一种回转机构控制电路及控制方法与流程

本发明具体涉及一种回转机构控制电路及控制方法，属于自动控制技术领域。

背景技术：

回转机构是一种在起重机等大型设备中常用的机械机构，现有的回转机构，由于缺乏有效的控制电路，目前在回转机构运行时存在以下问题：

无法保证回转机构运行在正常工作范围之内，过度旋转有可能会造成机械机构的损害。

无法进行针对性的速度控制。

无风扇正常运行检测电路，若风扇故障，无法及时做出处理。

技术实现要素：

因此，本发明目的是提供一种能够使得回转机构及电气器件运行在安全稳定可靠的的情况下，并且进行旋转速度调节，使得旋转过程平滑的回转机构控制电路。

具体的，回转机构控制电路，包括单片机，所述回转机构控制电路还包括红外对射管检测电路、步进电机驱动电路，所述单片机分别连接红外对射管检测电路、步进电机驱动电路；

所述红外对射管检测电路用于实时监测旋转机构旁安装的薄片，并将监测值发送给单片机；

所述单片机用于接收红外对射管检测电路的检测值，通过控制步进电机驱动电路，实现步进电机的启停控制和频率控制。

进一步的，所述回转机构控制电路还包括风扇正常运行检测电路，所述风扇正常运行检测电路包括运算放大器，运算放大器连接在风扇的输出端与单片机之间。所述回转机构控制电路还包括风扇正常运行检测电路，所述风扇正常运行检测电路包括运算放大器，运算放大器连接在风扇的输出端与单片机之间。

所述运算放大器为LM358运算放大器。

进一步的，所述回转机构控制电路还包括电源控制电路、指示灯显示电路，所述电源控制电路包括光耦继电器，所述电源控制电路、指示灯显示电路均连接单片机。

本发明还提供了一种回转电路控制方法，所述方法包括：

控制回转机构运动范围，红外对射管实时监测旋转机构旁安装的薄片，正常工作情况下，薄片不会被红外对射管检测到，当旋转机构向某一方向旋转到阈值时，红外对射管信号线被拉低，单片机检测到下降沿，进入中断，单片机控制步进电机停止向此方向继续旋转；

调节旋转速度，当单片机接收到ΔX,ΔY的值后，ΔX指水平方向上与设定值的距离大小，ΔY指竖直方向上与设定值的大小，单片机控制步进电机旋转，使得ΔX,ΔY趋近于(0,0)。

进一步的，所述方法还包括：

风扇正常运行检测，将三线制风扇的输出端经过运算放大器放大电路后通入单片机，单片机在固定时间内检测脉冲个数，当脉冲个数在正常运行时的范围内，单片机控制回转机构正常运行，否则，断开所有用电设备的供电。

本发明的有益效果在于：采用本发明的回转机构控制电路及控制方法，实现了回转机构运行可靠，不会运行超出阈值，保障了机械部分的稳定运行。风扇正常运行的检测电路，使得电气部分不会因为过热引起电气损害。此外，旋转机构转动平滑。本发明的装置和方法适合于在各种机械设备的回转机构中安装使用。

附图说明

图1为本发明控制方法的主程序流程图；

图2为本发明控制方法的中断程序流程图；

图3为控制频率与ΔX的值的关系图；

图4为红外发射管检测电路图；

图5为风扇正常运行检测电路图；

图6为三线式风扇的插口电路图；

图7为光耦继电器电路原理图；

图8为指示灯显示电路图；

图9为本发明控制电路的总体PCB图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行说明：

本发明提供了一种回转机构控制电路和控制方法。主要目的如下：

控制回转机构运动范围，其中控制电路包括：红外对射管检测电路，步进电机驱动电路。红外对射管实时监测旋转机构旁安装的薄片，正常工作情况下，薄片不会被红外对射管检测到。当旋转机构向某一方向旋转到阈值时，红外对射管信号线被拉低，单片机检测到下降沿，进入中断，单片机控制步进电机停止向此方向继续旋转，保障了旋转机构机械部分的稳定运行。

调节旋转速度，使得旋转过程平滑。当单片机接收到ΔX,ΔY的值后，ΔX指水平方向上与设定值的距离大小，ΔY指竖直方向上与设定值的大小，单片机控制步进电机旋转，使得ΔX,ΔY趋近于(0,0)。以ΔX为例，当ΔX越接近于0时，单片机控制步进电机的频率越低。

加入风扇正常运行检测电路，将三线制风扇的输出端经过运算放大器放大电路后通入单片机，使得单片机在固定时间内检测脉冲个数。若脉冲个数在合理的范围内，则使机械正常运行，否则，断开所有用电设备的供电。

本发明控制方法的主程序流程如图1所示，中断程序流程如图2所示。

本发明的控制电路和控制方法具体如下：

步进电机具体控制方法：

单片机收到的信号为ΔX,αY的值，其中ΔX指水平方向上与设定值的距离大小，ΔY指竖直方向上与设定值的大小。ΔX,ΔY由两个步进电机分别控制，以ΔX为例，我们期望ΔX趋近于0，同时，当ΔX值大时，控制步进电机旋转的频率高，相反当ΔX值小时，控制步进电机旋转的频率低。但频率不能过高也不能过低，因此需要设置最低频率与最高频率。控制频率与ΔX的值的关系如图3所示。

电路部分：

红外发射管检测电路：

如图4所示，该模块用于判断电机转动是否超过阈值，以及开机时自动调整姿态计算可运动空间。保证了转台转动在正常范围之内，避免由于转动幅度过大造成机械损伤。

P10,P12,P13,P14,P15,P16,P19,P20为5V供电口，主要给红外对射管供电，同时若红外对射管中间有物体遮挡时(转台运动到极限位置)，P10,P13,P15,P19的IR_IN输出端被拉低，单片机检测到下降沿之后就会执行相应的故障处理程序。

风扇正常运行检测电路：

如图5所示，该模块用于对整个装置进行降温，避免温度过高造成模块的损坏。如图6所示，P17,P18为三线式风扇的插口，当风扇上电正常运转后，FAN_SIG线会输出一定频率的脉冲。

U3为LM358运算放大器，由于风扇FAN_SIG线输出的电压值过小无法被单片机检测，所以需要经LM358放大，放大后的信号输入单片机，单片机检测信号的频率，频率正常则使得风扇导通指示灯亮起。

电源控制电路：

控制器通过光耦继电器负责对整个系统进行电力分配。

如图7所示，P1,P3,P5为光耦隔离模块输入口，当单片机输出控制管脚3输入为1式时，输出端能使用电器件通电。

指示灯显示电路：

如图8所示，Q1,Q2当单片机输出信号为1时导通，给指示灯通电，指示灯亮起说明单片机和风扇正常工作。

本发明控制电路的总体PCB图如图9所示。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。