一種數位化切割方法
2023-05-13 00:26:26 3
專利名稱：一種數位化切割方法
技術領域：
本發明涉及一種數位化切割方法，尤其涉及一種基於DSP的切割方法。
背景技術：
逆變式等離子切割是一種新型的熱切割技術，由於它使用方便，切割成本 低，能夠適應多種金屬材料的切割，因此很快得到了普及應用。在現階段，逆 變式等離子切割電源的研製受到廣泛的關注，其設備多是由模擬器件構成，受 噪聲、溫度、器件老化等因素影響較大，而且使用元件多，控制電路複雜。隨 著高性能數位訊號處理器(DSP)的面世，實現脈沖序列控制、自動相移修正、 多機並聯、諧波控制、功率因數調節和實時監測顯示等功能的數位化控制已成 為可能。同時，利用DSP強大的編程能力，可不斷才艮據市場要求進行功能擴展, 提升智能化程度。因此，數位化控制技術是逆變式等離子切割電源的必然發展 方向。
發明內容
本發明的目的在於提出一種數位化切割方法，實現數位化控制切割電源, 將原有的模擬控制方式改變為數字式控制，引入擁有強大數據處理能力的DSP， 再配合單片機，實現智能化、人性化的高性能系統。
為達到上述目的，本發明採用如下技術方案
一種數位化切割方法，其特徵是包括如下步驟
1) 系統初始化並設定定時器；
2) 判斷串口有無數據接收；
3) 若是，則串口接收，若否，則返回步驟l;
5) 置位A/D轉換允許標誌；
6) 串口發送溫度電流參數至PWM輸出。
進一步的，步驟5之後還包括判斷A/D轉換允許標誌的步驟。進一步的，還包括如下步驟若是轉換允許標誌，則i^v溫度電流轉換、 更新數據隊列、超前PI調節步驟；若否，則進入步驟6。
本發明可以穩定工作在比較惡劣的環境；IGBT的驅動波形由DSP軟體實現， 抗幹擾能力強，控制精度高，切割質量好，參數修改及系統升級方便；對DSP進 行數位化改造後，系統得到明顯優化，系統效率達到了 90%，暫栽率85%。
圖l是本發明較佳實施例的流程圖。 圖2是單片機程序流程圖。
具體實施例方式
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述
如圖1所示，本發明一種數位化切割方法，包括如下步驟
1) 系統初始化並設定定時器；
2) 判斷串口有無翁:據接收；
3) 若是，則串口接收，若否，則返回步驟l; 5 )置位A/D轉換允許標誌；
6)串口發送溫度電流參數至PWM輸出。
進一步的，步驟5之後還包括判斷A/D轉換允許標誌的步驟。
進一步的，還包括如下步驟若是轉換允許標誌，則進入溫度電流轉換、 更新數據隊列、超前PI調節步驟；若否，則進入步驟6。
本發明採用DSP與P89C54單片機作為系統控制器，充分結合DSP的強處 理能力與單片機的強控制能力，使系統在實現實時處理的同時滿足低成本的要 求。通過實現串口DSP與單片機的數據交流。系統採用型號為TMS320F2407的 DSP,這種型號的DSP晶片具有如下優點(1)強大的數據處理能力，16位 DSP可提供40MIPS最高運算速度。四級指令執行流水線；豐富的片內資源，如 高速RAM等，才及大地提高了其數據處理速度；(2)豐富的片內資源32k x 16Mt的片上FLASH; 2k x !6bit的單口 RAM; 544 xi6Mt的雙口 RAM;優化過的2個獨立的事件管理器；16路10位模數轉換器(ADC)，轉換速度達到 375ns; 5種不同的片上標準通信埠可作為主機；豐富的片上資源極大地降低 了板級空間及系統成本，可使設計更簡單、更高效、更經濟；(3)採用靜態 CMOS技術，使得供電電壓降為3.3V,減小了控制器的功耗，並且在一個指令周 期內可完成一次乘法和一次加法；具有在單周期內4喿作的多個碌_件地址產生器， 可以並行執行多個操作。
軟體的實現系統設計中使用DSP與單片機同時進行處理與控制。根據這兩 種控制器各自的特點，實際使用時DSP用於數據的釆集和處理、PWM控制和預測 PI控制算法等需要實時處理的運算。單片機用於人機互動、邏輯控制等處理。 對DSP系統與單片機系統均進行了適當的擴展。3.1.1 DSP軟體流程DSP負責 系統主要數據的處理和PWM輸出。由於系統的實時性要求較高，所以在DSP中盡 量不處理其他輔助功能，而把輔助功能交給單片機完成。DSP系統實現溫度和 電流電壓的實時採集、預測PI電流控制、溫度保護、PWM波輸出、RS232通信等 功能。為了確保溫度保護的有效實施，既需要進行DSP軟體處理保護，又需要添 加硬體保護。系統採集的電流為切割電流。
如圖2所示，單片機主要負責系統的輔助工作，以便更好地實現系統的智能 化、人性化。單片機系統實現鍵盤處理、顯示指示、串口、 EEPROM數據非易失 存儲、系統邏輯控制等功能。其中系統邏輯控制對系統來說是至關緊要的，其 邏輯順序不可顛倒，但每一個邏輯步驟所要求的時間不是特別嚴格，因此給實 現帶來很大方便。系統中使用定時中斷設置邏輯步驟進行標誌，根據標誌再在 主程序中實現該邏輯。由於數據傳輸量小，單片機、DSP與PC機之間的相互通 信採用常用的全雙工異步串行方式進行數據傳輸，這樣便於快速實現，可靠性 高，完全可以滿系統要求。
系統使用按字節查表的快速CRC算法校驗串口數據，以降低系統串口通信 的誤碼率。串口傳輸的主要數據有預測PI控制算法的計算參數、溫度及限值、 電流電壓及限值、PWM參數、邏輯狀態等數據。逆變式等離子切割電源系統具有 時變性和非線性的特徵，因此建立該系統的精確數學模型是不可能的，工程上 常用的PI控制器理論是其控制算法的首選。鑑於系統的滯後性，而又需要實時 的精確控制，因此選擇預測PI作為其控制算法.逆變式等離子切割電源是一種高頻的電力電子系統，因此其本身會有相當程度的電磁輻射，其工作環境也相
採用加權平均值濾波的數字濾波方法來消除溫度反饋和電流反饋引入的幹擾； 在關4菱程序中加入空指令N0P冗餘，有效防止系統跑飛；TMS320LF2407片內 高達32k字的FLASH程序存儲器在一般測控系統中存在著大量未用的空間，在 這些未用的程序區設置一段引導程序，當程序受到幹擾跳到該區域時，引導程 序將強行捕獲程序並將其引向一個指定的地址，在那裡以一段專門程序對出現 的錯誤進行處理。
普通技術人員可在不脫離本發明思想的情況下，對上述實施例做出種種修改或 變化，因而本發明的保護範圍並不被上迷實施例所限，而應該是符合權利要求 書提到的創新性特徵的最大範圍。
權利要求
1、一種數位化切割方法，其特徵是包括如下步驟1)系統初始化並設定定時器；2)判斷串口有無數據接收；3)若是，則串口接收，若否，則返回步驟1；5)置位A/D轉換允許標誌；6)串口發送溫度電流參數至PWM輸出。
2、 如權利要求1所述的一種數位化切割方法，其特徵是步驟5之後還包括 判斷A/D轉換允許標誌的步驟。
3、 如權利要求2所述一種數位化切割方法，其特徵是還包括如下步驟若 是轉換允許標誌，則進入溫度電流轉換、更新數據隊列、超前PI調節步驟； 若否，則進入步驟6。
全文摘要
一種數位化切割方法，其特徵是包括如下步驟1)系統初始化並設定定時器；2)判斷串口有無數據接收；3)若是，則串口接收，若否，則返回步驟；4)置位A/D轉換允許標誌；5)串口發送溫度電流參數至PWM輸出。本發明可以穩定工作在比較惡劣的環境；IGBT的驅動波形由DSP軟體實現，抗幹擾能力強，控制精度高，切割質量好，參數修改及系統升級方便；對DSP進行數位化改造後，系統得到明顯優化。
文檔編號B23K10/00GK101518849SQ200810203839
公開日2009年9月2日 申請日期2008年12月2日 優先權日2008年12月2日
發明者劉新春 申請人:上海滬工電焊機製造有限公司