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電動脹管機數字化控制系統

一：系統硬件設計

電動脹管機的控制要求, 要求控制系統實現以下功能:

a.不同材質 、管子直徑、管板厚度的預設

b.脹管機扭矩的實時調節;

c.脹管機的故障急停和顯示 。

設計基于 PIC單片機的控制原理框圖如圖 1所示。在脹管的過程中, 單片機控制系統按照控制要求完成了對材質選擇 、管子直徑選擇 、管板厚度選擇 、脹管機扭矩 (以電流顯示 )實時調節以及故障急停和數字顯示等的控制。

脹管機扭矩 (電流 )的設定值經過 A/D通道讀入單片機, 開關、材質選擇、管子直徑選擇、管板厚度選擇等通過 I/O口讀入單片機, 脹管器送電、脹管控制 、故障指示和電流數字顯示等信號通過 I/O口輸出。

二：軟件設計

本設計中控制軟件采用模塊化設計方法, 以主程序為核心設置了許多功能子程序模塊, 運行過程中通過主程序調用功能子程序模塊, 簡化了設計結構。主要的功能模塊有初始化程序 、A/D轉換子程序、參數讀入子程序和各種延時子程序等 。主程序流程框圖如圖2所示。

程序開始時, 脹管機上電, 單片機立即進行各個端口的初始化工作, 初始化完成后, 單片機控制系統處于待命狀態, 等待開關按下。一旦開關按下, 電源接通,調用參數讀入子程序, 即讀入事先在面板上設定的脹管機扭矩、不同材質、管子直徑和厚度等。然后, 按照讀入的參數開始進行脹管操作。在脹管的過程中, 隨著脹管器的不斷擴張, 脹管機所提供的扭矩也隨之增大, 脹管機的電機電流也隨之增大, 經過對扭矩 (電流)的采樣, 數碼管顯示實際時的工作電流, 與預先設定的脹管值扭矩比較, 到達設定值時電機自動停轉 。經延時子程序的延時, 脹管機輸出停止脹管信號, 脹管機逆時針反轉, 使脹管器開始松開 。待松開時間到達一定時間時, 脹管機停轉, 從而完成一個脹管過程。