面向纖維測量微操作的步進電動機控制軟件設計
王曉芳，邱書波
(山東輕工業學院，山東濟南250353)
摘要：將步進電動機用于纖維測量系統的定位控制，提出一種基于Pc機和數據采集／控制卡的步進電動機控制方案，并將windows多線程和高精度定時技術應用到軟件設計中，以產生高穩定度的脈沖信號，提高步進電動機的定位精度。文章介紹了軟件設計過程，并給出了相應的控制軟件界面。
關鍵詞：纖維測量；控制軟件；數據采集／控制卡；步進電動機；高精度定時；多線程
中圖分類號：TM383．6 文獻標識碼：A 文章編號：1004—7018(2010)05—0060—03
0引言
步進電動機是一種將數字脈沖信號直接轉換成角位移或線位移的控制驅動元件，具有精確步進、平滑調速以及快速起停和換相等特點，廣泛用于速度控制和位置控制系統。本文將步進電動機用于纖維測量微操作系統，該系統主要通過控制步進電動機運動拉伸纖維，達到測量纖維張力的目的，要求有較高定位精度，并臣能通過軟件界面控制拉伸運動過程。系統設計的關鍵是實現步進電動機的運動控制，常見方案有”。：(1)工控機結合運動控制卡方式；(2)Pc機結合單片機最小系統方式；(3)工控機結合PLC方式。這些方案中，有的成本較高，有的實現較復雜。本文采用Pc機結合數據采集／控制卡的控制方案，控制軟件的沒計充分利用Windows多線程和高精度定時技術，生成的進給脈沖信號穩定性好，步進電動機定位精度高。該方案不僅可以方便地通過軟件界面控制步進電動機的運動過程，而且可以依托Pc機和數據采集／控制卡的優勢條件，實現數據采集、處理等其他功能。
1系統構成及功能
步進電動機控制系統構成框圖如圖1所示。圖中的計算機是一臺普通PC機，配有鍵盤和打印機，數據采集／控制卡插在PC機的PCI插槽中，步進電動機是兩相混合式步進電動機，其驅動電路由廠商提供。系統工作時，由Pc機上的控制軟件操作數據采集／控制卡向驅動電路發出控制信號和脈沖信號，驅動電路將輸入信號轉換成d十、A一、B+、B四路輸出信號，驅動步進電動機。
系統控制軟件主要功能包括：(1)控制數據采集／控制卡開關量通道Doutl電平實現步進電動機的起停控制；(2)Dour2電平實現步進電動機正反轉控制；(3)Dout0電平生成步進電動機的進給脈沖信號；(4)通過改變脈沖頻率，實現調速；(5)控制數據采集／控制卡模擬量通道及A／D轉換，實現模擬量面向纖維測量微操作的步進電動機控制軟件設計信號采集。
2關鍵技術介紹
2．1數據采集／控制卡
系統采用一種國產的PcI總線數據采集／控制卡，該卡具有16路開關量輸入／輸出通道、16路模擬量輸入通道、1個12位的AD轉換器。使用時，將數據采集／控制卡插在計算機主板上的任一PcI插槽巾，并安裝沒備驅動程序。應用程序通過動態鏈接庫提供的庫函數訪問數據采集／控制卡。常用的庫函數及功能如下：
(1)]KP8l LocateOpen，打開數據采集／控制卡；
(2)KP811 c10se，關閉數據采集／控制專；
(3)KP8ll—FIFOcls，屆I新FIFO；
(4)KP811一ReadnF0，讀HFO數據；
(5)KP811_Input，開關量輸入；
(6)KP811一Output，開關量輸出。
設計中最常用的庫函數是KP811 Output，該函數可直接控制某路開關量輸出的電平，原形如下：
V0ld KP811一Output(IO HLE hIO．shor channel，b001 states，bool initop，1ong val)
輸入參數的含義：h10為打開的數據采集／控制卡句柄；In劬p為輸出方式選擇，邏輯值“1”時，按字節方式輸出，邏輯值“0”時，按通道方式輸出；chan—nel為通道輸出方式下的通道號；stms為通道輸出方式下通道狀態，“l”時輸出高電平，“0”時輸出低電平；vd用于字節方式輸出。
數據采集／控制卡編程時要注意兩點：
1)首先要調用LoadⅡbrary函數鏈接數據采集／控制卡的動態庫；
2)在訪問數據采集／控制卡前必須先打開板卡，訪問結束后應關閉板卡。
|
