多工作模式电磁起重机电源控制系统的研制

发布时间：2017-06-10 23:08

  本文关键词：多工作模式电磁起重机电源控制系统的研制，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：自2003年我国房地产事业进入快速发展期起,国家的钢铁产量也相应高速发展。电磁起重机是内部带有铁芯的、利用通有电流的线圈使其像磁铁一样具有磁性的一种装置,被广泛应用于冶金、矿山、机械、交通运输等行业,常作为吊运钢铁等导磁性材料或用作电磁机械手,夹持钢铁等导磁性材料。目前国内电磁起重机存在工作模式简单,工作现场安全系数不高等问题。尽管国内对该设备的研究虽起步较早,但多是从理论上阐述了电磁起重机的工作原理,鲜有开发出可满足于对工作性能、操作舒适性、自动化程度、工作安全可靠性、故障监控能力等需求的设备。本文针对现有电磁起重机的多工作模式需求,参考现有电磁起重机的控制系统结构、机械结构和钢铁吊运的工况流程,提出了具有“励磁、调磁、强磁、分张放板”多种工作模式的电磁起重机电源控制系统的整体设计方案,包括主电路设计、控制系统硬件方案设计、软件设计和上位机控制软件的设计。同时分析了各种工作模式的实现方案,提出了利用小波变换来实现本次设计的重点和难点：分张放板工作模式。主电路采用的是三相正桥与反桥相并联的桥式整流电路,阻感性负载且电感值极大。三相正桥用来输出直流电压或直流电流,产生电磁吸力,从而完成吸料过程；反向桥用来输出产生抵消剩磁作用的反向电流,从而实现系统的完全放料。硬件的设计是以TMS320F28335作为核心元件,配合着外围电路构成相应的通信模块、存储模块、显示模块、I/O输入输出模块、AD采样模块、过零检测模块等完成电磁起重机的各个模式的功能；软件的设计是以CCS5.5程序编译软件为平台,结合着控制芯片TMS320F28335丰富的内部资源,以面向对象的C++语言采用模块化程序设计方法设计出能实现系统的各种工作模式的程序。上位机控制软件的设计是以Qt为平台开发出一款上位机应用软件,用于对电磁起重机的控制系统进行监测与控制。最后,通过对样机进行调试和优化,研发出一套具有在不同工况下的“励磁、调磁、强磁、分张放板”工作模式功能的电磁起重机电源控制系统以及配套的上位机控制程序。相比传统的电磁起重机电源系统,此系统更安全可靠、功能更强大、自动化程度更高等,具有一定的工程意义。
【关键词】：电磁起重机 三相全桥整流 多工作模式 分张放板 小波变换 TMS320F28335 Qt
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH21;TP273
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 绪论11-16
• 1.1 课题研究背景11-12
• 1.1.1 起重机械行业的发展11
• 1.1.2 起重机械行业发展的现状11-12
• 1.1.3 电磁起重机在起重行业的作用12
• 1.2 选题的来源与意义12-15
• 1.3 论文主要研究内容15-16
• 第2章 电磁起重机的电源主电路图及其工作原理16-26
• 2.1 电磁起重机的工作过程分析16-17
• 2.2 电磁起重机的主电路设计17-19
• 2.3 恒流控制输出策略的分析19-21
• 2.3.1 三相桥式整流电路分析19-20
• 2.3.2 恒压与恒流控制输出策略的分析20-21
• 2.4 各个工作模式下的工作原理及其实现21-23
• 2.4.1 励磁模式21-22
• 2.4.2 强励磁模式22
• 2.4.3 调磁模式22-23
• 2.4.4 分张放板模式23
• 2.5 小波变换及其应用23-25
• 2.6 本章小结25-26
• 第3章 控制系统的硬件设计26-37
• 3.1 系统硬件总体设计26-27
• 3.2 各模块硬件电路设计27-36
• 3.2.1 复位电路的设计27-28
• 3.2.2 时钟电路28
• 3.2.3 开关量输入输出电路28-30
• 3.2.4 串口通信电路30-31
• 3.2.5 EEPROM数据存储电路31-32
• 3.2.6 三相电压浪涌保护电路的设计32-33
• 3.2.7 过零检测电路的设计33-34
• 3.2.8 AD采样电路的设计34-36
• 3.3 本章小结36-37
• 第4章 控制系统的软件设计37-48
• 4.1 DSP 28335的介绍与分析37-38
• 4.2 软件设计总体结构38-40
• 4.2.1 软件的分层设计与模块化设计原则38-39
• 4.2.2 控制系统软件设计模块说明39-40
• 4.3 PWM脉冲输出程序的设计40-41
• 4.4 AD采样与数据处理程序的设计41-42
• 4.5 通讯模块程序的设计42-44
• 4.5.1 MODBUS通信协议42-43
• 4.5.2 通信模块程序编写43-44
• 4.6 IO模块的程序设计44-46
• 4.6.1 按键扫描程序44-45
• 4.6.2 开入开出节点程序设计45-46
• 4.7 其他功能模块的软件设计46-47
• 4.8 本章小结47-48
• 第5章 上位机控制软件的设计48-53
• 5.1 Qt的简介48
• 5.2 上位机控制软件的功能介绍48-52
• 5.2.1 串口通信的配置49
• 5.2.2 工作模式控制界面49-51
• 5.2.3 设置界面51
• 5.2.4 事件记录功能51-52
• 5.2.5 波形图象52
• 5.3 本章小结52-53
• 第6章 样机测试实验结果分析53-62
• 6.1 样机及其功能介绍53-54
• 6.2 系统实验分析54-61
• 6.2.1 系统上电实验54-55
• 6.2.2 吸料实验55-58
• 6.2.3 放料实验58
• 6.2.4 分张放板实验58-61
• 6.3 本章小结61-62
• 结论62-64
• 参考文献64-67
• 致谢67-68
• 附录A 攻读硕士学位期间发表的主要学术论文68-69
• 附录B 分张放板MATLAB程序69-71
• 附录C 控制系统软件设计程序71-79
• 附录D 上位机控制软件程序79-87

  本文关键词：多工作模式电磁起重机电源控制系统的研制，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：440213