專利名稱：紡機控制器的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種紡機控制器，具體涉及使用嵌入式控制器與單片機控制器，通過雙口存儲器來實現紡機的快速控制。
背景技術：
目前，紡機使用的控制器復雜一點的使用工控機，簡單一點的使用單片機。使用工控機除主機外，需要大量的外圍接口板，如A/D采樣板、高速計數板、輸入輸出板、通訊板等，它們均插在主機的擴展槽中，這樣的控制系統，結構復雜，可靠性低，成本高。由于對外圍板的操作多數是高級語言完成的，它需要重重編譯，所以對現場信息的處理速度不高，嚴重影響紡織產品的質量。而單片機組織的控制器，雖然可靠性高、成本低、現場處理功能強，但由于有大量復雜的數學模型的運算，單片機運算能力是很有限的，從而制約了單片機控制器處理速度，加上單片機的人機界面并不友好，用戶對單片機控制器使用受到了很大的限制。
發明內容
本發明的目的是提供一種紡織機械的智能控制器。
本發明解決其技術問題所采用的技術方案是它包括嵌入式控制器(1)、單片機控制器(3)及雙口存儲器(2)。將用戶控制程序拷入電子硬盤，在嵌入式控制器中運行。而單片機控制器(3)控制程序在產品出廠前已固化，該程序負責從雙口存儲器(2)的右總線接口(7)、光電隔離A/D轉換電路(11)、通訊接口(23)獲得現場信息，通過其總線接口(8)存入雙口存貯器(2)。而嵌入式控制器(1)根據用戶編制程序，通過接口(5)，從雙口存貯器(2)中讀入現場信息，并根據用戶對紡機的算法加上用戶輸入的參數進行復雜的數學運算，將其運算結果，根據運算結果將控制參數存入雙口存貯器(2)中，單片機控制器(3)根據從雙口存貯器(2)中讀出控制參數后，通過其D/A轉換電路(12)和通訊接口(23)，控制執行對象(16)和變頻器(20)。
本發明的有益效果是，具有運算能力強、現場信息處理響應速度快、抗干擾能力強、結構簡單、成本低、人機界面友好、控制效果好等特點，適合多種紡機的控制。
圖1功能框圖。
圖2嵌入式控制器(1)總線接口與雙口存儲器(2)總線接口連接圖。
圖3雙口存儲器(2)總線接口與單片機控制器(3)總線接口連接圖。
圖4基本部件及連接示意圖。
具體實施例方式
如圖1至圖4可知，本發明可由嵌入式控制器(1)，單片機控制器(3)及雙口存貯器(2)三部分組成上、下級控制系統，嵌入式控制器為上級控制器，單片機控制為下級控制器。
用戶控制程序可由用戶使用高級語言，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行。而單片機控制器(3)控制程序在產品出廠前已固化，該程序負責從雙口存儲器(2)的右總線接口(7)、光電隔離A/D轉換電路(11)、通訊接口(23)獲得現場信息，通過其總線存入雙口存貯器(2)。而嵌入式控制器(1)根據用戶編制程序，通過從雙口存貯器(2)中讀入現場信息，并根據用戶對紡機的算法加上用戶輸入的參數進行復雜的數學運算，將其運算結果，得到控制參數存入雙口存貯器(2)中，單片機根據從雙口存貯器中讀出的控制參數控制其光電隔離D/A轉換電路(11)、輸出接口(17)、通訊接口(23)，從而達到控制執行對象(16)和變頻器(20)的目的。
嵌入式控制器(1)采用SED-486SV的PC/104板，標準的PC/104板由顯示器接口、鍵盤接口、電子硬盤、外設接口、顯示器組成。它進行客戶程序開發，復雜數學運算，程序運行過程中的參數監視。其中CPU采用inter80486處理器。SED-486SV通過其PC/104總線接口(5)的數據總線SD7～SD0，地址總線SA10～SA0，讀信號線IOR，寫信號線IOW分別與雙口存儲器(2)IDT7132左總線接口(6)的數據總線D7L～D0L，地址總線A10L～A0L，數據選通線OEL，數據讀寫信號線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器(2)左總線接口(6)對其進行讀寫操作。
雙口存儲器(2)為2K雙口存儲器。雙口存貯器與母板設計在一起，子、母板通過IDC雙排扦座連接連接上、下兩級控制器，選用IDT7132SA357雙口存儲器。
單片機控制器(3)有以下8個部分。
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，與現場輸入量(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)與控制對象(13)相連，由6路光電隔離由8D觸發器54HC374、光電隔離器PS2801-1及繼電器為基本元件組成，繼電器觸點最大電流5A，且繼電器輸出帶續流二極管。
③電隔離A/D轉換電路(11)為4路SPI光電隔離A/D轉換電路，與現場傳感器(15)相連，是帶SPI接口的A/D轉換器MPC3204及高速光電隔離器HCPL0600。
④D/A轉換電路(12)為2路SPI光電隔離D/A轉換電路，是帶SPI接口的D/A轉換MAX522及高速光電隔離器HCPL0600。與執行對象(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、通訊驅動器MAX488。與三個變頻器(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。與數據下載機(19)相連。
⑦通訊接口(8)。通過其數據總線D7～D0，地址總線A10～A0，寫數據信號線WR，讀數據信號線RD，分別與雙口存儲器(2)IDT7132的右總線接口(7)的數據總線D7R～D0R，地址總線A10R～A0R，讀寫數據信號線R/WR，讀數據選通線OER相連，并將雙口存儲器右總線接口〔7〕的片選信號與單片機控制器(3)通訊接口〔8〕的片選信號CS8相連，使單片機控制器能通過雙口存儲器的右總線接口(7)對其進行數據讀寫操作。
⑧高速計數電路(10a、10b)為2路光電隔離高速計數器，采用高速光電隔離器HCPL0600及計數器82C54。
權利要求
1.一種紡機控制器，其特征是由嵌入式控制器(1)，單片機控制器(3)及雙口存貯器(2)三部分組成上、下級控制系統，嵌入式控制器為上級控制器，單片機控制器為下級控制器。
2.根據權利要求1所述紡機控制器，其特征是嵌入式控制器(1)進行客戶程序開發，復雜數學運算，程序運行過程中的參數監視。
3.根據權利要求1、2所述紡機控制器，其特征是嵌入式控制器(1)為型號為SED-486SV的PC/104板，其中CPU為inter80486處理器。
4.根據權利要求1所述紡機控制器，其特征是單片機控制器(3)對紡機現場信號進行采樣和控制被控對象。
5.根據權利要求1、4所述紡機控制器，其特征是單片機控制器(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轉換電路(11)、2路SPI光電隔離D/A轉換電路(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路光電隔離高速計數電路組成(10)。
6.根據權利要求1、4、5所述紡機控制器，其特征是單片機控制器(3)的中央處理器為AVR8515中央處理器。
7.根據權利要求1所述紡機控制器，其特征是雙口存貯器電路(2)連接上、下兩級控制器，使得上、下級控制器信號快速交換。
8.根據權利要求1、7所述紡機控制器，其特征是雙口存貯器電路(2)為IDT7132SA357雙口存儲器。
9.根據權利要求1、2、3、7、8所述紡機控制器，其特征是嵌入式控制器(1)SED-486SV通過其PC/104總線接口〔22〕的數據總線SD7～SD0，地址總線SA10～SA0，讀信號線IOR，寫信號線IOW分別與雙口存儲器(2)IDT7132左口(6)的數據總線D7L～D0L，地址總線A10L～A0L，數據選通線OEL，數據讀寫信號線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器左口(6)對其進行讀寫操作。
10.根據權利要求1、4、5、6、7、8所述紡機控制器，其特征是單片機控制器(3)通過其總線接口〔8〕的數據總線D7～D0，地址總線A10～A0，寫數據信號線WR，讀數據信號線RD，分別與雙口存儲器IDT7132的右口(7)的數據總線D7R～D0R，地址總線A10R～A0R，讀寫數據信號線R/WR，讀數據選通線OER相連，并將雙口存儲器右口(7)的片選信號與單片機控制器總線接口(8)的片選信號CS8相連，使單片機控制器能通過雙口存儲器的右口對其進行數據讀寫操作。
全文摘要
本發明提供一種紡織機械的智能控制器。它包括嵌入式控制器(1)、單片機控制器(3)及雙口存儲器(2)。用戶控制程序在嵌入式控制器(1)中運行，單片機控制器(3)將獲得現場信息存入雙口存貯器(2)，嵌入式控制器(1)從雙口存貯器(2)中讀入現場信息，并根據用戶輸入的參數進行復雜的數學運算，用以控制現場的被控制對象。它具有運算能力強、現場信息處理響應速度快、抗干擾能力強、結構簡單、成本低、人機界面友好、控制效果好等特點，適合多種紡機的智能控制。
文檔編號G05B19/04GK1710501SQ20041002332
公開日2005年12月21日 申請日期2004年6月18日 優先權日2004年6月18日
發明者張鍇 申請人:湘潭時代工業自動化有限公司