無(wú)論是傳統(tǒng)的噴涂作業(yè)，仍是現(xiàn)在先進(jìn)的機(jī)器人噴涂，都離不開(kāi)環(huán)境保護(hù)的論題?，F(xiàn)代社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)的意識(shí)日益增強(qiáng)，無(wú)論是國(guó)家仍是人民對(duì)環(huán)保都有極大的關(guān)注，在2006年國(guó)家公布的HJ/T 293-2006中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)轎車(chē)生產(chǎn)制作中的噴涂工藝有清晰的環(huán)境保護(hù)指標(biāo)。操作面板的RS48_5通訊接口用于連接靜電噴涂控制柜內(nèi)的RS48_5總線網(wǎng)絡(luò)。在《2016年靜電噴涂職業(yè)現(xiàn)狀及開(kāi)展趨勢(shì)分析》報(bào)告中顯現(xiàn)我國(guó)噴涂職業(yè)開(kāi)展到今日依然有很大的空缺。在粉料粉末涂料方面，我國(guó)己經(jīng)處于穩(wěn)定的需求增長(zhǎng)時(shí)期，這也預(yù)示著噴涂生產(chǎn)職業(yè)在未來(lái)的開(kāi)展是一個(gè)需求增長(zhǎng)的開(kāi)展模式。職業(yè)的開(kāi)展離不開(kāi)噴涂設(shè)備的開(kāi)展，所以靜電噴涂操控系統(tǒng)的研制具有深遠(yuǎn)的意義。

作為靜電噴塑烤箱的中心，靜電噴塑烤箱操控器是噴涂功率、噴涂質(zhì)量的關(guān)鍵所在。從引入靜電噴塑烤箱技術(shù)到今日，30多年來(lái)國(guó)產(chǎn)噴涂設(shè)備己經(jīng)成為噴涂作業(yè)的必選設(shè)備。簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)而又牢靠的主動(dòng)噴涂設(shè)備才是廣大中小企業(yè)的必選，所以本課題的研討意圖是研發(fā)適用于中小型企業(yè)的靜電噴涂控制體系。但是在對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求比較高的大規(guī)模生產(chǎn)作業(yè)中，國(guó)內(nèi)的噴涂設(shè)備依然不能保證產(chǎn)品質(zhì)量，國(guó)外先進(jìn)的靜電噴涂操控系統(tǒng)仍是必選。這是因?yàn)閲?guó)產(chǎn)噴涂設(shè)備無(wú)論是在參數(shù)操控，還是在產(chǎn)品體驗(yàn)上都有不小的差距。目前國(guó)內(nèi)許多靜電噴涂操控器依然采取手動(dòng)調(diào)壓，現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)調(diào)整等操作繁雜，而且現(xiàn)場(chǎng)空氣中會(huì)有許多漂浮的粉料，嚴(yán)重影響工人身體健康。

由于調(diào)節(jié)靜電噴塑烤箱減壓閥以控制輸出氣壓，步進(jìn)電機(jī)由PWM單脈沖輸出模式控制，電機(jī)速度由PWM脈沖頻率決定。該設(shè)計(jì)所需的所有USART通信接口，ADC模數(shù)轉(zhuǎn)換，DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換，SPI通信接口和其他外設(shè)。在設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)控制子程序時(shí)，根據(jù)靜電噴塑烤箱控制算法模塊計(jì)算出的控制量確定步進(jìn)電機(jī)控制芯片配置端口的電平，以控制電機(jī)的正轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)和停止進(jìn)入休眠模式。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)正向旋轉(zhuǎn)時(shí)，下拉ENABLE使能控制芯片，上拉復(fù)位RESET和睡眠SLEEP，MS1和MS2分別為1高電平和0低電平，配置為1/2步進(jìn)模式，DIR為高電平電源平板步進(jìn)電機(jī)正向前旋轉(zhuǎn)。反相時(shí)，DIR很低。停止時(shí)，拉動(dòng)ENABLE禁用控制芯片并下拉RESET復(fù)位控制芯片。根據(jù)由氣壓控制算法計(jì)算的輸出控制量，確定步進(jìn)電機(jī)控制的轉(zhuǎn)向和調(diào)節(jié)步驟，然后調(diào)用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊程序進(jìn)行調(diào)節(jié)。 

ADC模擬采樣模塊編程控制器需要采集輸出的動(dòng)態(tài)參數(shù)。跟著噴涂產(chǎn)業(yè)的不斷開(kāi)展，靜電噴塑烤箱也越來(lái)越多，噴涂技能也不斷進(jìn)步，選用主動(dòng)化噴涂的手法也是噴涂職業(yè)開(kāi)展的方向。靜電噴塑烤箱動(dòng)態(tài)參數(shù)為輸出電壓，輸出電流，反饋電流，流量氣壓，霧化氣壓和總氣壓。還需要收集壓力傳感器供電電壓作為校正。電壓，因此有必要收集7個(gè)通道的ADc，并使用DMA模式傳輸，與主程序并行運(yùn)行，以降低CPU使用率并提高實(shí)時(shí)性能。 ADC使用定時(shí)器觸發(fā)器，靜電噴塑烤箱每隔一段時(shí)間觸發(fā)一次ADC轉(zhuǎn)換，具體取決于控制器設(shè)計(jì)的控制周期。 ADC采樣的數(shù)據(jù)會(huì)波動(dòng)，這將影響控制量的計(jì)算。因此，過(guò)采樣技術(shù)，ADC采樣配置的采樣數(shù)據(jù)是12位，并且采樣數(shù)據(jù)被累加到16位采樣值中以避免單個(gè)采樣。過(guò)度采樣誤差對(duì)反饋控制的影響。

由于對(duì)靜電噴塑烤箱執(zhí)行器減壓閥的機(jī)械控制沒(méi)有極限，因此在軟件中必須設(shè)定安全調(diào)節(jié)范圍：總氣壓的100 7080%。懸掛運(yùn)送體系擔(dān)任工件在流水線上的傳輸，典型傳輸速率為10m/s,而且懸掛輸出體系要堅(jiān)持完好接地，確保懸掛的工件接地。我們需要控制的是速度、壓力和霧化壓力的范圍在總壓力的1007080％之間，并且當(dāng)壓力超過(guò)范圍時(shí)，調(diào)節(jié)將停止。由原步進(jìn)電機(jī)模塊設(shè)計(jì)的步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)速與輸出PWM脈沖頻率有關(guān)。為了保證快速穩(wěn)定的氣壓調(diào)節(jié)，氣壓調(diào)節(jié)是分階段控制的。當(dāng)誤差超過(guò)IOKPa時(shí)，可以全速調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)；當(dāng)誤差在1--10KPa之間時(shí)，可以中速調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)；當(dāng)氣壓穩(wěn)定時(shí)，由于氣壓波動(dòng)需要調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)，則采用慢速調(diào)節(jié)。防止因輕微波動(dòng)或采樣波動(dòng)調(diào)整不正確而引起的氣壓嚴(yán)重波動(dòng)。

靜電噴塑烤箱通信模塊程序設(shè)計(jì)控制主板通過(guò)USART1與操作面板進(jìn)行通信。為了提高數(shù)據(jù)傳輸效率和CPU利用率，靜電噴塑烤箱采用DMA方式發(fā)送和接收USARTI。但是在對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求比較高的大規(guī)模生產(chǎn)作業(yè)中，國(guó)內(nèi)的噴涂設(shè)備依然不能保證產(chǎn)品質(zhì)量，國(guó)外先進(jìn)的靜電噴涂操控系統(tǒng)仍是必選。同時(shí)，為了接收長(zhǎng)度未知的數(shù)據(jù)，USART1的空閑可以中斷DART_IT_IDLE，并在空閑中斷處理功能中切換接收緩沖區(qū)，提高數(shù)據(jù)接收容量和速率?？刂浦靼灏l(fā)送的數(shù)據(jù)包有兩種，一種是事件觸發(fā)的數(shù)據(jù)包，它由響應(yīng)面板請(qǐng)求的響應(yīng)參數(shù)組成，另一種是時(shí)間觸發(fā)的數(shù)據(jù)包，它由定期發(fā)送的廣播參數(shù)組成。為了防止發(fā)送數(shù)據(jù)之間的沖突，對(duì)各個(gè)參數(shù)的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行了劃分。數(shù)據(jù)在每個(gè)模塊中生成，因此封裝參數(shù)也在每個(gè)模塊中。當(dāng)生成數(shù)據(jù)時(shí)，將調(diào)用數(shù)據(jù)打包子例程來(lái)打包數(shù)據(jù)。同時(shí)，有效數(shù)據(jù)標(biāo)志的相應(yīng)位置1指示需要發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)USENDATAFFACH不是0時(shí)，它表示有數(shù)據(jù)要發(fā)送。靜電噴塑烤箱主程序中調(diào)用發(fā)送程序。發(fā)送程序根據(jù)發(fā)送優(yōu)先級(jí)判斷是否需要發(fā)送數(shù)據(jù)。如果有一個(gè)，它發(fā)送優(yōu)先級(jí)數(shù)據(jù)并清除位?？刂浦靼逡髐SendDataFlag的所有8位表示都具有1字節(jié)和8位。uSendDataFlag的對(duì)應(yīng)優(yōu)先級(jí)高于時(shí)間觸發(fā)的廣播分組。