冷藏库门运动控制器的研制与开发

摘要

随着中国制冷行业的环保化、节能化进程的不断推进，对相关冷冻设备提出了更高的性能要求。作为中国制冷行业电动冷藏库门制造的骨干企业，江苏省海门市雪盾冷冻设备有限公司和南京理工大学合作，以其DDLM系列电动冷藏库门为基础开发配套的先进运动控制器，使其产品的节能性、安全性和易操作性能够得到较大的提高，使产品更具有市场竞争力。 本文在充分研究原先产品的不足和厂家提出的新功能要求的基础上，完成了对新控制器系统硬件及软件的设计工作。新控制器由数字信号处理器dsPIC30F4011(DSP)、ATmega系列AVR单片机以及专业无线通信芯片nRF2401等众多的先进芯片组成，应用正弦脉宽调制技术(SPWM)实现冷藏库门的交流变频调速控制，大大提高了冷库门运行时的速度和稳定性，同时解决了原先使用传统的继电接触器控制方法带来的高噪音、大冲击力等问题。再者，系统应用电流和速度两种检测技术监控电机，实现了门的双重防轧功能，保证了冷库门运行操作的安全性。最后，系统运用短距离数据无线传输技术实现了对冷库门的遥控操作以及一只遥控器控制多门的功能，易操作性得到提升。 设计的冷库门运动控制器由主控制器和遥控器两部分组成，系统经过多次实际现场调试和试运行，测试结果表明：系统具有运行速度快、防轧功能稳定可靠、遥控器简单易操作等特点，基本达到了预期的功能及性能要求，实现了课题研究的预期目标。 本文的研究和设计工作可以在小功率交流电机调速系统的设计、应用中得到进一步推广和深入的研究。

目录

文摘

英文文摘

声明

1.绪论

1.1课题背景

1.2冷库门控制系统发展现状

1.2.1国内发展状况

1.2.2国外发展状况

1.2.3雪盾电动冷库门概况

1.3课题的研究内容及目标

1.4论文的组织结构

2.冷库门控制系统的方案论证与总体设计

2.1功能需求

2.2技术(经济)指标

2.3方案论证

2.3.1拖动电机的选择

2.3.2调速方案的论证及选择

2.3.3主控芯片的选择

2.3.4智能逆变模块(IPM)的选择

2.3.5无线通信方案的选择

2.4总体架构设计

3.冷库门运动控制器的硬件设计

3.1电机控制电路

3.1.1电机拖动主电路

3.1.2电机拖动主线路电流监测电路

3.1.3 IPM接口设置

3.1.4 IPM控制电路

3.2传感检测与信息采集电路

3.2.1开关量输入电路

3.2.2继电器控制电路

3.2.3电加热控制监测电路

3.2.4脉冲输入捕捉电路

3.2.5按键电路

3.3无线发射电路

3.4电源电路

3.4.1主控制器电源

3.4.2遥控器电源

3.5显示电路

4.系统软件总体设计方案

4.1软件开发语言选择

4.2软件总体架构设计

5.冷库门控制器软件设计

5.1软件开发环境

5.1.1 dsPIC30F系列DSP软件开发环境

5.1.2 dsPIC30F4011芯片C语言编程概述

5.1.3AVR单片机软件开发环境

5.1.4 ATmega系列单片机C语言编程概述

5.2生成正弦波

5.3产生带相位偏移的三路正弦输出

5.4脉冲输入捕捉

5.5电机拖动主线路电流监测(防轧)

5.6无线通信程序设计

5.6.1收发模式

5.6.2器件配置

5.7主控制器程序设计

5.8遥控器程序设计

6.冷库门控制器软硬件调试及运行

6.1 MPLAB ICD2在线调试器

6.2 AVR mkII Lite仿真器

6.3主控制器程序调试

6.4遥控器程序调试

6.5运行情况概述

7.总结

致谢

参考文献