小型注塑機微機控制系統的研制

2019-01-06 16:27:08 124
重慶君正轉發:  隨著科技的進步,近幾年大中型注塑機普遍地應用了電腦控制。由于電腦價格占小型注塑機整機的價格比例大,所以小型注塑機還是以常規繼電器控制系統為主,針對小型注塑機消費批量大,接線復雜,控制精度不高、效率低,性能不穩定等問題,依據用戶要求,我們研制的注塑機單片機控制系統能滿足以下要求:要務實時性強。

  2、要求有手動、半自動、全自動、調模四種方式。輸出有16個電磁閥,22個行程開關輸入,定時器的參數由撥碼設定。

  3、面板上有撥碼、11個數碼管,其中三個數碼管用于顯示定時器工夫,6位用于顯示加工工件數。

  4、要求在面板上用發光管指示正在執行的動作,以便操作者支配。壓力大小由撥碼來設定。

  5、為了可以滿足不同客戶的要求,要多留一些輸入、輸出接1注塑機控制原理簡要工作過程1.1工作原理:注塑機的工作過程其實是一個過程控制,它有四種操作方式,即手動、半自動、全自動和調模操作。當要執行某一動作時,必需要輸出壓力、電磁閥通電才干工作,否則不能正常工作。當行程開關碰到后,完畢該動作,將壓力零,電磁閥卸載,執行新的動作或停止工作1.2系統工作過程:系統的硬件主要包括單片解決機、主控電路、輸入和輸出模塊、電源監控和看門狗、行程開關輸入電路、顯示和驅動模塊、按鍵與撥碼盤等等。系統硬件構造框圖如所示。

  系統硬件構造框圖主控電路采納MCS-51系列的AT89C51作為主控芯片,——片地址鎖存用的74HC373,地址譯碼用的74HC138,組成一個較小應用系統。

  P2口作為K>口線來用,將其用作給設定壓力的撥碼盤提供電壓信號。地址信息和數據的通道口由P0口提供,由于P0口是分時輸出低8位地址信息和數據的通道口,鎖存器74HC373把地址信息分別出來。

  主機電路采納了全譯碼方式,用74HC138作為地址譯碼器當主控芯片停止讀、寫操作時3-8譯碼器將存在地址鎖存器中的地址停止調配,選通對輸入、輸出的接口電路停止讀、寫操作。

  電源監控與看門狗電路采納了X25045芯片,它把三種常用的功能:看門狗定時器、電源監控和E2PR0M組合在單個封裝之內。利用X25045低VCC檢測的電路,當電源下降到較小VCC時,RESET便變為高電平,系統自動復位,復位不時確保到VCC返回且穩定為止。X25045還可以實時檢測程序執行狀況,可有效地避免死機。

  輸入模塊有24個輸入點,為了提篼系統的抗干擾才干,采納光電隔離技術,因而每個輸入點可與任何行程開關和接近開關相接。當外部行程開關或接近開關閉合時,光耦導通,使光敏三極管也導通,同時發光二極管亮,接在74HC245的輸入端的電平被拉低,由軟件將該信號讀入,執行某一動作。

  輸出電路由輸出鎖存器74HC273、光電隔離光電路、功率放大電路組成。

  該電路由24個輸出點構成,每個輸入點經過PNP三極管的驅動,較大電流為6A,可直接驅動電磁閥。本系統只用了16個輸出點,其它8個依據不同用戶的要求用來擴展的。采納光電隔離使系統的工作電源和電磁閥的工作電源離開,減少對系統電源的干擾。單片機的RESET復位信號經與非門接74HC273的CLR引腳,在系統上電時,使鎖存機輸出全副零,電磁閥卸載,以免發惹事故:由于輸出電流大,PNP三極管采納達林頓管T>127,外加散熱片:二極管是為了愛護三極管的,避免電磁閥產生感應電壓,擊穿三極管;發光二極管L1是在線路板上用來指示輸出信號的,L2是在操作面板上指示正在執行的某一動作,使操作者能及時曉得工作狀態,如:開模動作,輸出電磁閥Y5,在面板上對應開模發光二極管亮,提供了友好的人機對話介面。

  該系統顯示位數多,故采納動態顯示。顯示器采納共陰顯示,段碼和位口均從P0口輸出,輸出的段碼經74HC374鎖存,TD62783驅動,接到發光管的陽極。輸出的位口經74HC273鎖存,ST2803驅動,接到發光管的陰極。驅動器為達林頓電路,具有較大的驅動電流。

  鍵盤、撥碼與單片機的接口電路本系統用的是非編碼鍵盤,矩陣式接口設計。為鍵盤、撥碼與單片機的接口電路。

  鍵盤的輸入是直接從P1口輸入的,外接上拉電阻,構成了個38的矩陣式鍵盤接口設計。

  撥盤接口是矩陣式的,也是從P1口輸入,由于系統中所設定的工夫位數多,因而需要將多片撥碼盤拼在一起,造成撥碼盤組,實現多位十進制數的輸入。但是為了避免撥碼盤之間的互相影響,用了二級管將它們隔離。

  該注塑機單片機控制系統合適于替代各種小型的常規繼電器控制系統的注塑機,系統提供了良好的人機對話界面,便于操參數從~.99秒,設定范圍大,而且工夫在面板顯示出來,還用指示燈指示當前所用的是某一工作狀態的工夫,便于操作察看。

  在面板上還提供了某一時刻某一動作的指示燈。如:開模狀態,則對應這一狀態的指示燈指示,方便了操作者操作。壓力的大小由面板上另一組撥碼設定。

  在整個系統中,采納了“冗余”的構造,便于系統的擴展,可以滿足不同客戶的要求。多位產品的顯示,便于操作者曉得產品的個數,若要從新計數,可以將原來的產品個數清零。為了愛護注塑機的性能,可以使各個油路系統在注塑一定的產品個數后,或者直接按下潤油按鍵,停止潤油。為了及時發現故,排除故障,提供了警鈴、警燈。

  該系統性能穩定,牢靠性強,控制精度篼,本錢低,合適于各種小型的注塑機。

  軟件設計不但要滿足各種功能,而且要保障精度、速度。力求簡潔、牢靠。

  主程序流程圖注塑機電腦控制的系統軟件設計采納了模塊化構造,此辦法就是把一個完好的程序分成若干個功能相對獨立的較小的程序模塊,各個程序模塊分別停止設計、編制程序和調試,較后將調試好的程序模塊連結起來。

  該系統軟件分為主程序和定時器中斷效勞程序兩大部分。

  每一部分由許多功能模塊組成。

  主程序包括初始化模塊、撥碼盤輸入模塊、顯示模塊和各功能解決模塊。注塑機在上電復位后,程序從0000H開端執行,首先進入系統初始化模塊,即設置推棧指針,置定時器工作方式,撥碼盤流程圖在撥碼盤輸入中,每個工夫由3片撥碼盤來設定,分別代表秒、0.1秒、0.01秒。而在撥碼盤的組合中,每兩片共用P1口,在讀撥碼的時候,有上下位之分,存數據時,要有2個存儲器。撥碼盤的A端是由不同的位口來確定的,位口為低電平有效,因而讀出去的數據為反碼,必需將其取反得到原碼,才是撥碼盤真正設定的十進制數。同時為了不使顯示器受到干擾,應將顯示器關閉。輸入口又與鍵盤共用,應該把鍵盤屏蔽,否則會受到鍵盤的影響。

  顯示子程序由兩部分構成,分為顯示預解決和顯示更新。在預解決中就是把顯示緩沖區中的數據轉換成八段碼,而后存放到八段碼顯示緩沖區中。

  在顯示中,總共有9個數碼管,12個發光管,顯示方式采納的是動態掃描方式,顯示一位堅持1ms的工夫。采納每8個發光管構成一個數碼管的顯示辦法,用位指令對每個發光管的顯示與熄滅停止操作。在顯示之前,要把標記位除,而后再關顯示。

  由于顯不器個多數,在顯不完八位后,置顯不標記位,將這八位的位口全副置為高電平,關掉顯示器,而后扭轉位口,顯示其它數碼管,當全副顯示完,子程序返回。

  3.4定時器中斷效勞子程序定時器中斷效勞子程序包括產品零、潤油、延時解決、鍵盤掃描等功能組成,單片機內部定時器每隔丨產生中斷一次,停止各部分的功能解決。

  在延時解決程序中,就是按撥碼盤設定的工夫停止計時,定時器10ms中斷一次,計時單元加一次,而后判斷是否與撥碼設定的值相等,若不相等下一次中斷繼續加1,直到相等為止,而后將計時單元清零,為下一次計時作準備。因為工夫還要顯示,所以要將計時單元里數據放到顯示緩沖區中去,為顯示作好準備。

  在該系統中,鍵盤采納了定時掃描方式。利用單片機的內部定時器產生lms定時中斷,對鍵盤停止掃描,并在有鍵按下時識加出該鍵,并將該鍵代表的標記地位1,而后中斷返回,在主程序中詢該鍵的標記位是否為1,而后停止功能解決。在CPU響應中斷后,對鍵盤停止掃描,判斷有無鍵按下,若無鍵,將消抖標記位GETFLG置0,K2DS置0,K2DS為按鍵的標記位,為下次按鍵辨認作好準備,直接中斷返回:若有鍵按下,判斷消抖位是否為1,若為,將其置丨,并中斷返回。因為中斷返回后需經的延時才可能再次中斷,相當于實現了lms的延時成效,因而程序中不再需要延時解決。若為1,闡明完成了去抖解決,這時可以判斷辨認按鍵。

  在控制子程序中采納了詢方式,在手動狀態下,詢某一動作按鍵的標記位是否置丨,若為1,則執行這一動作,直到這一動作完畢的行程開關閉合,該動作執行完畢。

  本文較具體地介紹了注塑機單片微機控制系統原理,構造和軟件設計。通過在DEBUG51下調試系統程序,并對系統的各部分硬件電路聯合軟件在20克注塑機上調試,試驗證明注塑機的單片機控制系統響應快、動作精確,過程顛簸。手動、半自動、全自動和調模工作方式任選。實現單片機整個消費過程實時控制,性能牢靠穩定,進步了產品質童、消費效率和自動化水平、降低了本錢,減輕勞動強度,得到了比較稱心的結果。

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