Модельно-ориентированная разработка программного обеспечения для сохранения и восстановления параметров настройки электропривода
И.С. Полющенков
Вестник ИГЭУ, 2025 г. выпуск 2, сс. 59—68
Скачать PDF
Состояние вопроса. Работа электроприводов с микропроцессорным управлением зависит от параметров настройки, которые являются переменными его программного обеспечения, среди них: параметры датчиков, силового преобразователя, электрического двигателя, приводного механизма, а также параметры регуляторов и обратных связей системы автоматического управления движением. Эти параметры должны храниться в энергонезависимой постоянной памяти, доступной для записи и чтения, и по мере необходимости восстанавливаться в оперативную память микроконтроллера. Программное обеспечение для доступа к такой памяти в виде отдельной микросхемы с цифровым интерфейсом или в виде флэш-памяти непосредственно микроконтроллера из состава системы управления является неотъемлемой частью программного обеспечения электропривода в целом. В связи с этим его разработкой должны заниматься специалисты в области электроприводов. Однако специфика их профессиональной подготовки, имея пробелы в области современной микропроцессорной техники, технологий программирования, а также теории и практики передачи информации, не всегда позволяет им это сделать.
Материалы и методы. При разработке программного обеспечения для сохранения и восстановления параметров электропривода применены методы его модельно-ориентированного проектирования и отладки, методы алгоритмизации процессов управления, а также методы экспериментальных исследований.
Результаты. Дано детализированное решение по модельно-ориентированной разработке программного обеспечения для доступа к микросхеме постоянного запоминающего устройства по интерфейсу I2C и к флэш-памяти микроконтроллера в целях записи и чтения данных с параметрами настройки электропривода. С помощью средств модельно-ориентированного программирования скомпоновано программное обеспечение в виде функционально завершенных модельных схем. С использованием модельного блока конфигуратора интерфейса I2C осуществлено задание его параметров, а модельный блок его обработчика применен для генерирования сигналов при передаче данных, захвата сигналов при их приеме и для обработки неисправностей. Модельные схемы дополнены подпрограммами, разработанными на языке C, которые координируют их выполнение, из параметров электропривода формируют данные для записи и восстанавливают эти параметры после чтения данных. Подобным образом разработаны модельные схемы и подпрограммы на языке C для доступа к флэш-памяти микроконтроллера.
Выводы. Материалы разработки направлены на расширение теории и практики применения модельно-ориентированного программирования как полноценной технологии проектирования программного обеспечения для микропроцессорных систем из различных предметных областей. Содержание и тематика этих материалов способствуют восполнению пробелов в профессиональной подготовке у инженеров-электромехаников, с тем чтобы они смогли самостоятельно разрабатывать полнофункциональное программное обеспечение для разнообразных микропроцессорных систем управления электроприводов.
1. Анучин А.С. Системы управления электроприводов. – М.: Изд. дом МЭИ, 2015. – 373 с.
2. Терехов В.М., Осипов О.И. Системы управления электроприводов: учебник для вузов / под ред. В.М. Терехова. – М.: Изд. центр «Академия», 2005. – 304 с.
3. Полющенков И.С. Модельно-ориентированное программирование как инструмент инженера-электромеханика // Вестник ИГЭУ. – 2023. – Вып. 1. – С. 60–70. DOI: 10.17588/2072-2672.2023.1.060-070.
4. Денисенко В.В. Компьютерное управление технологическим процессом, экспериментом, оборудованием. – М.: Горячая линия–Телеком, 2009. – 608 с.
5. Polyuschenkov I. Model-oriented Programming Technique in The Development of Electric Drive Control System // 2019 26th International Workshop on Electric Drives: Improvement in Efficiency of Electric Drives (IWED). – 2019. – P. 1–6. DOI: 10.1109/IWED.2019.8664388.
6. Sommerville I. Software engineering. – 9th ed. – Wokingham etc.: Addison – Wesley, 2011.
7. Дьяконов В.П. Matlab 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6 в математике и моделировании. – М.: СОЛОН-Пресс, 2005. – 576 с.
8. Полющенков И.С. Модельно-ориентированная разработка синхронно-следящего электропривода // Электротехника. – 2021. – № 12. – С. 29–36. DOI: 10.53891/00135860_2021_12_29
9. Подбельский В.В., Фомин С.С. Курс программирования на языке С. – М.: ДМК Пресс, 2012. – 384 с.
10. Полющенков И.С. Разработка системы управления электропривода панорамных стеклоочистителей и ее исследование // Известия МГТУ “МАМИ“. – 2022. – Т. 16, № 4. – C. 345–356. DOI: 10.17816/2074-0530-109188.