1. 研究目的与意义
在科学技术不断发展的今天,无线遥控技术应用已经十分广泛。遥控技术的发展被认为是一种现代化的标志,它可以充分使人从繁杂的体力劳动中解放出来,实现从远距离进行控制,遥控技术的发展使人们享受着科学的魅力。由于遥控技术可以减低劳动强度、提高劳动生产率及提高作业的安全性等方面起着积极的作用,在工业自动化控制中的遥控技术的应用已愈来愈被人们重视。目前工业遥控技术主要应用在起重机、遥控汽车、采煤机、遥控飞机等多种设备上,而且应用领域还在不断扩大。直流电机在日常生产生活中广泛应用,随着电器设备智能化的快速提高,直流电机已不仅仅完成简单的传动,还需要便捷、高效地启停和调速,wifi的广泛应用及控制技术的成熟,推动了直流电机的智能化,实现了人机分离,可以远距离随时控制直流电机的工作状态。
实际生产过程中,为减少生产安全事故,通常可采用人机分离的方式,这里可使用无线遥控技术,达到对机器设备无缝式的实时精准控制。随着无线遥控技术的发展,特别是采用先进的数字处理技术之后,无线遥控系统的应用更为广泛,安全性能也得到了改进和完善,可见无线遥控技术是值得采纳和推广的,是具有现实应用价值的。随着电气设备的智能化水平提高,直流电机的操控也需要更加便捷,现如今对于直流电机的控制多为现场操作,远距离、一人同时控制多台电机并没有在市场上普及。将无线遥控技术和直流电机结合在一起,不仅实现了直流电机的智能化,还适应了人机分离的需要,使得生产线的自动化水平得到提高,生产效率得到提高。
课题旨在使用简单的wifi无线遥控技术对直流电机的运转进行远距离的控制,可以对电机实现启停控制、正反转控制以及调速控制,能够及时获取电机的运行状态,并且实现一名工作人员可同时控制多台电机的目的,达到模拟一般遥控系统原理,可推广到实际生产领域,使课题具有实际生产应用的价值。
2. 国内外研究现状分析
在全球工业4.0的发展背景下,工业装备智能化是一个国家制造业水平的象征,如何让生产加工更加智能、高效、便捷、安全是每一个国家都在考虑的问题和发展的方向。随着通信技术的发展,无线遥控技术深入到各个领域,小到家用电器,大到军工企业。上世纪20年代,国外将遥控技术应用于无人机和军用船上,因技术不完善尚未取得成功。二战后,无线遥控技术迅速发展,在农业,工业,军事广泛应用。如今,新型大规模遥控集成电路的出现,遥控技术智能化效果显著。又随着互联网的普及,人们对WIFI的需求不断扩大,由于WIFI技术起步晚,发展状况还不够成熟,无论是国内还是国外,基于wifi信号控制的产品还不够广泛,处于研发和探索阶段,不如红外和蓝牙那么普及,但WIFI信号传输的范围远远超过红外和蓝牙。随着WIFI技术的不断完善,只要有互联网的地方,基于WIFI的无线遥感控制电子产品就会步入世界的各个角落,所以基于WIFI的无线遥控技术有着很好的发展前景。
电力电子技术的应用中,直流电机的调控有开关控制、相位控制、脉冲宽度调制控制。传统的晶闸管和全控型器件因电路结构复杂、工作效率低、精度难以保证,逐渐被斩波器和脉冲宽度调制代替,目前直流电机调控的研究重点是采用先进的微型计算机技术,实时、稳定、精准地应用脉冲宽度调制原理控制直流电机的运转。但是,从近年来直流电机遥控技术的成熟度、设计完善程度以及关注度方面来看还有不足,故今后对直流电机无线遥控系统的研究已经成为整个社会所努力的方向,它必将推动电器设备进一步升级。
3. 研究的基本内容与计划
采用wifi无线遥控技术,进行直流电机调速系统的设计。需要研究的内容有:
1.wifi模块的控制
本次设计采用esp8266芯片实现wifi连接,esp8266是一个完整且自成体系的wifi网络解决方案,能够独立运行,也可以作为slave搭载于其他host运行。
4. 研究创新点
1、此设计是基于wifi无线遥控技术,现在的电机控制多为本地控制,无线遥控控制大多为蓝牙以及红外技术等,并且仅能够实现短距离,距离稍远则无法实现控制。
2、通过手机app可以同时对多台电机控制并获取电机运行状态,此工作过程仅需一名工作人员,解放了劳动力,提高了生产效率。
3、电机的调速通过改变脉冲的占空比实现,相比于其他控制方式效率高,价格便宜,可靠性高,使用便捷,反应速度快。
