Sistema de control de motores de Corriente Continua
basado en el microcontrolador LM629

Documentación I y II

PROYECTO PARA LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE BACHILLERATO + 4 DE CNAM FRANCIA
Autores:
Juan Antonio Pizarro Martín
Julio Martín Rodríguez
Ángel Puerta Rubio
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CURSO 2001/2002
JAPM 2009

00 Sistema de control de motores de Corriente Continua basado en el microcontrolador LM629
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Índice General

Página I

Descripción del sistema de alarmas

Puesta a punto del sistema: Ajuste del filtro P.I.D.

Créditos. Proyecto Versión PDF

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Justificación

Capítulo I

Justificación

El presente documento describe el trabajo realizado para el diseño de un variador - posicionador digital para el control de motores de corriente continua, con la suficiente robustez para ser capaz de controlar una amplia gama de motores de diferentes potencias.


      Hay que tener en cuenta que, en la actualidad, el diseño del tipo de control que se ha seleccionado, y que será descrito con más detalle, ha llegado a tal punto de integración que puede ser resuelto en su totalidad con circuitos integrados específicos, incluyendo:

      Un microcontrolador, el control del motor (PID), la etapa de potencia (puente H) y muy pocos componentes lógicos. 

      En estas circunstancias, y por la índole del presente proyecto, se ha optado, junto con una descripción teórica del sistema en su conjunto,por el diseño de un puente de potencia de topología “Full Bridge”, es decir Puente completo, habitualmente nombrado Puente H, con componentes de control y discretos con el objetivo de aumentar la capacidad de admitir motores de potencias superiores a las que se pueden lograr con la simple integración.

      Esto además viene a realzar la función didáctica del proyecto. 

      Sin embargo, el control del propio puente H lo llevará a cabo un circuito integrado específico que responde a la norma de control PID, que a su vez será comandado por un micro controlador de propósito general, dado que el diseño de este tipo de circuitos, además de ampliamente estudiado, resulta engorroso y actualmente inútil. 

      Una primera división nos permite distribuir el conjunto en tres apartados con misiones específicas y complementarias, cuya descripción se hará por separado, y cuya construcción puede ser perfectamente aislada, con objeto de hacer un reparto claro de tareas: 

      El puente H, que ha de ser dimensionado para poder suministrar al motor la potencia precisa y en el grado adecuado para que, estando el motor protegido, tampoco el propio puente sufra ningún daño. Incluye la conexión (“drivers”) con el control PID, que va a enviar la modulación por ancho de pulso (PWM) que controlará la corriente por el motor de carga, y la señal de retorno que facilitará un “encoder” montado sobre el rotor del motor y que vendrá realimentada al PID, para que éste efectúe su trabajo. 

      El “software” que va a decir al µC, y a través de éste al PID, qué debe hacer el motor, y en qué forma, además de gestionar una serie de situaciones irregulares a las que deberá aportar las soluciones adecuadas, deberá almacenar en forma recuperable información del trabajo efectuado para el caso en que el sistema deba trabajar en forma autónoma largos periodos de tiempo, y sea preciso conocer o estudiar su comportamiento. 

      La lógica que va a interconectar el µC con el PID, mediante el cálculo de los tiempos que requiera el control del bus (“timing”), con sus circuitos asociados, y los circuitos analógicos con salida digital que informarán al µC de las incidencias o mal funcionamiento en el circuito de potencia con relación a la corriente que circula por el motor, de pico o promedio, y la temperatura del circuito de potencia, así como la indicación codificada de este tipo de eventos con un “display” numérico “a pie de máquina” y con un elemento de desconexión manual rápida.

Sistema de control de motores de Corriente Continua basado en el microcontrolador LM629
Objetivos

Capítulo II

Objetivos

Su destino podría ser el control de un motor para un robot de cadena de montaje, de maniobras preprogramadas, o cualquier aplicación en que se requiera un determinado número de movimientos precisos en cuanto a posición, velocidad y tratamiento “inteligente” de su ruta.

Sistema de control de motores de Corriente Continua basado en el microcontrolador LM629
Descripción

Capítulo III

Descripción

En una primera aproximación, obtenemos la siguiente descripción:


      El equipo necesita atender las siguientes características:

      Todos los parámetros del equipo deben ser programados mediante un terminal RS232 y un software desarrollado en exclusiva. 

      Parámetros de posicionado: Tiempo de aceleración, desaceleración, velocidad, ángulo de giro, posicionado absoluto, relativo, inicial. 

      Parámetros generales: Límite de corriente, de velocidad; regulación automática. 

      Las condiciones de trabajo del equipo van a ser:

      La alimentación de potencia puede variar entre 10 y 65 VDC con una corriente máxima de 8 A y de 4 A en funcionamiento normal. 

      Para alimentar el control se dispone de una línea industrial de corriente continua de 24 VDC. 

      Es necesario que el equipo se proteja de sobrecalentamientos, cortocircuitos y bloqueos. Además interesa guardar datos de parámetros, porque el equipo va a ser autónomo, careciendo de vigilancia específica. 

      Va a trabajar en condiciones ambientales que no superarán los 60 grados centígrados, pero no dispone de ventilación especial.

Sistema de control de motores de Corriente Continua basado en el microcontrolador LM629
Especificación Preliminar

Capítulo IV

Especificación preliminar


       Alimentación de potencia:                10 ÷ 65  VDC
 
       Corriente nominal:                            4      A
 
       Corriente máxima:                             8      A
 

       Interconexionado
 
       Entradas lógicas de control:        24     VDC
 
       Aislamiento control / potencia:   OPTOACOPLADO
 
       Indicadores de disfunción:           Relé
 
       Control por “encoder”:               TTL
 
       Diagnóstico de errores:
 
       Temperatura, corriente seguimiento:  LED’s, RS232
 
       Tipo de control:
 
       Potencia: PWM                        17     Khz
 
       Regulación automática:             Digital   PI
 
       Almacenamiento de parámetros:    Windows software
 
       Almacenamiento de datos:           EEPROM
 
       Temperatura de funcionamiento:    0 ÷ 70  º C
 
       Enfriamiento                      Convección natural
 
       Dimensiones:                      Formato 6U

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Reglamentación

Capítulo V

Reglamentación

En la reglamentación de este proyecto se han tenido en cuenta todas y cada una de las especificaciones contenidas en :

Sistema de control de motores de Corriente Continua basado en el microcontrolador LM629
PRESUPUESTO

Capítulo XXII

PRESUPUESTO

El Presupuesto de Ejecución de Material se obtendrá, especificando la cantidad de cada una de las distintas Unidades Constructivas y sus correspondientes precios unitarios.

Para obtener el Presupuesto General, será preciso incrementar, el Presupuesto de Ejecución de Material en los porcentajes de Gastos Generales; Beneficio Industrial, Dirección de Obra y cualquier otro que proceda.

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PLIEGO de CONDICIONES

Capítulo XXIII

PLIEGO de CONDICIONES

1. Objetivo.

Este Pliego de Condiciones determina las condiciones mínimas aceptables para la ejecución del montaje, hardware del sistema, calculo del sistema, construcción de la tarjeta de control y diseño, software del sistema.

Los Pliegos de Condiciones Particulares podrán modificar las presentes prescripciones.

2. Ejecución del trabajo.

La ejecución de los Trabajos se realizara paso a paso y deberán realizarse conforme a las reglas del arte.

3. Recepción de obra.

Durante los trabajos o una vez finalizados, el Director de Obra podrá verificar que el trabajo y montaje están de acuerdo con las especificaciones de este Pliego de Condiciones.

Una vez finalizado el Proyecto, se deberá solicitar la oportuna recepción global de la obra.

4. Ensayo electrónico.

Los ensayos se realizaran progresivamente durante la ejecución del Proyecto, bien en conjunto o por separado para no dañar las partes del montaje ya comprobadas.

5. Instalación.

Una vez comprobado el apartado anterior se procederá a la ejecución y instalación del mismo, atendiendo a los requisitos y normas expuestas en el apartado 4 de los Documentos de la Justificación.

Sistema de control de motores de Corriente Continua basado en el microcontrolador LM629
Planos / Esquemas

Capítulo XXIV

PLANOS (ESQUEMAS)

ÍNDICE

Esquema del convertidor de 24V DC a +5,+15 y -15V DC

Esquema del convertidor preparado para el diseño de placa BOARD

Esquema completo del dispositivo

Esquema completo del dispositivo preparado para el diseño de placa BOARD

Esquema orientativo para la programación de la Eprom del Micro

Placa BOARD de los componentes

Placa BOARD de pistas 4 capas

Placa BOARD pista 1

Placa BOARD pista 2

Placa BOARD pista 3

Placa BOARD pista 4

Placa BOARD Taladros

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Anexo

Capítulo XXV

ANEXO

El anexo estará compuesto por un Cd-Rom, donde estarán incluidos en formato PDF todos los manuales de los distintos dispositivos utilizados en el Proyecto y también estará incluidos en el Cd-Rom en ficheros de ORCAD, que están compuestos por los esquemas de las de las placas de pistas para la posible utilización en el desarrollo de la ejecución del Proyecto.

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CREDITOS

Créditos

PROYECTO PARA LA OBTENCIÓN DEL TITULO DE BACHILLERATO + 4 DE CNAM FRANCIA
Autores:
Juan Antonio Pizarro Martín
Julio Martín Rodríguez
Ángel Puerta Rubio
CURSO 2001/2002
JAPM 2007

Curriculum Vitae
RESUME
Página personal

CNAM ESPAÑA http://www.salesianosloyola.com/CNAM/INDEX.HTM

CNAM FRANCIA http://www.cnam.fr/36392593/0/fiche___pagelibre/

Estadisticas Gratis

Sistema de control de motores de Corriente Continua basado en el microcontrolador LM629Documentación I y II

Índice General

Página I

Capítulo I

Justificación

El presente documento describe el trabajo realizado para el diseño de un variador - posicionador digital para el control de motores de corriente continua, con la suficiente robustez para ser capaz de controlar una amplia gama de motores de diferentes potencias.

Capítulo II

Objetivos

Su destino podría ser el control de un motor para un robot de cadena de montaje, de maniobras preprogramadas, o cualquier aplicación en que se requiera un determinado número de movimientos precisos en cuanto a posición, velocidad y tratamiento “inteligente” de su ruta.

Capítulo III

Descripción

En una primera aproximación, obtenemos la siguiente descripción:

Capítulo IV

Especificación preliminar

Especificación preliminar

Capítulo V

Reglamentación

En la reglamentación de este proyecto se han tenido en cuenta todas y cada una de las especificaciones contenidas en :

Capítulo XXII

PRESUPUESTO

El Presupuesto de Ejecución de Material se obtendrá, especificando la cantidad de cada una de las distintas Unidades Constructivas y sus correspondientes precios unitarios.

Para obtener el Presupuesto General, será preciso incrementar, el Presupuesto de Ejecución de Material en los porcentajes de Gastos Generales; Beneficio Industrial, Dirección de Obra y cualquier otro que proceda.

Capítulo XXIII

PLIEGO de CONDICIONES

1. Objetivo.

Este Pliego de Condiciones determina las condiciones mínimas aceptables para la ejecución del montaje, hardware del sistema, calculo del sistema, construcción de la tarjeta de control y diseño, software del sistema.

Los Pliegos de Condiciones Particulares podrán modificar las presentes prescripciones.

2. Ejecución del trabajo.

La ejecución de los Trabajos se realizara paso a paso y deberán realizarse conforme a las reglas del arte.

3. Recepción de obra.

Durante los trabajos o una vez finalizados, el Director de Obra podrá verificar que el trabajo y montaje están de acuerdo con las especificaciones de este Pliego de Condiciones.

Una vez finalizado el Proyecto, se deberá solicitar la oportuna recepción global de la obra.

4. Ensayo electrónico.

Los ensayos se realizaran progresivamente durante la ejecución del Proyecto, bien en conjunto o por separado para no dañar las partes del montaje ya comprobadas.

5. Instalación.

Una vez comprobado el apartado anterior se procederá a la ejecución y instalación del mismo, atendiendo a los requisitos y normas expuestas en el apartado 4 de los Documentos de la Justificación.

Capítulo XXIV

PLANOS (ESQUEMAS)

ÍNDICE

Esquema del convertidor de 24V DC a +5,+15 y -15V DC

Esquema del convertidor preparado para el diseño de placa BOARD

Esquema completo del dispositivo

Esquema completo del dispositivo preparado para el diseño de placa BOARD

Esquema orientativo para la programación de la Eprom del Micro

Placa BOARD de los componentes

Placa BOARD de pistas 4 capas

Placa BOARD pista 1

Placa BOARD pista 2

Placa BOARD pista 3

Placa BOARD pista 4

Placa BOARD Taladros

Capítulo XXV

ANEXO

Créditos

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Documentación I y II