51單片機在玻璃管加熱控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

1 引言

步進電機是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的角位移或線位移的電磁機械裝置，是一種輸出與輸入數(shù)字脈沖對應(yīng)的增量驅(qū)動元件，具有快速啟動和停止的能力。但大多數(shù)設(shè)計人員常常習(xí)慣于用邏輯電路實現(xiàn)復(fù)雜的步進電機的控制，雖然已經(jīng)取得很大成效，但實現(xiàn)起來成本高、費時多，而且一旦組成了電路，就很難再改動，因此不得不完全重新設(shè)計控制器。微處理器與微計算機的先進技術(shù)和低廉的價格，給步進電機的控制開創(chuàng)了一個新的局面[1]。人們完全可以借助于軟件來對步進電機實施控制，從而實現(xiàn)復(fù)雜而成本又不高的控制系統(tǒng)，同時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單片機設(shè)計了步進電機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，在實際應(yīng)用中取得了良好效果。

2 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計

2.1 玻璃管加熱器的原理

直徑400mm 的圓盤上每隔15°有1個固定器，用于安放直徑3mm，長度50mm-70mm的玻璃管，圓盤上方有一個火焰噴頭，用于對玻璃管進行加熱。先在圓盤上裝上 24個玻璃管，開機定位后開始工作，步進電動機開始運轉(zhuǎn)，當每轉(zhuǎn)過15°時，延時T秒(T的大小可以設(shè)定為3，4，5三種狀態(tài)，本系統(tǒng)的默認值為3，通過軟件控制可以使時間偏差小于0.1秒)當一個玻璃管加熱完畢后，步進電機轉(zhuǎn)動移動到下一個玻璃管，所用時間為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。機械傳動原理圖主視圖如圖1所示，俯視圖如圖2所示。

圖1 機械傳動原理圖主視圖

圖2 機械傳動原理圖俯視圖