一种数字化切割方法.pdf

一种数字化切割方法，其特征是包括如下步骤：1)系统初始化并设定定时器；2)判断串口有无数据接收；3)若是，则串口接收，若否，则返回步骤；4)置位A/D转换允许标志；5)串口发送温度电流参数至PWM输出。本发明可以稳定工作在比较恶劣的环境；IGBT的驱动波形由DSP软件实现，抗干扰能力强，控制精度高，切割质量好，参数修改及系统升级方便；对DSP进行数字化改造后，系统得到明显优化。

1、  一种数字化切割方法，其特征是包括如下步骤：
1)系统初始化并设定定时器；
2)判断串口有无数据接收；
3)若是，则串口接收，若否，则返回步骤1；
5)置位A/D转换允许标志；
6)串口发送温度电流参数至PWM输出。

2、  如权利要求1所述的一种数字化切割方法，其特征是：步骤5之后还包括判断A/D转换允许标志的步骤。

3、  如权利要求2所述一种数字化切割方法，其特征是：还包括如下步骤：若是转换允许标志，则进入温度电流转换、更新数据队列、超前PI调节步骤；若否，则进入步骤6。

一种数字化切割方法
技术领域
本发明涉及一种数字化切割方法，尤其涉及一种基于DSP的切割方法。
背景技术
逆变式等离子切割是一种新型的热切割技术，由于它使用方便，切割成本低，能够适应多种金属材料的切割，因此很快得到了普及应用。在现阶段，逆变式等离子切割电源的研制受到广泛的关注，其设备多是由模拟器件构成，受噪声、温度、器件老化等因素影响较大，而且使用元件多，控制电路复杂。随着高性能数字信号处理器(DSP)的面世，实现脉冲序列控制、自动相移修正、多机并联、谐波控制、功率因数调节和实时监测显示等功能的数字化控制已成为可能。同时，利用DSP强大的编程能力，可不断根据市场要求进行功能扩展，提升智能化程度。因此，数字化控制技术是逆变式等离子切割电源的必然发展方向。
发明内容
本发明的目的在于提出一种数字化切割方法，实现数字化控制切割电源，将原有的模拟控制方式改变为数字式控制，引入拥有强大数据处理能力的DSP，再配合单片机，实现智能化、人性化的高性能系统。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种数字化切割方法，其特征是包括如下步骤：
1)系统初始化并设定定时器；
2)判断串口有无数据接收；
3)若是，则串口接收，若否，则返回步骤1；
5)置位A/D转换允许标志；
6)串口发送温度电流参数至PWM输出。
进一步的，步骤5之后还包括判断A/D转换允许标志的步骤。
进一步的，还包括如下步骤：若是转换允许标志，则进入温度电流转换、更新数据队列、超前PI调节步骤；若否，则进入步骤6。
本发明可以稳定工作在比较恶劣的环境；IGBT的驱动波形由DSP软件实现，抗干扰能力强，控制精度高，切割质量好，参数修改及系统升级方便；对DSP进行数字化改造后，系统得到明显优化，系统效率达到了90％，暂载率85％。
附图说明
图1是本发明较佳实施例的流程图。
图2是单片机程序流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
如图1所示，本发明一种数字化切割方法，包括如下步骤：
1)系统初始化并设定定时器；
2)判断串口有无数据接收；
3)若是，则串口接收，若否，则返回步骤1；
5)置位A/D转换允许标志；
6)串口发送温度电流参数至PWM输出。
进一步的，步骤5之后还包括判断A/D转换允许标志的步骤。
进一步的，还包括如下步骤：若是转换允许标志，则进入温度电流转换、更新数据队列、超前PI调节步骤；若否，则进入步骤6。
本发明采用DSP与P89C54单片机作为系统控制器，充分结合DSP的强处理能力与单片机的强控制能力，使系统在实现实时处理的同时满足低成本的要求。通过实现串口DSP与单片机的数据交流。系统采用型号为TMS320F2407的DSP，这种型号的DSP芯片具有如下优点：(1)强大的数据处理能力，16位DSP可提供40MIPS最高运算速度。四级指令执行流水线；丰富的片内资源，如高速RAM等，极大地提高了其数据处理速度；(2)丰富的片内资源：32k×16bit的片上FLASH；2k×16bit的单口RAM；544×16bit的双口RAM；优化过的2个独立的事件管理器；16路10位模数转换器(ADC)，转换速度达到375ns；5种不同的片上标准通信端口可作为主机；丰富的片上资源极大地降低了板级空间及系统成本，可使设计更简单、更高效、更经济；(3)采用静态CMOS技术，使得供电电压降为3.3V，减小了控制器的功耗，并且在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法；具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器，可以并行执行多个操作。
软件的实现系统设计中使用DSP与单片机同时进行处理与控制。根据这两种控制器各自的特点，实际使用时DSP用于数据的采集和处理、PWM控制和预测PI控制算法等需要实时处理的运算。单片机用于人机交互、逻辑控制等处理。对DSP系统与单片机系统均进行了适当的扩展。3.1.1 DSP软件流程DSP负责系统主要数据的处理和PWM输出。由于系统的实时性要求较高，所以在DSP中尽量不处理其他辅助功能，而把辅助功能交给单片机完成。DSP系统实现温度和电流电压的实时采集、预测PI电流控制、温度保护、PWM波输出、RS232通信等功能。为了确保温度保护的有效实施，既需要进行DSP软件处理保护，又需要添加硬件保护。系统采集的电流为切割电流。
如图2所示，单片机主要负责系统的辅助工作，以便更好地实现系统的智能化、人性化。单片机系统实现键盘处理、显示指示、串口、EEPROM数据非易失存储、系统逻辑控制等功能。其中系统逻辑控制对系统来说是至关紧要的，其逻辑顺序不可颠倒，但每一个逻辑步骤所要求的时间不是特别严格，因此给实现带来很大方便。系统中使用定时中断设置逻辑步骤进行标志，根据标志再在主程序中实现该逻辑。由于数据传输量小，单片机、DSP与PC机之间的相互通信采用常用的全双工异步串行方式进行数据传输，这样便于快速实现，可靠性高，完全可以满系统要求。
系统使用按字节查表的快速CRC算法校验串口数据，以降低系统串口通信的误码率。串口传输的主要数据有预测PI控制算法的计算参数、温度及限值、电流电压及限值、PWM参数、逻辑状态等数据。逆变式等离子切割电源系统具有时变性和非线性的特征，因此建立该系统的精确数学模型是不可能的，工程上常用的PI控制器理论是其控制算法的首选。鉴于系统的滞后性，而又需要实时的精确控制，因此选择预测PI作为其控制算法.逆变式等离子切割电源是一种高频的电力电子系统，因此其本身会有相当程度的电磁辐射，其工作环境也相采用加权平均值滤波的数字滤波方法来消除温度反馈和电流反馈引入的干扰；在关键程序中加入空指令NOP冗余，有效防止系统跑飞；TMS320LF2407片内高达32k字的FLASH程序存储器在一般测控系统中存在着大量未用的空间，在这些未用的程序区设置一段引导程序，当程序受到干扰跳到该区域时，引导程序将强行捕获程序并将其引向一个指定的地址，在那里以一段专门程序对出现的错误进行处理。
上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现或使用本发明的，本领域普通技术人员可在不脱离本发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本发明的保护范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书提到的创新性特征的最大范围。