自动控制系统CP3318喷涂机自动制约体系软件设计和实现

摘要：针对CP3318喷涂机自动控制系统的设计与实现，采用电子技术和单片机技术相结合，实现了CP3318喷涂机的自动控制。本文对系统进行了分析与软件设计，根据要实现的功能，其软件设计部分包含采样压力值处理、A/D中断、时间常数计算及设定值的处理。经过对系统进行结果测试与分析，本系统达到了预期的效果，能够满足各项技术指标要求。
关键词：喷涂机 A/D中断 HT46F49E单片机
1007-9416（2013）05-0185-01
1 引言
在防腐工程中需要进行油漆和涂料的喷涂。传统的工艺是：利用空气压缩机实现高压空气，对涂料和油漆施以高压，使其气化，实现对被防腐物体进行喷涂起到防腐的目的。这种工艺的缺点是：空压机提供的高压空气的压力不够稳定，这样喷涂不均匀，质量差；且喷涂操作时需要两人操作（一人看空压机，另一人喷涂）才可进行作业；喷涂设备笨重，喷涂效率低，移动喷涂不方便。为了提高喷涂质量和效率，势必需要大量的自动化喷涂设备。目前国内只有气动喷涂机，电动自动控制的喷涂机还不成熟。此产品就是为了填补国内电动自动控制系统喷涂机的空白，满足国内国际市场的迫切需要。

2 系统分析与方案设计

2.

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1 系统需求分析

当给喷涂机设定工作压力后，要求喷涂机能在设定压力下稳定地工作；控制对象为直流伺服电机，要求其最大转速为3500转/min，功率为1.1KW，工作电压为直流250V，工作电流为4A左右；工作压力允许波动5%～10%。根据要求，我们将指标具体化：（1）设定压力范围：4～23Mpa，任意设置。（2）工作压力波动：5%～10%，在设定压力点。（3）连续工作时间：8小时。（4）供电电源：～220V、50HZ。（5）直流电机功率：1.1KW。（6）工作温度范围：0℃～50℃。（7）控制箱外形尺寸：150×130×60。（8）控制板尺寸：130×100mm。（9）平均无故障时间：MBTF≥10000小时。（10）重量：小于1KG。

2.2 系统设计方案

针对以上技术指标，特制定了以下研发方案，系统框图如1所示。

3 系统软件设计

根据系统要实现的功能，软件设计部分包含采样压力值处理、设定压力值处理、A/D中断及时间常数的计算，这里主要介绍实现本系统的主程序及部分主要子程序的功能。

3.1 系统主程序的实现

系统主程序的功能为单片机上电时，程序起始地址为0000时，设置主程序、过零中断、定时中断、A/D转换的入口地址，并转入主程序工作。当主程序开始工作时，首先读入设定的压力值，如果设定压力值小于3MPa，就跳到0区处理；如果设定压力值大于3Mpa时，就进入取采样压力值，如果采样压力值小于3MPa，就转去做停机处理，如果采样压力值大于3MPa，就做正常处理，并控制输出继电器闭合，进行输出。之后，当改变设定压力值时，就显示设定压力值的大小，否则，就一直显示采样压力值，并控制直流电机的转速，即控制喷涂机的工作压力，保持喷涂过程中涂料的压力与设定值压力一样和喷涂均匀。

3.2 A/D中断程序的实现

A/D中断程序的功能为首先启动A/D转换功能，当完成100msA/D转换之后，输出一个中断信号，中断信号送给单片机，告诉CPU A/D转换已经结束，要求CPU读入相应的数据，当CPU响应该中断请求后，就读入A/D转换数据，然后CPU就分析判断是采样压力值还是设定压力值，根据分析结果再做分别处理。

3.3 采样压力值处理程序的实现

采样压力值处理程序的功能为经过A/D转换过程后，如果是采样压力值，就判断采样压力值与设定压力值相差多少，如果相差大，已经小于下限值3MPa，就转去做0区处理，然后结束压力处理过程，再跳到设定压力值处理，并显示[3]。

3.4 设定压力值处理程序的实现

设定压力值处理程序的功能为当喷涂机工作时，首先设定一个压力值，如设定为10MPa，将设定的压力值模拟量转换成对应的数字量，送单片机保存该数据，并显示设定压力值的大小，当改变设定压力值时，才显示设定压力值，如果不改变，过几秒，就自动转到压力值显示[4]。

4 测试结果与分析

经过半年多的研制、调试和试验，所有技术指标满足了系统功能的要求，技术水平同国内其他厂家，但是与国外厂家相比，还存在一点差距，欠缺一点电路自我保护功能。如果选择灵敏度较高的压力传感器，就可以实现国外同样产品的技术水平；另增加电流传感器，以检测输出电流的过流状态，从而当机械部分出现故障时，就可以更可靠地保护电子电路。
参考文献
张毅坤.单片微型计算机原理及应用[M].西安.电子科技大学出版社.1998.
何立民.单片机应用系统设计[M].北京.北京航空航天大学出版社.1992.
[3]钟睿.MCS-51 单片机原理及应用开发技术[M].北京.中国铁道出版社.2003.
[4]耿长表.单片机应用技术[M].北京.化学工业出版社.2003.