蠕动泵控制器技术方案.doc

蠕动泵控制器技术方案
一、 控制对象特性
电机型号：57BYGH802-LG3
主要参数：两相六线制混合式步进电机，最大电流 2A
单相绕组直流电阻（两组串联）：3.2Ω
步距角：1.8°
最大扭矩：0.8 N.m
二、 功能要求
1. 控制电机运转：可以通过按键控制电机正/反转和转速调节（转速范围暂定5-100 rpm）。
2. 显示运行参数：三位LED数字显示转速（格式：xx.x）。
3. 显示运行状态：运行、转向、暂停（控制部分正常工作，只切断电机电源）三个LED指示灯。
4. 短路保护控制：功率驱动输出电路负载短路时，自动进入待机状态并自锁。
三、 实现方式
1. 运转控制部分——采用AT89C2051单片机作为核心器件，具体完成：
——通过软件实现电机运行脉冲和转向控制信号的产生；
——设置四个控制键：《转向》、《增速》、《减速》、《暂停》四个按键，软件根据按键操作产生相应控制信号；
——根据运行脉冲的频率计算电机转速并在LED屏显示；
2. 功率驱动部分——采用集成芯片THB7128（该芯片最大电流3.3A，或选用该系列芯片的其他型号），具有电路简单，调试容易，控制软件简单和可靠性高等优点，其性能特点能很好满足控制需要：
——电机采用串联4线式接法（电流较小），通过PWM方式实现恒定电流控制，能在较高转速范围内保持基本恒定的扭矩；
——具有多种细分控制功能供选择，可以使电机运转更加平稳，细分参数用控制板上的跳线器设定，控制软件根据设定值选择相应的细分参数输出控制电机运转；
——内置温度保护和过流保护以及保护自锁功能；
——转速极慢时自动进入半流锁定状态（控制电流为正常值的1/2）。
3. 运转控制部分和功率驱动部分之间采用光电耦合方式进行电气连接，以减少功率驱动部分对运转控制部分的电器干扰；两部分电路分别用独立的电源供电，以提高运行和控制的稳定性。
4. 功率驱动部分也可以采用MOSFET（或功率达林顿管）自己设计驱动电路，这样，要求脉冲分配功能通过单片机控制软件来实现，所以软件略显复杂；电机则采用单极性接法，虽然电流较大，但高速状态扭矩下降小；由于没有采用PWM方式，故不容易实现恒定电流控制（自己设计PWM电路由于结构复杂而可靠性低）。

四、 系统结构示意图

控制键
指示灯
转速显示
细分参数设定
THB7128
电流设定

电流取样
运行脉冲
转向控制
暂停
细分1
细分2
细分3
光电隔离
直流电源
12V

12V
AT89C2051
+5V

RPM

运行 细分1
转向 细分2
暂停 细分3

转向
增速
减速
暂停

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