基于STM32F103的物流电滚筒驱动器
唯助航电动滚筒控制器主要功能和使用说明如下：
1. 功能：
- 基本控制功能：
- 启动和停止控制：能够控制电动滚筒的开启与关闭操作，确保设备可以根据生产或输送需求随时启动或停止。 例如，在物料输送系统中，当需要开始输送物料时，可启动电动滚筒；当输送任务完成或出现异常情况时，可及时停止电动滚筒。
- 正反转控制：可以切换电动滚筒的旋转方向，满足不同的工作场景需求。比如在皮带输送机的卸料过程中，可能需要电动滚筒反转来将物料卸出。
- 速度调节功能：
- 多档调速或无级调速：部分控制器支持多档速度调节，有多个预设的速度档位可供选择，以适应不同的物料输送速度要求； 有些较为先进的控制器还具备无级调速功能，能够实现对电动滚筒速度的连续、精确调节，使设备运行更加灵活高效。
- 速度反馈与稳定：通过接收来自电动滚筒的速度反馈信号，实时监测滚筒的实际运行速度，并与设定速度进行比较，自动调整输出信号， 确保电动滚筒的速度保持稳定，避免因负载变化等因素导致速度波动。
- 保护功能：
- 过流保护：当电动滚筒的工作电流超过设定的安全阈值时，控制器会自动切断电源，防止电机因电流过大而损坏。 例如，在电动滚筒遇到卡滞或过载情况时，过流保护功能可以有效保护电机。
- 过热保护：内置温度传感器，实时监测电动滚筒的温度。当温度过高时， 控制器会采取相应的保护措施，如降低输出功率或停止运行，以防止电机因过热而烧毁。
- 短路保护：当电路出现短路故障时，控制器能够迅速切断电路，避免因短路引发的安全事故和设备损坏。
- 通信与监控功能：
- 通信接口：具备通信接口，可与其他设备或控制系统进行通信，实现远程监控和集中管理。 例如，通过与上位机系统连接，操作人员可以在控制室远程监控电动滚筒的运行状态，并进行远程控制操作。
- 状态显示：配备显示屏或指示灯等显示装置，能够实时显示电动滚筒的运行参数， 如速度、电流、温度等，以及控制器的工作状态，方便操作人员随时了解设备的运行情况。
2.主要通讯模式和接口： 驱动器 48V 直流输入，额定输出功率 400W，间歇工作制 25%，RS485通讯控制运行速度和方向并反馈控制器状态。 另外，通过端子辅助控制电机启停和旋转方向。
3.测试用例和待测内容： （1）电滚筒运行噪音测试 （2）电滚筒转速精度测试 （3）电滚筒长时间运行测试 （4）电滚筒驱动器组网稳定性测试 （5）电滚筒精度测试 （6）电滚筒交叉带环形安装测试 （7）电滚筒交叉带环形安装飘格测试
1.硬件原理图
主芯片采用STM32F103，主频96M,两路单独的AD模块。
2.主代码函数框架
主函数：
/*********************************************************************************************************
** Function name: main
** Descriptions: 主程序
** input parameters: none
** output parameters: none
** Returned value: none
*********************************************************************************************************/
int main (void)
{
App_Handle_Init();
BLDC_System_Init();
MT_Struct.ulSpeedTarRpm = 0;
MT_Struct.ucDir = MT_DIR_N;
master_status = LOOP_INIT;
for(;;)
{
while(mainpuls){
mainpuls=0;
mainloop();
}
if(MT_Struct.ucSpeedUpdateFlag == 1){
Uart1_Send();
MT_Struct.ucSpeedUpdateFlag = 0;
}
if(MT_Struct.uc485BackFlag != 0){
Uart0_Send485();
MT_Struct.uc485BackFlag = 0;
}
#ifdef EN_MULTI
if(flash_ctl.en_write==1){
Flash_Write(CHIP_ADDR,CHIP_SIZE,&chip_ini);
flash_ctl.en_write = 0;
delay1ms(1);
}
#endif
}
}
电机状态机，包括电机的空闲，运行，故障等各部分状态的转换，部分程序如下：
/*********************************************************************************************************
** Function name: MT_Run
** Descriptions: 状态机.无感方波驱动的运行函数
** input parameters: none
**--------------------------------------------------------------------------------------------------------
** Modified by:
** Modified date:
**
*********************************************************************************************************/
void MT_Run (void)
{
static INT32U __GulRunOpenPwmDuty = 0;
static unsigned int Stall_time=0;
static unsigned int TimeDelay=0;
static unsigned int Time_3000ms = 0;
switch (MT_Struct.ucRunState)
{
case MT_STANDBY: /* 空闲状态 */
if(run_same!=0){
}
if(MT_Struct.ulSpeedTarRpm > ZMC_BLDC_MIN_SPEED){ /* 设定好了目标速度后开始运行 */
MT_Struct.ucRunState = MT_CHARGE; /* 进入预充电状态 */
}
break;
case MT_CHARGE: /* 预充电状态 */
if(--TimeDelay == 0){
MT_Struct.ucRunState = MT_DRAG_1;
TimeDelay = 0;
}
break;
case MT_DRAG_1: /* 开环第一次拖动状态 */
if(Gnow_duty < BLDC_PARK_PWM_DUTY){
Gnow_duty += 100;
}
BldcPwmDuty(Gnow_duty); /* 占空比输出 */
if(MT_Struct.ulSpeedTarRpm == 0){
MT_Struct.ucRunEn = 0;
MT_Struct.ulSpeedActRpm = 0;
GtPid.qRef = 0;
MT_Struct.ucRunState = MT_STANDBY;
}
if(++Time_3000ms > 3000){
MT_Struct.ucRunEn = 0;
MT_Struct.ulSpeedActRpm = 0;
GtPid.qRef = 0;
MT_Struct.ucRunState = MT_STANDBY;
}
break;
case MT_START: /* 正常运行状态 */
if(run_same!=0){
if(MT_Struct.ucRunEn == 0){
MT_Struct.ucRunEn = 1;
}
Time_200ms = 0;
}
if(MT_Struct.ulSpeedTarRpm == 0){
MT_Struct.ucRunEn = 0;
MT_Struct.ulSpeedActRpm = 0;
GtPid.qRef = 0;
MT_Struct.ucRunState = MT_STANDBY;
}
break;
case MT_STALL:
if(run_same!=0){
BldcPwmOff(); /* PWM禁止输出 */
}
if(++Stall_time > 30000){
MT_Struct.ucRunEn = 0;
MT_Struct.ulSpeedActRpm = 0;
GtPid.qRef = 0;
MT_Struct.ucRunState = MT_STANDBY;
Stall_time = 0;
}
break;
case MT_FAULT: /* 异常状态：过流、堵转等 */
if(run_same!=0){
BldcPwmOff(); /* PWM禁止输出 */
}
case MT_BRAKE: /* 异常状态：过流、堵转等 */
if(run_same!=0){
MT_Struct.ucRunEn = 0; /* 运行禁能 */
BldcPwmOff(); /* PWM禁止输出 */
}
break;
case MT_STOP: /* 停机 */
if(run_same!=0){
MT_Struct.ucRunEn = 0; /* 运行禁能 */
BldcPwmOff(); /* PWM禁止输出 */
}
break;
default :
MT_Struct.ucRunState = MT_STOP;
break;
}
MT_STANDBY是电机的空闲状态，每次的电机故障或停止后均转入空闲状态。 MT_CHARGE是电机的预充电状态，是开始运行前的前期准备状态。 MT_START是电机的开始运行状态。 MT_STALL是电机堵转状态。 MT_FAULT是电机的故障状态。 MT_STOP是电机的停止状态。
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