Doświadczenia z tworzenia systemu pomiarowo-sterującego z procesorami rodziny C2000 Leszek Dębowski Instytut Elektrotechniki Oddział w Gdańsku
PLAN PREZENTACJI Wprowadzenie Tendencje rozwojowe, nowe rodziny procesorów DSP/ARM i złożonych układów programowalnych Koncepcja architektury sprzętowej: moduł jednostki centralnej (CPU) - karta bazowa Linia rozwojowa modułów CPU z procesorami DSP, ARM oraz układami programowalnymi CPLD/FPGA Elastyczne karty bazowe dla energoelektroniki, techniki pomiarowej i diagnostycznej Zastosowania badawcze, dydaktyczne i przemysłowe Kierunki rozwojowe elastycznego systemu pomiarowo-sterującego. Podsumowanie
DSP/ARM/CPLD/FPGA TENDENCJE ROZWOJOWE
Specjalizowane kontrolery DSP/ARM standardowy rdzeń rodziny procesorów DSP/ARM, wewnętrzna pamięć FLASH bloki PWM, timery, liczniki, bloki zatrzaskujace interfejsy enkoderów przetworniki A/C i C/A interfejsy komunikacyjne (SCI, SPI, CAN, I2C, LIN, ETHERNET, porty synchroniczne - McBSP) linie I/O ogólnego przeznaczenia układy monitorujące watch-dog
Rodzina TMS320C2000 Podrodzina kontrolerów DSP TMS320F280x/F280xx
Rodzina TMS320C2000 Nowe podrodziny zmiennoi stałoprzecinkowych kontrolerów DSP TMS320F2833x/F28233x
Rodzina TMS320C6000 Nowa podrodzina procesorów OMAP ( DSP +ARM )
KONTROLERY ARM STELLARIS CORTEX-M3/M4
UKŁADY FPGA implementacja złożonych struktur algorytmicznych duża szybkość procesory wbudowane soft-cores (PowerPC, ARM)
System procesora wbudowanego NIOS
Platformy sprzętowe modułów CPU DSP F2812/R2812 F280x/F280xx F2833x/F2823x F28035 (CLA) CONCERTO ARM Cortex-M3 Cortex-M4 FPGA Cyclone II/III + przetw. A/C FUSION FPGA
Linie rozwojowe modułów CPU kasetowe (160*100mm) standardowe (96*68mm) mikromoduły (50*50mm)
Grupy sprzętowe elastycznego systemu pomiarowo-sterującego
ZAŁOŻENIE PODSTAWOWE Kompatybilność elektryczna i mechaniczna linii rozwojowych modułów CPU i kart bazowych
Schemat blokowy modułu jednostki centralnej z szybkim (2000MFLOPS) procesorem DSP nowej generacji TMS320C672x
Moduł jednostki centralnej z szybkim procesorem DSP TMS320C672x (floating-point)
Wielokanałowa karta C/A
Wielokanałowa karta A/C
Moduł CPU z kontrolerem TMS320F/R2812
Moduł CPU z kontrolerem TMS320F/R2812
ELASTYCZNE KARTY BAZOWE z układami CPLD/FPGA do budowy układów pomiarowo-sterujących
Schemat blokowy karty bazowej KBAZ-ST
Elastyczna karta bazowa z modułem CPU DLHF2812
Schemat blokowy karty bazowej KBAZ-GD
Elastyczna karta bazowa KBAZ-GD
Schemat blokowy elastycznej karty bazowej KBAZ-FLEX
Elastyczna karta bazowa KBAZ-FLEX
Elastyczna karta bazowa KBAZ-FLEX (wersja z interfejsami światłowodowymi)
Struktura bloków PWM
Schemat blokowy elastycznej karty bazowej KBAZ-CMR
Elastyczna karty bazowa KBAZ-CMR (automotive)
Blok sterowania zaworami wtryskowymi
Mikromoduł z kontrolerem TMS320F28035
Emulatory JTAG, konwertery, moduły symulacyjne i zadające.
ZASTOSOWANIA
WYKORZYSTANIE NOWYCH ROZWIĄZAŃ SPRZĘTOWYCH W PROJEKTACH BADAWCZYCH I DYDAKTYCE
Wielopoziomowy falownik prądu
Struktura układu sterowania zasilacza UPS z ogniwem paliwowym (projekt IEL-OW)
Struktura części gazowej i elektrycznej
Prototyp zasilacza awaryjnego UPS z ogniwem paliwowym
3-fazowy przekształtnik matrycowy
PRZEMYSŁOWE APLIKACJE UKŁADÓW STEROWANIA Z PROCESORAMI DSP
napędem jednostki System sterowania trakcyjnej EN-57
System sterowania napędami prototypowej lokomotywy towarowej E6ACT (5MW)
Prototyp lokomotywy E6ACT
Modernizacja systemu zasilania lokomotywy elektrycznej EP-09
PERSPEKTYWICZNE OBSZARY ZASTOSOWAŃ elastycznego systemu pomiarowo-sterującego
Systemy sterowania pojazdów z napędem elektrycznym
Potencjalne aplikacje pomiarowe i diagnostyczne systemy pomiaru i rejestracji jakości energii elektr. system diagnostyki układów zabezpieczająco - regulacyjnych sieci SN (symulatory przekładników) tomografia impedancyjna i pojemnościowa mechatronika systemy diagnostyki obiektów i urządzeń [czujniki, przetworniki, tory pomiarowe]
Moduł monitorująco-symulacyjny dla wyjść PWM i wejść analogowych umożliwiający symulację obiektu w czasie rzecz.
Sprzętowo-programowy zestaw złożony z modelu obiektu i sterownika docelowego.
PODSUMOWANIE system pomiarowo-sterujacy dydaktyka, B+R, przemysł nowe obszary aplikacji:
pojazdy z napędem elektrycznym, hybrydowym i spalinowym specjalistyczne stanowiska laboratoryjne przekształtniki współpracujące z OZE specjalizowane układy zasilające (np. oświetlenie LED, sterowanie diodami laserowymi i lampami UV dużej mocy)
Dziękuję za uwagę