基于低压电力线载波通信的电机控制系统设计

- 90 - 360元 / 年 邮局订阅号：82-946
《现场总线技术应用 200 例》
您的论文得到两院院士关注 和子机板,信号经过 EM78P451AQ 处理,驱动数码管显示相应的 位置信息。解调后的电力线载波信号及电源经低压电力线 (DC24V)直接接入子机板电路,一方面作为子机板的电源,同时 子机板电路的 PIC16F630 单片机接收到电源线上所带的控制 信号,经过识别,控制电机驱动电路工作,以此来实现对电机正反 转以及点动长动的控制。通过主机控制面板来实现完全控制过 程类似。
技 术 创 新
图 5 PIC16F630 外围电路图 3.4 遥控电路 本系统遥控器的核心器件为芯片 CF557 以及芯片 CC1100, 由于这两款芯片的集成度高、静态电流很小,功耗也很小,遥控 电路可采用 3V 的干电池供电。 遥控器键盘操作时,先作信道选择(对哪一部分电机操作), 然后作功能选择(点动、长动、停止、正转、反转),信号经单片机 CF557 处理后,向 CC1100 传送一组数字信号,该组数字信号经 CC1100 调制后发射出去,主机版接收到信号后,会选定指定的 子机模块进行相关的动作,这些功能都将由软件的配合来实现。
and arrange the lines, it have to control so many connection when the multi -circuit electromotor control system works. The system
术 can realize single-control and multi-control. Key words: electromotor control system; carrier communication of power line; single-control; multi-control
as center controller, low -voltage power line carrier communication technology is used. The implementation of system is discussed
技 mainly. The main circuits of system are designed. This design will solve these traditional problems, such as it is not easy to connect
嵌入式系统应用
文 章 编 号 :1008-0570(2009)10-2-0090-02
《微计算机信息》(嵌入式与 SOC)2009 年第 25 卷第 10-2 期
基于低压电力线载波通信的电机控制系统设计
The Design of Electromotor Control System Base on Low-Voltage Power Line Carrier Communication Technology
&errmsg); printf("</html>\n"); } 由于 CGI 程序是用 C 语言编写的,经过编译生成可执行的
二进制代码,所以它具有占用空间小,运行速度快,安全可靠等优 点。 该 sql.cgi 程序启动后首先查询用户表完成用户名和密码 的鉴定,如果是合法用户,则根据用户的查询条件查询数据库中 的温度或光感强度数据表,将查询结果显示在主页上,若为非法 用户则给出登陆错误提示信息返回到主页,如图 6 所示。
图 3 CC1100 外围电路 CC1100 的 2、3、6 脚 为 数 字 信 号 输 出 端 , 作 为 芯 片 EM78P451AQ 的信号输入;4、9、11、14、15 脚为 1.8---3.6V 的电 源输入;8、10 脚为外接晶体振荡器的输入端,本电路的晶振的频 率选为 26MHz;16 脚为模拟接地端,19 脚为数字接地端;12、13 脚为接收模式下对经 LNA(低噪声放大器)的正、负 RF 输入信 号, 其外围的电路选中一个特定的频率 (本电路选用的频率为 315MHz)。 3.2 EM78P451AQ 外围电路设计 EM78P451AQ 主要负责接收主机键盘输入端口信号, 信号 至数码管驱动、显示。 为了防串键(两键瞬间先后按下),编码器采用优先控制法, 即先按下的键起作用,后按的键判为无效;为了防并键(两键同时 按下),采用判为误动作的方式,即两键同时按下时,视为无效,不 发出任何按键指令码信号。 EM78P451AQ 的 12 脚为电力线载波信号输出,对输出信号 的处理电路如图 4 所示。
图 4 电力线载波信号输出电路
嵌入式系统应用
信号经 EM78P451AQ 的 12 脚接至图 4 中的 19 脚, 当 19 脚输出信号时, 通过一个 10kΩ 的电阻, 使三极管 9014 导通, 9014 集电极出来的电压通过一个 1kΩ 的电阻去驱动 IRF9Z34 的 MOS 管,MOS 管的 D 极接 24V 直流电源, 电源载波信号由 S 极输出,R24 和二极管 IN4004 的作用是为了稳定 MOS 管的静 态工作点,R25 为限流电阻,考虑到在带动几个电机的情况下电 流比较大,所以选用 1Ω,功率为 10W 的水泥大电阻,F1 为过载 保护片(5A),其作用是电流过大时断开,当电流恢复正常时 F1 可 以恢复正常工作。
群、开关电源等组成。
长动。
2 智能直流电机控制系统的工作流程
图 1 系统总体结构框图 图 1 中的功能键有以下对应关系:S 键: 停止;U 键: 正转长 动;D 键:反转长动;SLU 键:正转点动;SLD 键:反转点动。 系统学习(对码):连接好主机板和任一个子机板,上电,同时按 下主机板的 SLU 和 SLD 约 20 秒钟,蜂鸣器发出一次短鸣,此时 按下遥控器的数字键 1~9 任意一个选择信道, 再按住遥控器的 REC 键约 10 秒钟,蜂鸣器发出一次长鸣,对码成功。此时可以按 所需要的功能键 U、S、D、SLU、SLD 来控制电机的正转和反转。 以上是对一个子机模块的学习过程, 要对其它子机模块学 习,按以上步骤学习作相同子机模块。 本系统的操作控制分单控和群控, 遥控器操作或数字面板 操作都同样有效。 单控:所有的子机模块都学习好后,按一次遥控器或主机面 板上的任一 0~9 数字键,然后按下 CH 键锁定,即可通过遥控器 或主机面板的 U、S、D、SLU、SLD 来控制单个电机正转和反转以
等问题,系统可实现单控和群控。
关键词: 电机控制系统; 电力线载波通信; 单控; 群控
中图分类号: TP273; TN915
文献标识码: B
Abstract: In this paper, intelligence and direct currently electromotor control system is designed. CC1100 and EM78P451AQ is act
统的硬件设计和软件平台设计, 该系统可有效进行传感器网络
数据管理与存储, 实现用户对传感器网络数据的远程查询和监
视功能。在系统的设计中,通过 CGI 访问 Sqlite 数据库的改进,
技
图 6 系统主页
术
4 结论
创
本文创新点: 本文针对嵌入式传感器网络数据管理系统的
开发需求,通过对传感器网络的结构、嵌入式 Web 体系结构、嵌
新 入式数据库模型等进行初步的研究与探索, 利用现有的开发平
台和开发工具, 对基于 Linux 的嵌入式系统开发模式、嵌入式
Internet 技术进行实践。完成了嵌入式传感器网络数据管理系
3.3 子机板电路 当主机板通过 12 脚输出电力线载波信号时,这时就需要通 过子机板电路来对这些携带控制信息的信号进行识别以达到 对电机的有效控制。子机板电路主要包括:子机板电源电路、单 片机 PIC16F630 外围电路、电机驱动电路等。驱动电路采用两 个开关管和两个 5 脚继电器驱动, 使电机很容易实现正转及反 转。电机采用的是 24V 的直流电机,只需改变正负极的电流方 向即可方便地实现正转和反转。 子机板电路的核心为一个 PIC16F630 单片机, 驱动电机的 元件器为 24V、5A 继电器。下面对子机板单片机 PIC16F630 外 围电路作重点介绍。 单片机 PIC16F630 主要功能是输出信号对系统的负载 (电 动机)作各种运转等的控制,其外围电路如图 5 所示。 图 5 中 ,13 脚 输 入 的 电 源 线 载 波 信 号 经 过 单 片 机 PIC16F630 处理后由 11 脚和 12 脚输出控制信号, 控制后面的 驱动电路来驱动电机的长动和点动以及正转和反转。9 脚和 10 脚作为辅助的开关输入端,当 KEY1 开关闭合时,9 脚低电平,可 以控制 12 脚输出高电平控制电机正转点动;当 KEY2 开关闭合 时,10 脚低电平,可以控制 11 脚输出高电平控制电机反转点动; 当 KEY1 或 KEY2 按住一定时间(例如 3 秒以上),可以控制 11 或 12 脚输出高电平控制电机反转长动或正转长动。
(嘉应学院) 曾 素 琼
ZENG Su-qiong
摘要: 设 计 了 以 收 发 模 块 CC1100 和 EM78P451AQ 为 控 制 核 心 , 采 用 低 压 电 力 线 载 波 通 信 技 术 的 直 流 电 机 智 能 控 制 系 统 ; 对 系
统的实现作了详细描述,对主要电路作了设计;本设计将在一定程度上解决传统的多路电机控制系统接线端口多,布线麻烦
曾素琼: 副教授 硕士
图 2 系统工作流程图 系统的工作流程如图 2 所示。通过遥控器来实现完全控制 (以 1 号键为例) 为例: 按下遥控器的 1 号键, 这时单片机 PIC16F630 读入 1 号键的键位码,再按下遥控器的控制键(即正 转、反转、点动、长动、停止这五个控制器), 这时单片机 PIC16F630 向发射端的主机板的收发模块 CC1100 输入一串带 位置信息的控制信号,CC1100 接收到这个信号后, 经过高频调 制(FSK,315MHz),将这一信号发射并沿电力线传播。接收端的主 机板接收到这一信号后, 经过主机板的 CC1100 对这一信号进 行接收并解调, 同时将解调出来的信号送入芯片 EM78P451AQ