Анализ работы принципиальной электрической схемы управления

Данная схема реализуется на основе шагового электропривода с микропроцессорным управлением. Схема стыкует шаговый двигатель с датчиком натяжения; обеспечивает требуемый алгоритм управления. Регулятор, реализованный на операционных усилителях, обеспечивает следующую статическую характеристику (рис. 13):

Рис. 13. Статическая характеристика регулятора.

Зона нечувствительности определяется величиной напряжения, падающего на открытых диодах VD1 и VD2, равного примерно 0,3 - 0,4 В.

Когда величина входного напряжения превышает верхний порог срабатывания триггера Шмита, то в зависимости от знака входного напряжения либо на выходе DA1 (схема на нем запускается при входном импульсе напряжения отрицательной полярности), либо на выходе DA2 (схема на нем запускается при входном импульсе напряжения положительной полярности) формируется уровень напряжения, равный напряжению насыщения операционного усилителя. Это напряжение переводит в режим насыщения либо транзистор VT1, либо транзистор VT2. Далее сигнал поступает на RS-триггер и элемент «И». Затем идет на блок управления SMD-42, связанный с контроллером SMC-3-1, потом поступает на шаговый двигатель ДШИ-200-3, отвечающий за перемещение регулирующего органа, соединенного с парой валиков.

Двигатель вращается в одну сторону при наличии нулей на входах DIR-, ENA-. При появлении на входе DIR- единицы двигатель совершает реверс.

Пусть с датчика натяжения поступает сигнал , тогда работает верхняя часть схемы. Высокий уровень (логическая 1) приходит на базу транзистора VT1, далее 1 идет на вход R RS-триггера и вход элемента «И», на выходе триггера будет 0 (на входе S - 0), который приходит на вход DIR-. При этом на входе ENA- присутствует логический 0. Двигатель вращается в одну сторону.

Пусть с датчика натяжения поступает сигнал , тогда работает нижняя часть схемы. Высокий уровень (логическая 1) приходит на базу транзистора VT2, далее 1 идет на вход S RS-триггера и вход элемента «И», на выходе триггера будет 1 (на входе R - 0), которая приходит на вход DIR-. При этом на входе ENA- присутствует логический 0. Двигатель совершает реверс.

В случае достижения регулирующим органом крайних положений срабатывают конечные переключатели J1 и J2, блокирующие работу двигателя. В этом случае вывести регулирующий орган из конечного положения можно только в ручном режиме, для чего можно использовать кнопки выносного пульта К2 и К3.

Операционный усилитель не терпит большой разницы напряжений между входами. Поэтому для защиты входов ОУ DA1 и DA2 от перенапряжений используют дополнительные диоды VD3 - VD6, включенные между входами встречно-параллельно.

Диоды VD7, VD8 используем для ликвидации провала при наличии отрицательной полуволны (не будет провала -4В, а будет -0,7В).

Стабилитроны VD9, VD10 применяем для ограничения напряжения до 3,3В, поступающего на RS-триггер и элемент «И».