基于STM32的高精度薄膜宽度控制仪设计.pdf

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1、2015年仪表技术与传感器2015第9期InstrumentTechniqueandSensorNo．9基于STM32的高精度薄膜宽度控制仪设计黄峰，周国平，仲骥，王鑫鑫(南京林业大学信息科学技术学院，江苏南京210037)摘要：针对我国国产薄膜宽度控制设备精度不高，设备可靠性低的现状，设计了一种基于STM32F103C的高精度薄膜宽度控制仪。利用反射式红外光电传感器TCRT5000控制薄膜精度并通过线阵CCD在线检测吹膜过程的薄膜宽度，若超出设定范围，则调节PWM波占空比，将塑料薄膜的宽度控制在设定的范围之内。实验表明：该系统提高了塑料薄膜的精度以及系统的可靠性，精度

2、可达0．1mm。关键词：薄膜宽度控制；高精度；STM32F103C；线阵CCD；可靠性中图分类号：TP23文献标识码：A文章编号：1002一l841(2015)09—0038—02DesignofHigh-accuracyFilmWidthControlInstrumentBasedonSTM32HUANGFeng，ZHOUGuo—pin，ZHONGJi，WANGXin—xin(CollegeofInformationScienceandTechnology，NanjingForestryUniversity，Nanjing210037，China)Abstract：A

3、imingatthelowprecisionandreliabilityofdomesticfilmwidthcontrolinstrumentinourcountry，ahigh—accuracyfilmwidthcontrolinstrumentbasedonSTM32F103Cwasdesigned．UsingthereflectedinfraredphotoelectricsensorTCRT5000tocontroltheprecisionoffilmanddetectthefilmwidthofblowingprocessonlinethroughtheli

4、nearCCD，ifthewidthexceedsthesettingrange，thenregulatethePWMdutycycletocontrolthewidthofplasticfilmwithinthesettingrange．Experimentalresultsshowthatthesystemimprovestheaccuracyofplasticfilmandthereliabilityofthesystem，andtheprecisioncanreach0．1lnn1．Keywords：filmwidthcontrol；high—accuracy；

5、STM32F103C；linearCCD；reliability0引言随着市场对塑料薄膜需求量的大幅提升，作为控制塑料薄膜产品宽度的薄膜宽度控制仪正向着精密化、模块化和智能化L方向发展。目前我国的薄膜宽度控制仪普遍采用单光电头控制方式，属开环控制方式，对于复杂多变的工业现场，易受薄膜匝STM32Fl{)3C驱+cLK使能信号抖动和外界光照的变化影响，薄膜精度以及稳定性难以得到保广]=—+障。一旦生产薄膜尺寸有所偏差，浪费的可能是整卷的薄膜，因此传统的单光电头吹膜机需要投入大量的人力物力，才能使厂_]_—+薄膜精度得到保障]。本设计通过提高吹膜机的精度并在图1系统总体结构

6、框图线检测整个挤出过程的薄膜宽度来保证塑料薄膜的精度，提高PWM波，占空比可调L3]。PAl～PA3的3个PWM波上升沿相塑料薄膜产品的含金量。隔80s，并将3个PWM波整合到PA5输出，PA4作为备用脉1高精度薄膜宽度控制仪工作原理冲输出端，其模块电路如图2所示。高精度薄膜宽度控制仪在工业现场精度可达0．1mm，完全2．2多级放大电路设计满足了企业±0．5mm的要求。在系统中有3个光电传感器，减STM32输出的脉冲在光电传感器TCRT5000感应到塑料薄小了吹膜过程薄膜抖动对产品精度的影响。膜靠近时传送到多级放大电路。要得到灵敏度更高的系统，必本设计采用STM32F1

7、03C作为控制器，根据反射式红外光须通过多级放大电路放大电压信号后再进行处理，具体电路如电传感器感应到的距离控制继电器切换充气与不充气的状态。图3所示。图中所示Q～Q为6个NPN管8050，Q集电并且利用CCD线阵在线检测整个生产过程的薄膜宽度，若超出极所接电阻R较大，在电路中工作在开关状态，Q，组成共射极设定范围则通过调节STM32输出PWM波的占空比调节偏差，实放大电路，输出信号与输入信号相位相反，。可以调节放大倍时控制精度，实现闭环控制。系统的总体结构框图如图1所示。数，具有调节整个系统灵敏度的作用。Q，输出的脉冲经过Q2系统硬件设