基于單片機的交流異步電機軟啟動器節(jié)能運行研究-資料下載頁
2025-06-26 17:20本頁面
【正文】 程序控制掃描方式。通過程序，控制單片機在空閑時調(diào)用鍵盤掃描子程序，并反復掃描鍵盤，直到用戶從鍵盤上輸入命令或數(shù)據(jù)。鍵盤掃描子程序完成如下幾個功能[8]：（1）判別有無鍵按下：PA口輸出全為0，讀PC口狀態(tài)。若PC0—PC1全為1，則說明無鍵按下；若不全為1，則說明有鍵按下；（2）消除按鍵抖動：判斷有按鍵按下后，用軟件延時的方法延時10ms，再判斷鍵盤狀態(tài)，如果仍為有鍵按下狀態(tài)，則認為有一個確定的鍵按下，否則當作按鍵抖動處理；（3）求按鍵位置：根據(jù)前面介紹的掃描法進行逐列置0掃描，最后確定按鍵的行、列值，并通過計算得到按鍵的鍵號。鍵盤用07賦予鍵號，掃描鍵盤時設(shè)置列計數(shù)器R4，行首鍵號送A，則閉合鍵號=行首鍵號+列號，即：鍵號=（A）+(R4)；（4）鍵閉合一次僅進行一次按鍵的處理 方法是等待按鍵釋放之后，再進行按鍵功能的處理操作?！★@示4個數(shù)碼管各設(shè)一個顯示緩沖單元，要顯示的內(nèi)容首先送到顯示緩沖區(qū)各位數(shù)碼管對應(yīng)的顯示緩沖單元。（本文中為50H—53H，50H對應(yīng)最左邊數(shù)碼管，53H對應(yīng)最右邊數(shù)碼管。）各命令鍵的服務(wù)子程序入口地址連續(xù)存放在一起形成入口地址表，程序執(zhí)行時根據(jù)按下的命令鍵號，用查表指令找到對應(yīng)的入口地址，從而執(zhí)行相應(yīng)的命令功能。４ 控制與運行方式鍵盤和顯示是系統(tǒng)的核心部分。作為人機對話的界面，系統(tǒng)用了8個按鍵和4個LED顯示器完成各種啟動方式及運行參數(shù)的設(shè)定與修改，功能較為強大。單片機軟件采用C51語言編程，C51與匯編語言相比，有編程效率高、代碼易維護等優(yōu)點。 運行方式及參數(shù)設(shè)置 可選方式與參數(shù)本系統(tǒng)共設(shè)計了4種啟動方式及2種停車方式，可由智能電機控制模塊完成。分別為全壓啟動、電壓斜坡啟動、電壓階躍啟動、限流啟動；軟停車和自由停車。其在數(shù)碼管上的顯示代碼分別為0、3；4（將軟停車的停車時間設(shè)為0，即為自由停車，故不單列）?？蛇M行設(shè)定的運行參數(shù)包括額定電壓、額定電流、啟動時間、停車時間、額定功率因數(shù)等，參數(shù)種類根據(jù)啟動方式的不同而在顯示上略有區(qū)別。 操作流程（1）單片機上電或復位后，鍵盤和數(shù)碼管顯示啟動，系統(tǒng)自檢。一切正常時，數(shù)碼管顯示“good”，方可開始其他操作；（2）按設(shè)置(SET)鍵數(shù)次，選擇需要設(shè)定的啟動、停車方式和運行參數(shù)。各種運行方式下的參數(shù)將在數(shù)碼管上循環(huán)顯示，并采用方式代碼與參數(shù)相結(jié)合的形式。如顯示“1U”時，“1”代表電機采用電壓斜坡啟動，“U”代表待調(diào)參數(shù)為初始啟動電壓；（3）各運行參數(shù)在數(shù)碼管上顯示時即被選中，再按上調(diào)(▲)或下調(diào)(▼)鍵則調(diào)整參數(shù)數(shù)值，數(shù)碼管同步顯示；（4）參數(shù)調(diào)整完畢后，按確認(OK)鍵，存儲運行參數(shù)。此后如不作修改，則始終按當前參數(shù)運行，關(guān)機與掉電情況下也不會丟失。需要重新設(shè)定時，須按復位(RESET)鍵將各參數(shù)清零，再重復上述操作；（5）運行參數(shù)儲存后，按啟動（RUN）鍵，電機則根據(jù)設(shè)定的方式與參數(shù)開始軟啟動； （6）電機完成軟啟動過程，進入平穩(wěn)運轉(zhuǎn)后，按下節(jié)能運行(SAVE)鍵，即進入節(jié)能運行狀態(tài)。數(shù)碼管此時能動態(tài)顯示電機的實際功率因數(shù)，單片機則進入恒功率因數(shù)控制；（7）電機進入平穩(wěn)運轉(zhuǎn)后，按停車(STOP)鍵，則根據(jù)設(shè)定的方式與參數(shù)停車。軟停車的停車時間設(shè)為0時，電機即為自由停車?！〕绦蛟O(shè)計 主程序流程圖初始化程序給有關(guān)單元賦初值，處理軟啟動時間的設(shè)定，確定標準功率因數(shù)角的數(shù)值。數(shù)據(jù)處理程序采樣數(shù)據(jù)進行運算，與設(shè)定值比較并進行PID調(diào)節(jié)，控制可控硅的導通角，對電動機進行調(diào)壓，對系統(tǒng)實現(xiàn)閉環(huán)控制，使其運行于高效率狀態(tài)。為了避免系統(tǒng)的頻繁調(diào)節(jié),在程序中設(shè)定,只要誤差小于一定的常數(shù)值就不再調(diào)節(jié)（見圖41）。圖41 數(shù)據(jù)處理程序流程圖圖42 鍵盤掃描程序流程圖圖435 結(jié)論本文在交流異步電機軟啟動器的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了恒功率因數(shù)控制，從而提高了電機效率，使節(jié)能運行成為可能。系統(tǒng)還添加了用于各參數(shù)設(shè)定與修改的人機界面，這是一般以單片機為控制核心的軟啟動器所不能比擬的。整個電路簡單緊湊，安裝、維護和使用都十分方便，控制精確、性能穩(wěn)定，成本也較低廉。除此之外，在電機運行過程中，缺相、斷相、過流等保護功能也可通過對該軟啟動器編寫相應(yīng)程序?qū)崿F(xiàn)。經(jīng)測試表明，當電機為空載或輕載時節(jié)能效果顯著，特別適用于短時滿載或長時間空載的負載。但其最大的缺點是由于采取晶閘管移相控制，對電機和電網(wǎng)都存在諧波干擾。參考文獻[1] 電機節(jié)能控制器的設(shè)計 趙學軍等 《單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用》[2] 交流異步電機軟啟動及優(yōu)化節(jié)能控制技術(shù)研究 徐甫榮，崔力 《電氣傳動自動化》[3] 異步電機的功率因數(shù)檢測及其控制 張慶新，王鳳翔 《電工技術(shù)雜志》[4] 電動機節(jié)能控制的研究 趙金憲，付家才 《煤礦機械》[5] 單片微型計算機實用系統(tǒng)設(shè)計 潘新民 王燕編著 人民郵電出版社 1992[6] 中國電子網(wǎng)[7] 單片機應(yīng)用技術(shù)選編 何立民主編 北京航空航天大學出版社 1993[8] 單片機應(yīng)用新技術(shù)教程 朱宇光主編 電子工業(yè)出版社 2000[9] MCS51單片機應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計 何立民編著 北京航空航天大學出版社 199025
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