基于單片機與旋轉編碼器的閉環線速度控制系統

　　工作時，當收線電機帶動電纜運動時，帶動旋轉編碼器的主動輪旋轉，從而旋轉編碼器旋轉，輸出脈沖。該脈沖送入光電耦合器，進行隔離、整形、電平轉換，送給AT89C51的12腳，外部中斷INTO進行脈沖計數。每接收到一個脈沖，單片機執行外部中斷INT0子程序一次，脈沖計數存儲器加1。例如，每間隔1 s讀取一次，從而可以根據計數脈沖的個數，與標準脈沖數比較，因此，可以判斷當前線速度的大小。

　　線速度的計算方法如下：

　　例如，要求線速度V為0.1 m/s。

　　旋轉編碼器每秒輸出脈沖數=V·Np/C

　　其中：C為旋轉編碼器主動輪周長(單位：m)。所以，線速度為O.1 m/s時，旋轉編碼器每秒輸出標準脈沖數=0.1×1000/0.5=200個/s。

　　3 軟件設計

　　在定時器中斷中運行，在計時子程序中，每秒執行一次。即查詢每秒收到的脈沖數是否與標準脈沖相同。該線速度控制子程序如圖3所示。

　　首先，讀脈沖計數存儲器的數值，與標準脈沖數比較，等于標準脈沖，脈沖計數存儲器數值清零，說明此時走線速度等于標準速度;若大于標準脈沖數，說明線速度大于標準線速度，因此，必須使調速器給定值減1，使得收線電機轉速減低;若小于標準脈沖數，說明線速度小于標準線速度，必須使調速器給定值加1，使得收線電機轉速增加，從而形成閉環線速度控制反饋系統，控制收線電機旋轉速度，使得線速度保持恒定。

　　4 結語

　　根據電纜成纜機的工藝要求，設計了單片機與旋轉編碼器組成的閉環線速度控制系統，并給出了主要控制程序的設計方法。還可以通過軟件實現線纜走線長度的檢測以及運行時間的計算等功能，并通過顯示屏顯示出來。上述線速度控制系統已成功應用在實際的技術改造中，為企業節約了近百萬元的技術改造資金。結果表明，該系統具有運行穩定可靠、電路簡單、測量精度較高、成本低等特點，完全滿足電纜生產工藝要求，其簡潔的電路設計和典型的控制方法具有較高的參考價值。