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      紡機(jī)控制器的制作方法

      文檔序號(hào):6324325閱讀:192來源:國(guó)知局
      專利名稱:紡機(jī)控制器的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及一種紡機(jī)控制器,具體涉及使用嵌入式控制器與單片機(jī)控制器,通過雙口存儲(chǔ)器來實(shí)現(xiàn)紡機(jī)的快速控制。
      背景技術(shù)
      目前,紡機(jī)使用的控制器復(fù)雜一點(diǎn)的使用工控機(jī),簡(jiǎn)單一點(diǎn)的使用單片機(jī)。使用工控機(jī)除主機(jī)外,需要大量的外圍接口板,如A/D采樣板、高速計(jì)數(shù)板、輸入輸出板、通訊板等,它們均插在主機(jī)的擴(kuò)展槽中,這樣的控制系統(tǒng),結(jié)構(gòu)復(fù)雜,可靠性低,成本高。由于對(duì)外圍板的操作多數(shù)是高級(jí)語言完成的,它需要重重編譯,所以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信息的處理速度不高,嚴(yán)重影響紡織產(chǎn)品的質(zhì)量。而單片機(jī)組織的控制器,雖然可靠性高、成本低、現(xiàn)場(chǎng)處理功能強(qiáng),但由于有大量復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型的運(yùn)算,單片機(jī)運(yùn)算能力是很有限的,從而制約了單片機(jī)控制器處理速度,加上單片機(jī)的人機(jī)界面并不友好,用戶對(duì)單片機(jī)控制器使用受到了很大的限制。

      發(fā)明內(nèi)容
      本發(fā)明的目的是提供一種紡織機(jī)械的智能控制器。
      本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是它包括嵌入式控制器(1)、單片機(jī)控制器(3)及雙口存儲(chǔ)器(2)。將用戶控制程序拷入電子硬盤,在嵌入式控制器中運(yùn)行。而單片機(jī)控制器(3)控制程序在產(chǎn)品出廠前已固化,該程序負(fù)責(zé)從雙口存儲(chǔ)器(2)的右總線接口(7)、光電隔離A/D轉(zhuǎn)換電路(11)、通訊接口(23)獲得現(xiàn)場(chǎng)信息,通過其總線接口(8)存入雙口存貯器(2)。而嵌入式控制器(1)根據(jù)用戶編制程序,通過接口(5),從雙口存貯器(2)中讀入現(xiàn)場(chǎng)信息,并根據(jù)用戶對(duì)紡機(jī)的算法加上用戶輸入的參數(shù)進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算,將其運(yùn)算結(jié)果,根據(jù)運(yùn)算結(jié)果將控制參數(shù)存入雙口存貯器(2)中,單片機(jī)控制器(3)根據(jù)從雙口存貯器(2)中讀出控制參數(shù)后,通過其D/A轉(zhuǎn)換電路(12)和通訊接口(23),控制執(zhí)行對(duì)象(16)和變頻器(20)。
      本發(fā)明的有益效果是,具有運(yùn)算能力強(qiáng)、現(xiàn)場(chǎng)信息處理響應(yīng)速度快、抗干擾能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、人機(jī)界面友好、控制效果好等特點(diǎn),適合多種紡機(jī)的控制。


      圖1功能框圖。
      圖2嵌入式控制器(1)總線接口與雙口存儲(chǔ)器(2)總線接口連接圖。
      圖3雙口存儲(chǔ)器(2)總線接口與單片機(jī)控制器(3)總線接口連接圖。
      圖4基本部件及連接示意圖。
      具體實(shí)施例方式
      如圖1至圖4可知,本發(fā)明可由嵌入式控制器(1),單片機(jī)控制器(3)及雙口存貯器(2)三部分組成上、下級(jí)控制系統(tǒng),嵌入式控制器為上級(jí)控制器,單片機(jī)控制為下級(jí)控制器。
      用戶控制程序可由用戶使用高級(jí)語言,如C++等編制并通過編譯后,拷入電子硬盤,在嵌入式控制器中運(yùn)行。而單片機(jī)控制器(3)控制程序在產(chǎn)品出廠前已固化,該程序負(fù)責(zé)從雙口存儲(chǔ)器(2)的右總線接口(7)、光電隔離A/D轉(zhuǎn)換電路(11)、通訊接口(23)獲得現(xiàn)場(chǎng)信息,通過其總線存入雙口存貯器(2)。而嵌入式控制器(1)根據(jù)用戶編制程序,通過從雙口存貯器(2)中讀入現(xiàn)場(chǎng)信息,并根據(jù)用戶對(duì)紡機(jī)的算法加上用戶輸入的參數(shù)進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算,將其運(yùn)算結(jié)果,得到控制參數(shù)存入雙口存貯器(2)中,單片機(jī)根據(jù)從雙口存貯器中讀出的控制參數(shù)控制其光電隔離D/A轉(zhuǎn)換電路(11)、輸出接口(17)、通訊接口(23),從而達(dá)到控制執(zhí)行對(duì)象(16)和變頻器(20)的目的。
      嵌入式控制器(1)采用SED-486SV的PC/104板,標(biāo)準(zhǔn)的PC/104板由顯示器接口、鍵盤接口、電子硬盤、外設(shè)接口、顯示器組成。它進(jìn)行客戶程序開發(fā),復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算,程序運(yùn)行過程中的參數(shù)監(jiān)視。其中CPU采用inter80486處理器。SED-486SV通過其PC/104總線接口(5)的數(shù)據(jù)總線SD7~SD0,地址總線SA10~SA0,讀信號(hào)線IOR,寫信號(hào)線IOW分別與雙口存儲(chǔ)器(2)IDT7132左總線接口(6)的數(shù)據(jù)總線D7L~D0L,地址總線A10L~A0L,數(shù)據(jù)選通線OEL,數(shù)據(jù)讀寫信號(hào)線R/WR相連,并將PC/104總線接口(6)上的地址線SA11通過反向器(4)后,接雙口存儲(chǔ)器(2)左總線接口(6)的片選線相連,使嵌入式控制器能通過雙口存儲(chǔ)器(2)左總線接口(6)對(duì)其進(jìn)行讀寫操作。
      雙口存儲(chǔ)器(2)為2K雙口存儲(chǔ)器。雙口存貯器與母板設(shè)計(jì)在一起,子、母板通過IDC雙排扦座連接連接上、下兩級(jí)控制器,選用IDT7132SA357雙口存儲(chǔ)器。
      單片機(jī)控制器(3)有以下8個(gè)部分。
      ①AVR8515中央處理器(24)。
      ②光電隔離輸入電路(18)為6路光電隔離輸入電路,與現(xiàn)場(chǎng)輸入量(14)相連。由54HC244及光電隔離器PS2801-1組成,且6路輸入回路共24V電源;輸出電路(17)與控制對(duì)象(13)相連,由6路光電隔離由8D觸發(fā)器54HC374、光電隔離器PS2801-1及繼電器為基本元件組成,繼電器觸點(diǎn)最大電流5A,且繼電器輸出帶續(xù)流二極管。
      ③電隔離A/D轉(zhuǎn)換電路(11)為4路SPI光電隔離A/D轉(zhuǎn)換電路,與現(xiàn)場(chǎng)傳感器(15)相連,是帶SPI接口的A/D轉(zhuǎn)換器MPC3204及高速光電隔離器HCPL0600。
      ④D/A轉(zhuǎn)換電路(12)為2路SPI光電隔離D/A轉(zhuǎn)換電路,是帶SPI接口的D/A轉(zhuǎn)換MAX522及高速光電隔離器HCPL0600。與執(zhí)行對(duì)象(16)相連。
      ⑤通訊接口(23)為3路光電隔離RS485通訊接口(23a、23b、23c),為異步通訊控制器XR16C650、高速光電隔離器HCPL0600、RS485、通訊驅(qū)動(dòng)器MAX488。與三個(gè)變頻器(20a、20b、20c)相連。
      ⑥光電隔離通訊接口(9)為1路光電隔離RS232通訊接口MAX232E及高速光電隔離器HCPL0600。與數(shù)據(jù)下載機(jī)(19)相連。
      ⑦通訊接口(8)。通過其數(shù)據(jù)總線D7~D0,地址總線A10~A0,寫數(shù)據(jù)信號(hào)線WR,讀數(shù)據(jù)信號(hào)線RD,分別與雙口存儲(chǔ)器(2)IDT7132的右總線接口(7)的數(shù)據(jù)總線D7R~D0R,地址總線A10R~A0R,讀寫數(shù)據(jù)信號(hào)線R/WR,讀數(shù)據(jù)選通線OER相連,并將雙口存儲(chǔ)器右總線接口〔7〕的片選信號(hào)與單片機(jī)控制器(3)通訊接口〔8〕的片選信號(hào)CS8相連,使單片機(jī)控制器能通過雙口存儲(chǔ)器的右總線接口(7)對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫操作。
      ⑧高速計(jì)數(shù)電路(10a、10b)為2路光電隔離高速計(jì)數(shù)器,采用高速光電隔離器HCPL0600及計(jì)數(shù)器82C54。
      權(quán)利要求
      1.一種紡機(jī)控制器,其特征是由嵌入式控制器(1),單片機(jī)控制器(3)及雙口存貯器(2)三部分組成上、下級(jí)控制系統(tǒng),嵌入式控制器為上級(jí)控制器,單片機(jī)控制器為下級(jí)控制器。
      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述紡機(jī)控制器,其特征是嵌入式控制器(1)進(jìn)行客戶程序開發(fā),復(fù)雜數(shù)學(xué)運(yùn)算,程序運(yùn)行過程中的參數(shù)監(jiān)視。
      3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述紡機(jī)控制器,其特征是嵌入式控制器(1)為型號(hào)為SED-486SV的PC/104板,其中CPU為inter80486處理器。
      4.根據(jù)權(quán)利要求1所述紡機(jī)控制器,其特征是單片機(jī)控制器(3)對(duì)紡機(jī)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)進(jìn)行采樣和控制被控對(duì)象。
      5.根據(jù)權(quán)利要求1、4所述紡機(jī)控制器,其特征是單片機(jī)控制器(3)由6路光電隔離輸入電路(18)、6路光電隔離繼電器輸出電路(17)、3路SPI光電隔離A/D轉(zhuǎn)換電路(11)、2路SPI光電隔離D/A轉(zhuǎn)換電路(12)、3路光電隔離通訊接口(23)RS485、1路光電隔離通訊接口RS232(9)及2路光電隔離高速計(jì)數(shù)電路組成(10)。
      6.根據(jù)權(quán)利要求1、4、5所述紡機(jī)控制器,其特征是單片機(jī)控制器(3)的中央處理器為AVR8515中央處理器。
      7.根據(jù)權(quán)利要求1所述紡機(jī)控制器,其特征是雙口存貯器電路(2)連接上、下兩級(jí)控制器,使得上、下級(jí)控制器信號(hào)快速交換。
      8.根據(jù)權(quán)利要求1、7所述紡機(jī)控制器,其特征是雙口存貯器電路(2)為IDT7132SA357雙口存儲(chǔ)器。
      9.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3、7、8所述紡機(jī)控制器,其特征是嵌入式控制器(1)SED-486SV通過其PC/104總線接口〔22〕的數(shù)據(jù)總線SD7~SD0,地址總線SA10~SA0,讀信號(hào)線IOR,寫信號(hào)線IOW分別與雙口存儲(chǔ)器(2)IDT7132左口(6)的數(shù)據(jù)總線D7L~D0L,地址總線A10L~A0L,數(shù)據(jù)選通線OEL,數(shù)據(jù)讀寫信號(hào)線R/WR相連,并將PC/104總線接口〔5〕上的地址線SA11通過反向器〔4〕后,接雙口存儲(chǔ)器左口(6)的片選線CEL相連,使嵌入式控制器能通過雙口存儲(chǔ)器左口(6)對(duì)其進(jìn)行讀寫操作。
      10.根據(jù)權(quán)利要求1、4、5、6、7、8所述紡機(jī)控制器,其特征是單片機(jī)控制器(3)通過其總線接口〔8〕的數(shù)據(jù)總線D7~D0,地址總線A10~A0,寫數(shù)據(jù)信號(hào)線WR,讀數(shù)據(jù)信號(hào)線RD,分別與雙口存儲(chǔ)器IDT7132的右口(7)的數(shù)據(jù)總線D7R~D0R,地址總線A10R~A0R,讀寫數(shù)據(jù)信號(hào)線R/WR,讀數(shù)據(jù)選通線OER相連,并將雙口存儲(chǔ)器右口(7)的片選信號(hào)與單片機(jī)控制器總線接口(8)的片選信號(hào)CS8相連,使單片機(jī)控制器能通過雙口存儲(chǔ)器的右口對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫操作。
      全文摘要
      本發(fā)明提供一種紡織機(jī)械的智能控制器。它包括嵌入式控制器(1)、單片機(jī)控制器(3)及雙口存儲(chǔ)器(2)。用戶控制程序在嵌入式控制器(1)中運(yùn)行,單片機(jī)控制器(3)將獲得現(xiàn)場(chǎng)信息存入雙口存貯器(2),嵌入式控制器(1)從雙口存貯器(2)中讀入現(xiàn)場(chǎng)信息,并根據(jù)用戶輸入的參數(shù)進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算,用以控制現(xiàn)場(chǎng)的被控制對(duì)象。它具有運(yùn)算能力強(qiáng)、現(xiàn)場(chǎng)信息處理響應(yīng)速度快、抗干擾能力強(qiáng)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、人機(jī)界面友好、控制效果好等特點(diǎn),適合多種紡機(jī)的智能控制。
      文檔編號(hào)G05B19/04GK1710501SQ20041002332
      公開日2005年12月21日 申請(qǐng)日期2004年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月18日
      發(fā)明者張鍇 申請(qǐng)人:湘潭時(shí)代工業(yè)自動(dòng)化有限公司
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