若R9取200Ω,R15取0.33Ω,R17选1 kΩ的电位器,那么,实际工作时,通过调节电位器阻值就可使输出电流稳定为3 A。
2.3 电源设计
由于本放线机使用的是市电220 V,所以,本设计选用台湾明纬的AC/DC开关电源将交流220 V变成直流24 V,然后再经过PWM控制器NCP1200构成的反激式开关电源将该24 V变成直流5 V,再经过LDO稳压芯片AS1117-3.3V变换并稳压至3.3 V给单片机供电。另外,该24 V还要经过三端可调稳压块LM317变成5 V以给SLA7026提供辅助电源。
3 软件设计
本系统软件由主程序、A/D转换子程序、PI控制算法子程序和脉冲信号产生子程序等部分组成。主程序主要完成数控系统各子程序的上电初始化,以及实际控制过程中各个功能模块的协调。A/D转换子程序用于完成摆臂位置的采样转换,实际编程时,为了降低采样过程的瞬态误差干扰,本设计运用了算术均值滤波的方法,即最终参与控制运算的位置反馈值是通过多次采样的反馈值求算术平均取得的。PI控制算法子程序是软件设计的重点,调试时要根据放线机的运行状况,反复调整P系数KP、I系数Ki、采样时间Ts和设定值SetValue,以求达到最好的运行效果。脉冲信号产生程序设计应根据步进电机驱动波形的时序关系来不断循环延时,并通过给单片机口线置高、低电平来实现。其中精确定时是使用CCP(捕捉/比较/PWM)模块来完成的。设计中让CCP2工作在比较模式,并选用16位定时器T1作时基,在每个定时器时钟周期到来时使T1数据寄存器中的值从0不断加1,当与16位比较寄存器CCPR2里的设定值匹配时,系统将产生软件中断,然后在中断服务程序中将RC0、RC1、RC2、RC3置高、低电平。图5所示是系统的主程序流程图,而其PI控制算法子程序流程图则如图6所示。
4 结束语
本文分析了的软硬件实现方法,该方法通过选用动态响应快,易于启停及变速的步进电机作为执行元件,抗干扰性较强的PIC单片机作为主控芯片和集成PWM驱动芯片SLA7026作为步进电机驱动器来简化硬件电路设计,从而提高了系统工作的稳定性和可靠性。同时使用PI控制算法使放线速度不断跟随绕线速度的变化,近而达到放线速度自动控制目的。实验证明,该系统能达到相关技术指标,可在使用中取得良好的效果。