《计算机控制实验指导书》_MCGS控制DJ6机电实验平台实验指导书.docVIP

实验系统配置 系统组成连接图如图1—1所示  图1—1 DJ6机电实验平台可以和PCL818—L（数据采集板卡）实验仪相连，组成机电实验开发系统。PCL818—L实验仪和PC机连接，运用MCGS进行上位机控制 实现实验程序的编写、加载和调试工作。 实验开发系统快速入门 以下说明针对由DJ6机电实验平台和DJ系列实验仪组成的实验开发系统。有关DJ系列仿真实验仪的使用，请参见相关说明书。 PC机上启动DJ调试软件，完成程序的编辑、编译。 正确连接机电实验平台、实验仪和PC机。系统上电，正确联机。 完成与实验有关的连线（详见各实验）。 通过DJ软件向实验仪加载代码，运行程序并利用DJ软件中提供的调试环境监测程序的运行。 若平台无法正确动作，请将平台重新上电一次。 如程序运行结果与设计不符，返回第1步或第3步。 第二章 DJ6机电实验平台 工作原理 选择开关 使用选择开关确定当前为直流电机工作还是步进电机工作，或处于停机状态。 停机状态并不是断电状态，所以平台较长时间不操作，请关闭开关或拔掉电源插头，以减少发热，提高机器寿命。 传动部分 如图2-1所示。直流电机和步进电机通过橡胶传动带而联动。步进电机的轴同时连接蜗杆传动减速机构，再通过齿轮和皮带部分，将电机的圆周运动转换成皮带的水平运动。 指示部分 皮带水平运动的位移量用指针和刻度尺来量化表示。刻度尺分为16大格，每大格长度为1厘米；每大格分为10小格，每小格长度为1毫米。皮带移动同时带动右端的一只多圈线绕电位器转动，通过改变电位器的接入阻值而改变反馈回的电压值，并送入控制接口插座的IN0脚。该反馈电压值可用于计算当前的位移量。 为了给平台留有一定的余地，皮带在15大格的行程范围内，位置反馈电压值在0～4.0V范围内线性变化。当然用户也可把满量程扩大到5V,只要调节满度调节电位器就可实现。用户可以通过该电压值来计算或控制指针的当前位置。 步进电机轴上圆盘的角度刻度和面板上的定位箭头配合使用可以定量地表示电机的角位移量。 限位和断位机构 为了防止指针移出正常工作范围，造成皮带机构卡死或损坏，皮带的两端设有左右限位和断位机构。当指针到达左右限位或断位光敏管位置时，光敏管将产生左右限位或断位信号（低电平有效）。 机构产生的断位信号为平台控制电路使用。断位信号有效时，平台控制电路将强行切断电机的输出并点亮故障指示灯，启动故障蜂鸣器报警。这时，只能使用左移或右移键将指针移回正常工作范围，电机才会再次启动。 机构产生的左右限位信号分别送入控制接口的PI0和PI2口，并将左右限位信号的逻辑“与”结果送入控制接口PI6。用户可以灵活使用这几个信号来控制电机的行为。 测速部分 直流电机的轴连接一个测速圆盘（栅格盘），配合测速光敏管，根据电机的转速，产生一定频率的脉冲信号。该脉冲信号被送入控制接口插座的PI4脚，可采集用于计算电机的转速。 控制部分 如图2—2所示 图2—2 (直流伺服测速电机部分 正常状况下，由实验仪D/A转换器0832送出0～5V的模拟信号，经功率放大器放大输出为+12～-12V电压，加在直流电机两端，驱动直流电机。经一系列传动，带动指针左右移动，同时还带动多圈线绕电位器，使之输出端（送回实验仪A/D转换器0809）的电压同步变化。 当D/A转换器输出为0V时，功放将输出+12V(由于压降实际可能达到10V左右)，直流电机以最大速度转动，带动指针以最快的速度左移；当D/A转换器输出逐步增加时，功放输出逐渐减小，直流电机转速减小，指针左移速度变慢；当D/A转换器输出为2.5V时，直流电机（理论上）停转，指针停止移动；当D/A转换器输出逐渐增加，功放输出负电压，直流电机开始反向转动，指针右移（0V对应+12V，电机正转，指针左移；2.5V对应0V，电机停转，指针静止；5V对应-12V，电机反转，指针右移）。 (步进电机（四相）部分 正常状态下，控制芯片（内部固化了控制程序）接收上位机（实验仪）传来的步进脉冲经缓冲驱动后输出给步进电机。当检测到急停、左移、右移、左断位、右断位信号时，控制芯片中的控制程序将作用，控制步进电机分别作出相应的处理。步进电机的速度可以由调节脉冲宽度控制（为保证均匀，建议使用定时器中断发出步进脉冲），步进电机正转时应送出的脉冲顺序（以四相八拍为例）为：A(AB(B(BC(C(CD(D(DA(A。 (按键部分 “左移”、“右移”按键按下时，当前工作的电机（由选择开关确定）将强制执行左移和右移。用户可使用这两个按键调整指针的位置。如前所述，当指针到达断位光敏管位置时，将由硬件强行使电机停转，同时故障报警。而此时，只有用左、右移位键才能将指针移动，且右断位时只有左移键有效，左断