电力系统是利用信息的传输和交换，来实现对系统发电、供电的合理分配。然而，在电力系统中，电能的产生是依靠变电站及发电厂的大型电机来完成的。因此，为了避免给社会造成经济损失，电力系统自身的运行需要有很高的可靠性。针对这一现状，提出了一种以单片计算机为核心，以组态技术为核心的智能电动机控制系统。该系统可以监测电机的工作状态，并且在出现故障的时候，可以通过通信系统将故障信号上传到平台，从而保证电机的正常运行[1]。
1智能电机控制系统总体的设计方案及原理
本系统由组态软件模块，单片机控制系统，电动机和驱动系统组成。电动机采用三相移相式调压回路，带动三相电动机及三相定子的磁场，使电动机转动。单片机控制系统采用的是STM32F103ZET单片机，它是系统的核心，同时，由于在搅拌系统中，被控对象自身具有较大的惯性和滞后性，因此，采用了 PI算法的闭环控制系统，其主要目标就是要改变智能电机系统的滞后性和动态特性。电机驱动电路是采用 H桥结构移相调压电路，可以接受单片机控制核心发出的指令，从而控制电机的转向、速度以及其他功能[2]。
2智能电机控制系统硬件电路的设计
2.1单片机控制系统
本系统以STM32F103ZET为核心，以STM32F103ZET为整体智能化控制系统。由于此 MCU与常规C51 MCU处于反向状态，因此使用了低电平重置。在8 MHz晶振和两个陶瓷电容器之间，有效地相连，以确保该晶振具有较高的振动效率。采用外置晶体振荡器，是为了在智能马达系统工作时，确保系统的稳定。
2.2直流电机驱动电路
由单片机发出的控制信号，通过高速光耦，传送到或非门，控制信号与 PMW的输出信号，再通过系统的硬件，形成逻辑输出，再将信号传送到驱动控制芯片，从而控制电机的运行方向。通过硬件实现了对电动机运动方向的控制，并将 PWM的输出信号与控制电动机运动方向的 PWM信号相结合，构成了相应的逻辑输出。
2.3电机的三相交流调压原理
在此基础上，提出了一种基于三相移相的调压回路，实现了对三相电动机的控制。通过控制电位计的电压输出值来控制电机的移相角，当电位计的输出电压为0至5 V时，其输出的电压为0至380 V。采用无中星形连接三相交流调压电路，无论哪一相在导通时都需要与另一相形成回路，在电流流动路径中有两个可控硅，脉冲方式应选择双脉冲或宽脉冲。
2.4电机系统的测速与压流
在检测系统中，主要使用的是KM15/16反射光电传感器来检测电机的速度，在其准确的定位下，将反光贴纸或者反光片对称地安装在需要测量的零件上，从而获得良好的测量效果。当转动元件上的反光贴片经过光电传感器时，其输出信号将产生一个跳频，并根据跳频信号的频率，得到电动机的速度 N。该测定结果被放大电路放大之后，由功率放大器LMD93输出。压流的检测设计用到双向、高精度的电流型传感器ACS712,ACS712中具有精度很高的线性霍尔传感器电路，流经该线路的电流和其输出之间的电压是线性的，电路的响应速度很快。
3电机智能控制系统软件部分的研究
3.1主程序的设计
本设计采用了通过梯形图的方法，利用STEP7/Micro/WIN32语言编制了相应的程序。当该系统实现上电之后，SB1、SB4可以控制该电机在搅拌过程中的启动，SB2、SB3可以控制该电机的转向，SB5、SB6、SB7三种工作模式可以分别控制该电机；SB8及SB9可分别控制马达的转速，分别为一阶转速及二阶转速。将这些设置好的值输入单片机中，经过运算后产生脉冲信号、方向信号，从而控制电机的驱动器，从而控制电机的速度、运转方向和运转方式。
3.2组态监控界面的设计
组态王是一款专门用于数据采集，数据分析，数据管理，动态屏幕显示的软件，而且它还有一个自动报警的功能。在此基础上，利用组态王软件对电动机进行实时监测，使 PC机与 PLC进行数据交互，从而提高了对电网内各种电动机的控制能力。在此过程中，采用组态王软件对装置内的数据进行采集，并将其转换为动态图像，这样既能对马达的运转情况进行更加直观的描述，又能方便地进行人机交互。组态王软件中的通讯参数必须与单片机保持一致，同时，通过对接口中相应的按键进行控制，将相应的控制信息传送出去，然后，再经由系统的串行接口，将这些信息传送到单片机中，然后，单片机就可以按照收到的命令，对电动机进行相应的控制。
3.3单片机的软件部分
开机后，对 MCU中的各个模块进行初始化。接着，点击进入一个大循环系统，在这个循环中，使电动机以它原来的方向和转速运行，需要判断电动机的转速是否达到规定的数值，并用 PI算法闭环控制电动机，使其转速保持不变，同时，根据每一个子程序，来判定电动机的额定电流，从而对电动机及线路进行保护。首先是初始化 I/O，并进行模块的配置，然后每隔一段时间，主程序就可以调用相应的速率来判断子程序的运行情况。采用多点观测求平均的方法，可以获得更高的观测精度。
4结论
利用智能电机控制系统，可以对电机进行全方位的监测，通过组态监测界面，可以实时地显示电机的速度，产生的电流等信息。在对嵌入式单片机的总体设计进行研究的过程中，应该对单片机芯片体系的设计方案有一个清晰的认识，以电机的电力体系结构为基础，来进行嵌入式单片机的硬件设计，对各类硬件设施进行科学、合理的搭配，并对软件体系展开了最优的设计，这样才能保证软件的控制功能，进而可以实现多种差异化的运行功能，确保在电机控制系统中，嵌入式单机片的设计能够满足控制多任务的需要。
参考文献：
[1]姚绪梁，王 旭，马 赫.三相电压型PWM整流器双开关表直接功率控制策略研究[J].电机与控制学报，2015，19（10）：71-77.
[2]赵庆龙.基于S7－200PLC步进电机运动控制系统设计[J].电子技术与软件工程，2013，25（18）：128.
[3]毛 昀，杨 峰.基于PLC的步进电机控制系统设计[J].工业仪表与自动化装置，2014，29（4）：87-89，98.
