испытаний», программа пытается открыть выбранные порты. Если это не удается сделать, то выдается соответствующее сообщение (рисунок 4.2), при успешном открытии происходит инициализация устройств, формируется посылка константы «255» через COM-порт, соответствующего устройства, устанавливается флаг запуска таймера для проверки слова инициализации. Проверка буфера приема осуществляется через пол секунды, если буфер пуст или там находится число отличное от «255», то происходит отмена испытаний, и генерируются сообщения об ошибке (в зависимости от неисправного устройства). Экранные формы сообщений ошибки инициализации устройств, приведены на рисунке 4.5.

Рисунок 4.5 - Экранные формы сообщений ошибки инициализации устройств

Если принятая константа верна флаг начала испытания выставляется в «1», что приводит к выполнению соответствующей части программы в первом таймере. Параметры соответствующие шагу испытаний отправляются в микроконтроллеры, если не произошло остановки. Отправка последующих параметров происходит по истечении времени, указанном в столбце «Время» и происходит переход на следующий шаг испытаний, если он последний - происходит остановка систем.