基于单片机的全位置自动焊接控制系统的研究

摘要

在管道焊接施工技术中，全位置自动焊接技术以其高效率、高质量的优点成为现代焊接技术发展的方向，进行全位置自动焊接控制技术的研究，具有理论意义、工程意义和经济意义。　　本文研究了一种全新的管道全位置自动焊机的结构、控制设计方案，并对自动化焊接系统进行了深入的研究。论文对全位置自动焊接控制系统提出详细的设计方案并进行了理论分析和实验验证。该控制系统不但具有快速、准确、可靠、多功能化的特点，而且性价比高。设计对系统所要求的调速、显示功能基本都实现了软、硬件的成功调试，并成功应用于现场。通过本文所做的工作，为单片机在焊接控制领域的发展与应用提供了新的参考。　　自动焊接控制系统的硬件内核采用80C196MC+PSD813解决方案，串口通讯采用16C550，研究设计了A/D和D/A接口、电机功率驱动接口、开关量输入接口等基本控制电路，分析了其工作原理和过程，并成功地应用于系统。　　论文最后论述了电磁干扰的原理，并针对焊接系统提出了有效的抗干扰措施。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1问题的提出

1.2在国内外产生发展的历史及现状

1.3本论文研究的主要内容

第2章全位置自动焊接系统简介

2.1全位置自动焊接系统总体设计方案

2.1.1机械系统

2.1.2焊接电源

2.1.3自动焊接控制系统

2.2全位置自动焊接系统的用途及特点

2.3全位置自动焊接系统的基本技术要求

第3章控制电机选择及调速系统方案设计

3.1控制电机的选型

3.2调速系统方案的选定

3.2.1伺服系统

3.2.2转速的检测

3.2.3直流调速系统

3.3数字PID控制器

3.3.1模拟PID调节器

3.3.2数字PID调节器

第4章系统硬件构成与接口设计

4.1硬件系统设计原则

4.2硬件电路的总体设计

4.3微控制器单元

4.3.1事件处理器阵列EPA

4.3.2波形发生器WFG

4.3.3外设事务服务器PTS

4.4系统的扩展

4.4.1程序存储器扩展

4.4.2数据存储器扩展

4.4.3输入输出单元扩展

4.5基本配置单元

4.5.1复位电路

4.5.2振荡器电路

4.6串行通讯设计

4.6.1接口电路

4.6.2总线标准

4.6.3通讯协议

4.6.4工作原理

4.7焊接电源控制接口设计

4.7.1启动控制电路

4.7.2电流检测电路

4.7.3 A/D接口电路

4.7.4 D/A接口电路

4.8电机控制接口设计

4.8.1 PWM功率驱动接口设计

4.8.2光电脉冲测速设计

第5章系统抗干扰设计

5.1干扰的产生机理

5.2硬件系统的抗干扰设计

5.2.1电源干扰及抗干扰设计

5.2.2通道干扰及抗干扰设计

5.2.3空间干扰及抗干扰设计

5.2.4印刷电路板的抗干扰设计

5.3软件的抗干扰设计

5.3.1开关量输入/输出的软件抗干扰设计

5.3.2指令冗余

5.3.3软件陷阱

5.3.4程序运行监视系统

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文