基于DSP的脈沖MIG焊控制系統(tǒng).pdf

1、數字化脈沖MIG焊機是將數字信號處理技術和與傳統(tǒng)的MIG焊弧焊工藝相結合所設計研發(fā)的智能化新型焊機。由于運用了數字信號處理技術，數字化脈沖MIG焊接電源較傳統(tǒng)的焊接電源來說其功能更加強大，控制精度更高，控制參數穩(wěn)定性更好，性能更加穩(wěn)定，工藝穩(wěn)定性和工藝效果更好。近年來隨著對焊接產品要求的提高，這種新型焊機已逐漸替代傳統(tǒng)弧焊電源被廣泛的應用于工業(yè)生產中。本文在總結了國內外數字化脈沖MIG焊接電源的基礎上，設計了數字式一元化脈沖MIG焊機的

2、數字化控制系統(tǒng)。本文設計的數字控制系統(tǒng)以DSP為核心、DSP+MCU雙核控制，包括硬件電路及軟件編程系統(tǒng)，通過軟硬件的結合控制以達到對焊機輸出特性的控制，實現(xiàn)焊機的精密控制。本文設計雙核控制系統(tǒng)，DSP作為主控芯片，主要負責焊接過程中的參數數據采樣、數字PWM信號輸出、實現(xiàn)控制算法以及控制電源系統(tǒng)的輸出特性；MCU作為人機交互系統(tǒng)，主要負責焊接參數預置、雙機數據通信、電源狀態(tài)監(jiān)測等。
　　首先，本文介紹了數字控制系統(tǒng)的硬件組成電路

3、，主要包括DSP+MCU雙核控制系統(tǒng)、IGBT驅動系統(tǒng)以及送絲送氣系統(tǒng)。DSP+MCU雙核控制系統(tǒng)包括DSP控制系統(tǒng)和單片機人機交互系統(tǒng)，其中DSP控制系統(tǒng)以芯片TMS320F2812為控制核心，負責整個焊接過程控制，其硬件電路包括DSP最小系統(tǒng)、電流電壓采樣電路、故障保護電路等；單片機STC89C58RD+作為人機交互系統(tǒng)的主控芯片，主要負責焊接參數的預置，硬件電路由參數選擇電路、MAX7219顯示電路、編碼器調節(jié)電路以及通信電路等組

4、成。驅動系統(tǒng)設計以光耦HCPL-316J為核心的數字驅動電路，主要負責對DSP輸出PWM信號進行放大輸出符合要求的驅動波形，控制全橋IGBT的導通，并使主電路與控制電路隔離，控制焊機輸出。
　　其次，對控制系統(tǒng)軟件編程做了介紹。軟件程序主要包括DSP程序和MCU程序，均采用模塊化C語言編程，分別給出了對應的主程序及各個子程序的程序流程圖。其中，DSP程序負責控制焊機輸出，控制程序包括DSP主程序、PWM信號輸出程序、PI控制子程序

5、、A/D轉換程序、弧長控制子程序、脈沖輸出控制程序以及中斷服務程序的設計；MCU負責參數預置，控制軟件程序包括MCU主程序、編碼器鑒相程序、掉電保存程序、一元化焊接參數數據庫存儲程序及雙機通信協(xié)議的設定。
　　最后，根據設計要求制作了控制系統(tǒng)硬件電路，編寫了軟件程序，并分別對各個模塊進行了單獨調試，包括人機交互系統(tǒng)調試、數字PWM測試、保護電路測試以及驅動波形的測試。單獨測得各個模塊信號無誤后，組裝樣機，對樣機進行了調試，包括空載