51單片機(jī)在玻璃管加熱控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

1 引言

步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線位移的電磁機(jī)械裝置，是一種輸出與輸入數(shù)字脈沖對(duì)應(yīng)的增量驅(qū)動(dòng)元件，具有快速啟動(dòng)和停止的能力。但大多數(shù)設(shè)計(jì)人員常常習(xí)慣于用邏輯電路實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的步進(jìn)電機(jī)的控制，雖然已經(jīng)取得很大成效，但實(shí)現(xiàn)起來成本高、費(fèi)時(shí)多，而且一旦組成了電路，就很難再改動(dòng)，因此不得不完全重新設(shè)計(jì)控制器。微處理器與微計(jì)算機(jī)的先進(jìn)技術(shù)和低廉的價(jià)格，給步進(jìn)電機(jī)的控制開創(chuàng)了一個(gè)新的局面[1]。人們完全可以借助于軟件來對(duì)步進(jìn)電機(jī)實(shí)施控制，從而實(shí)現(xiàn)復(fù)雜而成本又不高的控制系統(tǒng)，同時(shí)還可以很靈活地通過改變程序來改變控制方案。為此，我們基于 89C51單片機(jī)設(shè)計(jì)了步進(jìn)電機(jī)控制器用于玻璃管加熱系統(tǒng)。該控制器具有線路簡潔、性能良好、成本低、可靠性高等特點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好效果。

2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1 玻璃管加熱器的原理

直徑400mm 的圓盤上每隔15°有1個(gè)固定器，用于安放直徑3mm，長度50mm-70mm的玻璃管，圓盤上方有一個(gè)火焰噴頭，用于對(duì)玻璃管進(jìn)行加熱。先在圓盤上裝上 24個(gè)玻璃管，開機(jī)定位后開始工作，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)開始運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)每轉(zhuǎn)過15°時(shí)，延時(shí)T秒(T的大小可以設(shè)定為3，4，5三種狀態(tài)，本系統(tǒng)的默認(rèn)值為3，通過軟件控制可以使時(shí)間偏差小于0.1秒)當(dāng)一個(gè)玻璃管加熱完畢后，步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)移動(dòng)到下一個(gè)玻璃管，所用時(shí)間為1秒，通過軟件可以使定位偏差小于 0.1mm，后重復(fù)上一步工作。機(jī)械傳動(dòng)原理圖主視圖如圖1所示，俯視圖如圖2所示。

圖1 機(jī)械傳動(dòng)原理圖主視圖

圖2 機(jī)械傳動(dòng)原理圖俯視圖