单片机在自动绕线机中的应用

谢元成　李如羡

摘 要 目前，自动绕线机在工作过程中，通过机械行程开关实现往返的自动控制。在要求改变绕线匝数时，需要通过调整行程开关的位置以实现改变匝数的数量，这种调整行程开关位置的方式很多时候不是很方便，而且很繁琐。利用单片机可以通过改写程序的方式来控制电机的正反转，以达到调整位置和绕线匝数的目的，在实际的应用中有很强的操作性，可以提高生产效率。

关键词 行程开关；单片机；匝数

中图分类号 TM305 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）17-0140-01

1 自动绕线机的基本原理

绕线机在往返运行的过程中，从左侧运行到右侧、再从右侧运行到左侧，主要是通过安装在左右两侧的行程开关来实现。从左往右一直运行的过程中，机械装置一定会碰到安装在右侧的行程开关，当碰到右侧行程开关的时候，右侧行程开关改变了三相电机的三相电源相序，使得电机在当前的运行状态下实现反转，改为向左侧运行，当碰到安装在左侧的行程开关时，恢复原来三相电源的相序，电机在当前的状态下实现向右侧运行。这样，周而复始地作往复循环运动，实现不断的绕线，实现按下停止按钮。在左右行程开关两侧各有一个停止开关，这两个开关主要的目的是为了防止左右行程开关失灵的情况下，起到了一重保护作用，假如在电机往右运行的过程中，碰到右侧行程开关，而右侧行程开关失灵的情况下，电机本来应该停止往右而改为往左运行，但因右侧行程开关失灵，电机仍然往右运行，这个时候右侧的保护开关就很重要，在电机运行过程中碰到最外侧的这个保护开关，电源会被强行切断，实现的自动保护的目的（见图1）。

2 存在的问题

1）机械行程开关的使用寿命不长。电机往复运行的过程中、按照每分钟被碰撞20次，一个小时就是1 200次，如果一天連续工作10h，机械行程开关就会被碰撞12 000次，一个月会被碰撞36万次。如果一个行程开关的寿命是10万次，左右两侧的行程开关每个月得更换7个，成本高、更换时间频繁，实际上增加了材料成本、时间成本、人力成本。

2）调整麻烦。在绕线匝数改变时，我们必需对行程开关的位置进行调整，而这种调整的方法就是通过拧松螺丝调整行程开关位置、再拧紧螺丝固定行程开关位置，这种调整方法在有些场所会浪费很的人力、物力、财力。

3）安全性相对不高。机械的行程开关使用寿命短，在使用的过程中，有时候会不灵敏，无形中存在一定的安全隐患。

3 单片机控制方案

1）单片机工作的基本原理，单片机的型号和种类很多，这里以我们学常见的51系列为例来进行介绍。（1）输入输出端口。不管那种型号的单片机，输入输出端口是共同的，每一个端口都可以通过程序编写输入或者输入高低电平，这种编程输入输出高电平的方式也就是单片机可以灵活控制的一个主要原因。（2）存储器。单片机机中存储器有ROM和RAM，ROM是只读存储器，也叫程序存储器，我们把自己的控制思路和方案编写成程序代码后存放在ROM中。单片机每次通电重启复位后，从ROM中读取代码并执行。（3）定时器。定时器是单片机的一大特色，有了这个定时器，我们在涉及到时间需要的时候，我们就可以很方便的使用单片机中的定时器。这个定时器同样可以通过程序改写，让它工作在不同的模式。（4）通信端口。单片机还有个串行通信端口，可以跟电脑等设备进行通信和程序代码的下载，这个端口也是可以通过程序进行模式的改写。

2）控制方案，原来安装在两侧的行程开关由两个传感器来替代，当电机运行到相应位置后，传感器检测到信号并传送给单片机处理系统，单片机处理系统发出信号，通过输入输出端口改变电机三相电源的相序，实现当前状态下电机的反转。

3）增加了两个调整匝数的按钮，一个按钮用来增加绕线的匝数，另外一个按钮用来减少绕线的匝数。增加这两个按键后，改变电机的绕线匝数就变得非常方便，不再需要改变原来行程开关的位置。（见图2）

4）控制基本原理。通过传感器来检测和判断电机的运行位置、通过程序的编写来改变单片机的控制方案、通过继电器来控制强电系统的切换。

4 单片机控制后的优点

1）使用寿命大大增长、安全性增加。由于传感器这种电子开关是没有直接接触的，也就是说在使用的过程中是没有任何磨损的，理论上它的使用寿命是机电开关的100倍以上。2）使用很灵活。匝数要求改变时，无需调整行程开关的位置，只需要通过相应的按键就可以实现。

5 结论

单片机在是一种微型的计算机，由于可以通过编写程序来更改输入输出商品的工作状态，使得单片机在使用的过程中非常方便，很容易将一部分手动的机械控制实现自动控制。

参考文献

[1]李明慧.计算机组成原理[M].北京：中央广播电视大学出版社，1997.

[2]陈光东.单片机微型计算机原理与接口技术[M].2版.武汉：华中理工大学出版社，1999.

[3]廖世海.单片机应用技术[M].北京：机械工业出版社，2010.endprint