電動機速度控制采用目前應(yīng)用廣泛的變頻調(diào)速技術(shù)，可實現(xiàn)大范圍內(nèi)的無級調(diào)速。電動機選擇及傳動方案實驗過程中，需要對各部件運動參數(shù)在較大范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，要求各電動機具有較大范圍內(nèi)的無級精密調(diào)速功能。輸送帶電機選擇設(shè)計采用電動滾筒直接驅(qū)動輸送帶，省去了中間傳動環(huán)節(jié)，既提高了機械效率，又避免打滑。選擇LGIG5系列變頻器，型號為SV004IG5-4，其額定容量為0.37kW.排種電機及排砂電機選擇本系統(tǒng)中，排種器及排砂器電機所需功率較小，但要求精密的速度控制，不宜采用交流異步電動機。步進(jìn)電機具有調(diào)速范圍大和控制精密等優(yōu)點，適宜本系統(tǒng)應(yīng)用要求。經(jīng)比較選擇，采用57系列兩相混合式步進(jìn)電機，型號為57BYG250C，步矩角為0.9，保持轉(zhuǎn)矩為0.7Nm。
排種器與電動機采用同步帶傳動，適合不同排種器的空間安裝位置，保證了精密的傳動比。排砂器電機則采用直接驅(qū)動方式，簡化了結(jié)構(gòu)，提高了效率與可靠性?？刂葡到y(tǒng)原理改變變頻器輸出頻率可實現(xiàn)輸送帶電機調(diào)速。變頻器控制可以通過自帶按鍵、外接電位器或RS485總線等方式實現(xiàn)。經(jīng)過對比，設(shè)計采用RS485總線控制模式，可通過計算機方便地實現(xiàn)速度控制。根據(jù)機械系統(tǒng)設(shè)計全局統(tǒng)籌、簡化原理的原則，決定采用同一原理對排種電動機及排沙電動機進(jìn)行控制。具有功能強大、使用方便、界面友好和開發(fā)容易等特點。由于步進(jìn)電機頻率控制非常消耗CPU資源，同時PC機難以做到毫秒級精密定時，系統(tǒng)采用單片機作為下位機模塊，實現(xiàn)步進(jìn)電機控制。PC機通過RS232/485轉(zhuǎn)換器連接到RS485總線，通過總線發(fā)送指令給變頻器及單片機，實現(xiàn)對各電機的啟停、換向和調(diào)速等控制。變頻器及單片機則通過總線向PC機返回狀態(tài)信息。
排種器及排砂器控制設(shè)計步進(jìn)電機控制原理下位機硬件電路結(jié)構(gòu)如所示。單片機采用AVR系列高性能單片機ATMEGA8，步進(jìn)電機驅(qū)動采用步進(jìn)控制芯片。排種器與排砂器分別采用兩塊芯片進(jìn)行獨立控制。通過芯片的正/反轉(zhuǎn)控制功能和使能控制功能實現(xiàn)電機的正反轉(zhuǎn)與啟停。通過改變芯片的輸入時鐘信號改電機的轉(zhuǎn)速，使用單片機內(nèi)置定時/計數(shù)器產(chǎn)生精密的脈沖頻率信號。排種器電機與排砂器電機轉(zhuǎn)速不同，但在本系統(tǒng)中采用倍頻的方法實現(xiàn)了兩個電機控制共用一個定時器。
容錯處理用于傳輸數(shù)據(jù)的錯誤檢查和錯誤糾正，以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性，主要從以下兩個方面實現(xiàn)：一是為保證數(shù)據(jù)可靠傳輸，在數(shù)據(jù)幀中加入校驗字節(jié)，累加和校驗將前面的3字節(jié)的0和1全部相加，取和的最低字節(jié)作為校驗值。二是當(dāng)主機發(fā)出指令幀后，如果在規(guī)定的時間內(nèi)沒有收到從機的應(yīng)答，則主機認(rèn)為幀丟失并重發(fā)；如果發(fā)送3次仍沒有收到應(yīng)答，則系統(tǒng)認(rèn)為其處于關(guān)機狀態(tài)，并顯示相關(guān)信息。從機發(fā)送應(yīng)答幀時，主機接收后向從機發(fā)回特殊的控制命令碼，作為傳輸是否正確的確認(rèn)；發(fā)送方收到確認(rèn)后，就可知道是否正確發(fā)送，以決定是否重發(fā)。本系統(tǒng)約定最大重發(fā)數(shù)為3次，超過3次系統(tǒng)就認(rèn)為串行通信出現(xiàn)故障，并進(jìn)行故障報警。