基于MCU控制的三参数联动协调缓冲包装设备设计研究

发布时间：2017-12-16 20:21

  本文关键词：基于MCU控制的三参数联动协调缓冲包装设备设计研究

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【摘要】：绿色环保的气枕式缓冲包装是时下市场欢迎的一种形式,因此设计实现一款针对气枕式缓冲包装,并满足占地面积小,重量轻,高产量的包装设备是当下的一个热门应用研究领域。然而,传统的气枕式缓冲包装缓冲包装设备大多采用机械式控制,气动控制,可编程式逻辑控制器控制等形式,存在着占地面积大,生产效率低,不良率高等问题。随着包装方式和材料的创新,控制参数也在增多,一般需要同时调整多个参数去满足生产需求,传统的控制方式显然难以满足。本文重点研究一种具备高效制备气枕式缓冲包装设备设计方案,此方案的核心是控制好三个参数:电机的转速,风机的风量,加热丝的温度,只有这三个参数最佳匹配,才能封好一个袋子。研究工作中的难点是在高效高速生产环境下,加热丝的发热量是最难控制的,会导致设备性能的急剧下降。以往传统的方法是通过在加热丝回路中串联可调电阻来实现对热量的调整,但是这种方法对人的经验依赖比较大,调整费时费力,无法满足大批量产品生产的需求。本文采用以单片机技术为基础的PWM控制方案不仅可以满足对上述三个核心参数的基准控制,提高了加热丝发热量的控制精度,同时还增加了简单实用的人机界面、料斗传感器的满箱报警、光电传感器的计数等非常实用的功能,实现了一种轻便、高效的包装机应用设计。本文的结构是,首先介绍了缓冲包装和缓冲包装设备的发展趋势,其次针对新型的缓冲包装设备的主要部件的选型设计阐述,并以MC9S12A256作为主控板的MCU,进行了外围功能电路的设计,其中包括单片机最小系统电路、无刷直流电机的控制电路、无刷直流风机的控制电路、加热丝的控制电路等。然后,在设计原理图的基础上,完成了印刷线路板(PCB)的设计。接着,根据控制功能的要求完成了应用程序设计,将应用程序分成若干个小模块,具体包括系统主程序设计、电机转速计算子程序、刹车断电子程序、电机过流保护子程序、风机调速子程序和加热丝电压电流检测子程序。最后,本文通过样机的实验分析验证了该设计方案通过PWM分别控制电机转速,风机风量,采用电压电流双闭环实现对加热丝发热量的精准控制可性行,达到了电机转速、风机风量、加热丝温度的最佳匹配的预期目标。
【学位授予单位】：苏州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB486

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本文编号：1297337