【正文】 引腳 (8115)進(jìn)入地址線 A0A15 指定的地址。 2. 6 DSP 和外部 RAM 的連接 DSP 需要擴(kuò)展外部 RAM，這里我們選用 CYPRESS 公司的 CY7C1021 芯片。具體的控制命令可以通過(guò)液晶 的使用說(shuō)明書(shū)獲得，這在我們編寫(xiě)液晶模塊程序時(shí)要用到，硬件上 先通過(guò) MAX232 芯片，再和液晶的數(shù)據(jù)接收口和地線相連，具體的連接 。 6 相對(duì)濕度 ： 60% 液晶的串行接口介紹 ： 13 液晶終端內(nèi)置微處理器，它能與控制板或者計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊。 液晶終端 SP4DSC 的性能指標(biāo)如下： 1 顯示點(diǎn)陣 ： 320 X 240 象素 2 顯示顏色 ： 單色 3 工作電壓 ： DC5V 4 最大功耗 ： 5V X 950mA S 作溫度 ： 20 176。采用 CRT 顯示雖然解決了以上問(wèn)題，但現(xiàn)場(chǎng)的電磁場(chǎng)較強(qiáng)， CRT 受到電磁場(chǎng)的影響較大。 4． 采用 CRT 顯示器 如果采用機(jī)械儀表顯示，讀數(shù)有一定的誤差。 2． 采用 LED 顯示。我們需 對(duì)柴油發(fā)電機(jī) 組的各種狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行顯示。 下 圖 是 DSP2407 的 ADC 在級(jí)連工作方式下自動(dòng)排序的結(jié)構(gòu)框圖?？梢杂枚鄠€(gè)觸發(fā)源啟動(dòng) A/ D 轉(zhuǎn)換，在給定的排序方式下， 4個(gè)排序控制器 (CHSELSEQn)決定了模擬通道轉(zhuǎn)換的順序。可通過(guò)模擬輸入通道的多路選擇器來(lái)選擇要轉(zhuǎn)換的通道。對(duì)于壓力傳感器標(biāo)定了不同壓力對(duì)應(yīng)不同的的阻值。對(duì)于壓阻式傳感器，我們需要注意的是它受到溫度影響后產(chǎn)生的零點(diǎn)溫度漂移和靈敏度溫度漂移。它體積小、靈敏度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好等特點(diǎn)而廣泛用于壓力、液位等物理量的測(cè)量，它是以半導(dǎo)體材料的壓阻效應(yīng)為原理進(jìn)行測(cè)量的，就是指半導(dǎo)體材料在某方向受力時(shí)，它的電阻率發(fā)生顯著變化。熱電阻測(cè)溫法是利用金屬的電阻隨溫度變化這一特征來(lái)測(cè)量的。我們采用的是上海超導(dǎo)傳感器廠的溫度和壓力傳感器，通過(guò)傳感器和變換電路將柴油發(fā)電機(jī)組的溫度和壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，然后在 A/D 模塊的作用下將獲得的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)變成 DSP 需要的數(shù)字信號(hào)，通過(guò) DSP 處理，將發(fā)電機(jī)組的水溫和油壓顯示出來(lái)。 我們主要對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組的水 溫和油壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)和顯示，當(dāng)其超過(guò)一定值時(shí)進(jìn)行報(bào)警。我們主要采樣的水溫，油壓信號(hào)，通過(guò)傳感器和變換電路變成電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)濾波，在通過(guò)運(yùn)放把電壓由 05V 的電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?DSP 的 AD 通道可以接受的 電壓，再經(jīng)過(guò)DSP 處理數(shù)字顯示出來(lái)。 2. 4 A/D 模塊 11 TMS320LF2407A 提供 16 路、 10 位 ADC 模塊。 它通過(guò)連桿與柴油機(jī)的油門(mén)相連。接收的信號(hào)為 Pu39。 旋轉(zhuǎn)角 3．、 反應(yīng)速度快于 32 毫秒，可用于達(dá)到 150 匹馬力的低摩擦燃油泵，適用于螺旋式、小型直列油泵、小型化油器。下 圖是它的功能框圖 ： 它的工作時(shí)序如 下 圖所示 ： 10 DAC7625 通過(guò)芯片 TLC2272 引到輸出 端口上， TLC2272 是雙運(yùn)放，結(jié)構(gòu)如圖所示。 DSP 通過(guò) D/A 轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生轉(zhuǎn)速控制信號(hào)，經(jīng)過(guò) PWM 功率放大電路產(chǎn)生能驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器的 PWM 信號(hào)。一種是通過(guò)軟件的方式產(chǎn)生，另一種是通過(guò)硬件方式產(chǎn)生。這是應(yīng)用了 DSP 的事件管理模塊 9 的捕獲單元來(lái)實(shí)現(xiàn)的，捕獲單元在 DSP 的捕獲引腳上出現(xiàn)跳變時(shí)被觸 發(fā)，這是通過(guò)通用定時(shí)器作為時(shí)基來(lái)進(jìn)行的。檢測(cè)部分主要是由轉(zhuǎn)速電磁傳感器及飛輪齒圈組成的，電磁傳感器從飛輪齒圈測(cè)得發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，并將其變換成與轉(zhuǎn)速成正 比的脈沖信號(hào)輸入給電子調(diào)速器，電子調(diào)速器將轉(zhuǎn)速與給定轉(zhuǎn)速進(jìn)行對(duì)比，并進(jìn)行相應(yīng)的控制運(yùn)算，再由功率輸出環(huán)節(jié)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)改變供油量大小，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。柴油發(fā)電機(jī)組調(diào)速的基本原理是通過(guò)速度信號(hào)傳感器檢測(cè)出轉(zhuǎn)速的變化，通過(guò)電子調(diào)速器的控制，有執(zhí)行器帶動(dòng)油門(mén)拉桿，調(diào)節(jié)供油量大小，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速的控制。同時(shí)通過(guò) TMS320LF2407A的 A/D 模塊，獲得柴油發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)參數(shù) (水溫，油壓 )，通過(guò) TMS320LF2407A的處理，通 過(guò) SCI 模塊送顯示模塊，從而完成對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和狀態(tài)參數(shù)的監(jiān)測(cè)。 .電源管理包括 3 種低功耗模式， 能獨(dú)立的將外設(shè)器件轉(zhuǎn)入低功耗模式。 .高達(dá) 40 個(gè) 可單獨(dú)編程或復(fù)用的通用輸入 /輸出引腳 (GPI0)。 .16 位的串行外設(shè) (SP 工 )模塊，它是一個(gè)帶 4 個(gè)引腳的高速、同步串行 1/0 口，它允許長(zhǎng)度可編程的串行位流 (116 位 )以可編程的位傳輸速度移入 或移出器件。 .控制器局域網(wǎng) 絡(luò) (CAN) 2. 0B 模塊。 .看門(mén)狗定時(shí)模塊 (WDT)。 .兩個(gè)事件管理模塊 EVA 和 EVB，每個(gè)包括 ： 兩個(gè) 16 位通用定時(shí)器 ； 比較單元、捕獲單元以及正交編碼脈沖電路。具體有以下特點(diǎn) ： .采用高性能靜態(tài) CMOS 技術(shù)，使得供電電壓降為 3. 3V，減少了控制器的功耗 ； 30MIPS 的執(zhí)行速度使得指令周期縮短到 33ns，從而提高了控制器的實(shí)時(shí)控制能力。 4． 對(duì)油壓低、水溫高進(jìn)行報(bào)警和跳閘保護(hù)。 2． 對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)參數(shù)的檢測(cè)和顯示。 第二章控制系統(tǒng)的硬件介紹和設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)的的總體方案設(shè)計(jì) 以微處理器為核心的控制系統(tǒng)是柴油發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)，我們采用以 DSP 為核心的控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組的參數(shù)檢測(cè)，同時(shí)對(duì) 發(fā)電機(jī)組的轉(zhuǎn)速進(jìn)行閉環(huán)控制，特點(diǎn)是所有控制通過(guò)控制程序來(lái)完成，總的來(lái)說(shuō)轉(zhuǎn)速控制分為三部分，轉(zhuǎn)速的輸入，控制調(diào)節(jié)，和執(zhí)行器的輸出，我們通過(guò)測(cè)得的轉(zhuǎn)速來(lái)調(diào)整輸出，算法上采用數(shù)字 PID 控制，這是比較成熟的算法。 課題研究的意義 6 1． 我國(guó)現(xiàn)階段柴油發(fā)電機(jī)組的數(shù)字控制器方面技術(shù)還 比較落后，功能也很單一，品種少，我們研究的控制器具有數(shù)字調(diào)速功能，這對(duì)發(fā)展柴油發(fā)電機(jī)組的電控化具有指導(dǎo)作用。 變速積分、不完全微分和模糊自適應(yīng) PID 控制在調(diào)速系統(tǒng)中的研究。相對(duì)傳統(tǒng)的模擬調(diào)速系統(tǒng)，數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)具有更高的控制精度，更小的轉(zhuǎn)速波動(dòng)，更快的反應(yīng)時(shí)間和更高的穩(wěn)定性。 6． 能實(shí)現(xiàn)機(jī)組與市電的自動(dòng)切換 7． 具有可編程的故障輸入口，可對(duì)故障類(lèi)型、報(bào)警及相關(guān)參數(shù)自由編程 。 4． 能自動(dòng)維持機(jī)組的準(zhǔn)啟動(dòng)狀態(tài)。對(duì)過(guò)速、油壓低、水溫高、過(guò)壓、欠 壓、過(guò)頻、欠頻、過(guò)流、短路、啟動(dòng)等故障能實(shí)時(shí)報(bào)警。其框圖如圖所示 專(zhuān)業(yè)控制器控制系統(tǒng)主要功能如下 ： 1． 具有自動(dòng)、手動(dòng)、實(shí)驗(yàn)三種運(yùn)行模式。 (2)柴油機(jī)控制部分，主要由啟動(dòng)、停機(jī)操作、電子調(diào)節(jié)器及液晶顯示模塊等部分組成，實(shí)現(xiàn)對(duì)柴油機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。 5 專(zhuān)用控制器 專(zhuān)業(yè)控制器是以微處理器為核心，將發(fā)電機(jī)電壓、柴油機(jī)轉(zhuǎn)速及水溫、油溫、油壓、過(guò)流、短路等信號(hào)，通過(guò)取樣變換輸入微機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組的自啟動(dòng)、自投入 及各種故障保護(hù)報(bào)警功能。如 ： 啟動(dòng)、怠速運(yùn)行、市電恢復(fù)確認(rèn)、 停機(jī)等狀態(tài)各類(lèi)報(bào)警信號(hào) ： 過(guò)速、油壓低、水溫高、過(guò)壓、欠壓、過(guò)頻、欠頻、 過(guò)流、短路、啟動(dòng)故障。 6． 市電恢復(fù)后的市電 — 機(jī)電轉(zhuǎn)換。 4． 三次啟動(dòng)。 2． 能實(shí)現(xiàn)機(jī)組的急啟、自啟?？删幊绦蚩刂破?(PLC)將需顯示的信號(hào)通過(guò) RS485 接口傳給 LCD 顯示器。通 過(guò)對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組參數(shù)的處理， 通過(guò)采集到的轉(zhuǎn)速與設(shè)定的轉(zhuǎn)速比較，來(lái)決定是升速還是降速。對(duì)于輸出信號(hào)，經(jīng)過(guò)隔離、驅(qū)動(dòng)放大電路變成外圍設(shè)備能接收的信號(hào)。現(xiàn)己逐步發(fā)展以可編程序控制器 (PLC)為主的柴油發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)。為滿足這種要求，柴油發(fā)電機(jī)組需具備自啟動(dòng)、停機(jī)裝置。 可編程序控制器 (PLC) 隨著社會(huì)的發(fā)展，一些部門(mén)對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)化程度要求越來(lái)越高，比如醫(yī)院、通訊部門(mén)、大型樓宇等。 對(duì)于這種監(jiān)控系統(tǒng)，柴油發(fā)電機(jī)組的啟動(dòng)方式主要采用的是手動(dòng)，通過(guò)啟動(dòng)基于 DSP 的柴油發(fā)電機(jī)組的控制器的設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)來(lái)啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組。各參數(shù)傳感器將所獲得的信號(hào)送入相應(yīng)的指針儀表，指針儀表根據(jù)獲得的信號(hào)指示出相應(yīng)的讀數(shù)。通過(guò)執(zhí)行器拉動(dòng)柴油機(jī)的油門(mén)，使柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速發(fā)生變化。它主要由三部分組成。狀態(tài)參數(shù)的檢測(cè)是通過(guò)專(zhuān)用的傳感器，如壓力傳感器，溫度傳感器。數(shù)字式控制器具有算法靈活 、精度高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)，自九十年代中期以來(lái)在發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域逐漸推廣。正是電子技術(shù)及微處理機(jī)的突飛猛進(jìn)的發(fā)展，為柴油機(jī)電子控制系統(tǒng)提供了有力的技術(shù)保證。上海船舶研究所的 PD 一型調(diào)速器和711 所生產(chǎn)的 ESA1000A 型調(diào)速器己廣為柴油機(jī)使用，性能和可靠性都不錯(cuò)，穩(wěn)態(tài)調(diào)頻率指標(biāo)可達(dá) 1%以內(nèi)甚至更好，瞬態(tài)指標(biāo)也有大幅度的提高。例如，目前在國(guó)內(nèi)以引進(jìn)康明斯技術(shù)生產(chǎn)的康明斯在國(guó)內(nèi)應(yīng)用最為廣泛、引進(jìn)最為成功，在國(guó)內(nèi)已形成了 4BT, 6BT， 6CT, MII、 NT855, KT19, KT38 生產(chǎn)或供貨能力，具有強(qiáng)大的技術(shù)支持和堅(jiān)實(shí)的維護(hù)保障能力，廣泛應(yīng)用于運(yùn)載車(chē)和各種動(dòng)力 等。由于模擬式電子調(diào)速器各項(xiàng)功能均由硬件電路組成，要實(shí)基于 DSP 的柴油發(fā)電機(jī)組控制器的設(shè)計(jì) 國(guó)內(nèi)柴油發(fā)電機(jī)組的生產(chǎn)廠家很多，但總體水平不高，在諸如可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、適應(yīng)性、人機(jī)工程指標(biāo)和最新技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用等方面與國(guó)外相比 2 均存在一定程度的差距。其后又有許多國(guó)際大公司研制出了各種不同型號(hào)的電子調(diào)速器，它們的共同點(diǎn)是均由磁電式轉(zhuǎn)速傳感器，以模擬式PID 或 P I 調(diào)節(jié)器為核心的轉(zhuǎn)速控制器、執(zhí)行器以及其它一些功能附件組成，其主要差別是控 制器為適應(yīng)不同場(chǎng)合而設(shè)置了不同的控制功能，以及所用的執(zhí)行器有所不同。自 50 年代以來(lái)，人們嘗試用電子器件代替機(jī)械器件，用電信號(hào)代替機(jī)械信號(hào)來(lái)設(shè)計(jì)調(diào)速器并取得了突破，出現(xiàn)了初具雛形的電子調(diào)速器。無(wú)論是機(jī)械式還是機(jī)械化液壓式電子調(diào)速器，由于其轉(zhuǎn)速偏差信號(hào)的測(cè)量與放大都是通過(guò)機(jī)械元件來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這就不可避免地存在慣性滯后及摩擦阻力大等固有缺陷，因此用這種調(diào)速器就很難實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的調(diào)節(jié)規(guī)律和控制功能，無(wú)法滿足進(jìn)一步降低油耗、減少有害排放、提高調(diào)節(jié)精度和自動(dòng)化程度的要求。用滑閥控制壓力油的流動(dòng)路線，壓力油進(jìn)入動(dòng)力油缸使動(dòng)力活塞移動(dòng)產(chǎn)生很大的驅(qū)動(dòng)力，作用于發(fā)動(dòng)機(jī)燃油齒桿控制供油量，因而具有較大的工作能力。它采用離心飛塊感受轉(zhuǎn)速的變化，依靠離心力與彈簧力的不平衡作用，通過(guò)機(jī)械機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)油量調(diào)節(jié)齒桿改變供油量來(lái)調(diào)速， 20 世紀(jì) 40 年代末 50 年代初出現(xiàn)了間接作用的機(jī)械液壓式調(diào)速器，可以視為第 2 代產(chǎn)品。至今，調(diào)速器己經(jīng)歷了四代產(chǎn)品。