海上拖曳绞车调速控制设计.pdf

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1、V01．33No．10舰船电子工程总第232期!坐一ShipElectronicEngineering2013年第10期海上拖曳绞车调速控制设计+唐宗勇龚喜(中国船舶重工集团公司第七～o研究所宜昌443003)摘要论文介绍了液压驱动绞车调速控制方法，描述了硬件电路设计，着重介绍了基于可编程芯片AD5422的原理和设计应用，并且结合TMS320F2812控制器多通道缓冲串口(McBSP)进行的接口设计，形成了完整的控制解决方案。在实际使用中检验了硬件和软件设计的可行性。关键词绞车；调速控制；AD5422中图分类号TP391DOI：10．39

2、69／j．issnl672—9730．2013．10．042SpeedControloftheMaritimeTowWinchTANGZongyongGONGXi(No．710R&DInstitute，CSIC，Yichang443003)JIld培traCtThisarticledescribesahydraulicallydrivenwinchspeedcontrolmethod，Describesthehardwarecircuitdesign，focusesOntheprinciplesanddesignapplicationsb

3、asedonprogrammablechipAD5422，AndthecombinationofTheTMS320F2812controllerandTheintegratedmulti-clulnnelbufferedserialport(McBSP)interfacedesign，formedacompletecontrolsolution．Testthefeasibilityofthedesignofthehardwareandsoftwareinactua】use．KeyWoldswinch，speedcontr01，AD5422

4、CI鹅sN吣rTP3911引言复杂系统环境中的长距离电压型控制信号传输易受到周围电磁环境的干扰，导致终端电压控制信号受到影响。现今为获得更加优良的抗干扰性能，在信号传输时多采用电流环路方式，在使得到达终端的信号更接近期望的情况下又节省了工程成本。常用的电流环路信号接口范围有0mA～20mA、4mA～20mA等，其电流信号的产生也常使用几个器件组合来实现，寻求针对不同需求而使用更加灵活，且集成度更高的解决方案在工程应用时仍具有重大现实意义。本文将结合液压驱动的海上拖曳绞车的速度控制来介绍电路原理设计、芯片功能和具体使用。2AD5422简介A

5、nalogDevice公司的AI】5422是一款单通道16位分辨率的D／A转换器，用于满足精密、完全集成的单芯片解决方案。内置可编程电流源和可编程电压输出，电流输出接口范围可编程选择omA-~20mA、4mA～20mA和0mA～24mA其一，电压输出范围可选择OV～5V、士5V、OV～10V、±10V，电流、电压由独立脚输出，但不能够同步输出[1]。数据接口支持三线sPI同步串行接口，且支持多个器件的菊花链结构连接操作，AD5422的数据结构为24bit宽度，高8bit为要访问的内部寄存器的地址，低16bit为数据内容。内部上电复位电路确

6、保上电后各寄存器初始状态为零码，提供一个开漏引脚输}l{用于电路开环、超温情况下的故障报警。同时还提供了上电复位功能，以确保芯片上电时刻其输出为已知状态，这在工业控制中尤为重要，异步CLEAR控制信号可将电压输出置为零值或中间值，或将电流输出置为选定输出范围的低侧[2]。DVccSELECTDV。。AV；。AV。CLEARLATCHSCLKSDISDOREFOUTREFINGNDt一图1AD5422功能框图相对于模拟电压信号作为输入控制的电压一电流转换型输出芯片XTRll0等，从控制数字化需求来看，使用AD5422具有更好的接口灵活性，单

7、芯片替代D／A和XTRll0及外围器件搭建的电路提高了集成度，节约板上空间使用，也减低了电路复杂性，提高可靠度。+收稿日期：2013年4月5日，修回日期：2013年5月30日作者简介：唐宗勇，男，硕士，工程师，研究方向：自动控制与海洋工程。龚喜，男，硕士，助理工程师，研究方向：水下探测与控制工程。∞Ⅲ一一k攀0>l2013年第10期舰船电子工程1153绞车控制简介绞车的驱动为液压方式，速度的调整依赖于比例阀流量的调节，通过4mA～20mA电流环路将控制信号输送给比例阀。绞车控制策略相关的关键工作参数的包括缆长、缆速和拖缆张力，缆长和缆速的

8、测量使用双输出编码器G凇1425获得，编码器内含两个独立的编码器，一个为多圈绝对式，另一个为增量信号输出式。多圈绝对部分用来测量绞车转数，使用增量部分输出HTL信号测量绞车转速。转速信号的处理