基于STCCAS单片机及PC机的交流电机闭环调速系统.docVIP

基于STC12C5A60S2单片机及PC机的交流电机闭环调速系统期刊缩略版 李振东 （东南大学成贤学院，南京 210032） 摘要：为实现自动化专业单片机与电机控制综合教学的目的，采用宏晶STC12C5A60S2 1T高速单片机和PC机设计了三相异步电动机闭环变频调速系统。系统分为下位单片机和上位PC机两部分：下位机以STC12C5A60S2为核心，采用片上A/D实现转速给定和反馈；采用D/A芯片输出模拟电压控制西门子工业变频器实现调速；发挥STC12C5A60S2的高速特点，在单片机中实现了分离积分的浮点PID闭环控制算法；并用通信方式将电动机转速实时向上位PC机发送；PC机采用VisualBASIC配合MSComm控件编程，实现转速的实时采集与曲线显示。 关键词：1T单片机，STC12C5A60S2，TLC5615；开环，闭环，PID，分离积分浮点PID；交流电动机，变频调速系统，西门子G110工业变频器；VisualBASIC，MSComm。 AC Motor Closed-loop Speed Regulation System Based on STC12C5A60S2 MCU and PC Li Zhendong (Chengxian College of Southeast University，Nanjing，210032，China) Abstract：For the purpose of MCU and motor control comprehensive teaching for automation speciality，designed a three-phase asynchronous motor closed-loop variable frequency speed regulation system with STC12C5A60S2 1T high-speed MCU and PC．The System is divided into two parts of MCU and PC：lower computer takes STC12C5A60S2 as a core，uses on-chip A/D to realize speed set and feedback，exports analog voltage by D/A chip，controls SIEMENS industrial converter to carry out speed regulation；The high-speed characteristic of STC12C5A60S2 carries out the integration separation floating-point PID closed-loop control algorithm；the real-time motor speed is sent to upper computer PC by communication；programed PC by VisualBASIC and MSComm control to realize the speed real-time data acquisition and curve display． Keywords：1T MCU，STC12C5A60S2，TLC5615；open-loop，closed-loop，PID，integration separation floating-point PID；AC motor，variable frequency speed regulation system，SIEMENS G110 industrial frequency converter；VisualBASIC，MSComm． 引言 工业控制中，交流异步电动机闭环变频调速系统有广泛用途，其核心的PID控制可用软件实现。且为了提高控制质量，必须采用浮点方式的PID。 51核单片机架构经典，应用广泛，是高校微机原理与应用实践的经典机型。但传统51核单片机存在机器周期的12分频问题，速度偏慢；不利于浮点方式PID的实现。 宏晶近年推出的单时钟/机器周期（1T）STC12C5A系列高速单片机，大幅度提高了运算速度，为在51核单片机实现电动机转速的浮点PID闭环控制提供了可行性。 1 系统结构 如图1，系统由PC机、单片机系统、变频器、电机机组等四部分组成。 给定单元以模拟电压送入单片机A/D作为转速给定；测速发电机输出电压送入单片机A/D作为转速反馈；控制输出通过D/A为变频器提供控制电压实现电动机调速；通过直流发电机为电动机施加机械负载；软件包括单片机和PC机两部分，重点完成分离