51單片機在玻璃管加熱控制系統中的應用

1 引言

步進電機是一種將電脈沖信號轉換成相應的角位移或線位移的電磁機械裝置，是一種輸出與輸入數字脈沖對應的增量驅動元件，具有快速啟動和停止的能力。但大多數設計人員常常習慣于用邏輯電路實現復雜的步進電機的控制，雖然已經取得很大成效，但實現起來成本高、費時多，而且一旦組成了電路，就很難再改動，因此不得不完全重新設計控制器。微處理器與微計算機的先進技術和低廉的價格，給步進電機的控制開創了一個新的局面[1]。人們完全可以借助于軟件來對步進電機實施控制，從而實現復雜而成本又不高的控制系統，同時還可以很靈活地通過改變程序來改變控制方案。為此，我們基于 89C51單片機設計了步進電機控制器用于玻璃管加熱系統。該控制器具有線路簡潔、性能良好、成本低、可靠性高等特點，在實際應用中取得了良好效果。

2 控制系統硬件設計

2.1 玻璃管加熱器的原理

直徑400mm 的圓盤上每隔15°有1個固定器，用于安放直徑3mm，長度50mm-70mm的玻璃管，圓盤上方有一個火焰噴頭，用于對玻璃管進行加熱。先在圓盤上裝上 24個玻璃管，開機定位后開始工作，步進電動機開始運轉，當每轉過15°時，延時T秒(T的大小可以設定為3，4，5三種狀態，本系統的默認值為3，通過軟件控制可以使時間偏差小于0.1秒)當一個玻璃管加熱完畢后，步進電機轉動移動到下一個玻璃管，所用時間為1秒，通過軟件可以使定位偏差小于 0.1mm，后重復上一步工作。機械傳動原理圖主視圖如圖1所示，俯視圖如圖2所示。

圖1 機械傳動原理圖主視圖

圖2 機械傳動原理圖俯視圖