基于C8051F340的智能型电动执行机构控制系统设计
2013-06-23 方超 扬州电力设备修造厂
为解决传统电动执行机构在工业生产现场的不足,提出基于C8051F340的智能型电动执行机构控制系统的设计方法。智能型控制系统通过采用友好的人机交互界面,具备故障自诊断与报警功能,使调试操作与故障排查更简单方便。在硬件上,通过采用功率驱动控制信号互锁电路,实现硬件互锁功能,避免触发信号同时有效导致控制回路紊乱,提高了智能型电动执行机构的可靠性。行程位置控制省去了复杂的机械行程,采用无接触式磁旋转绝对编码器,优化了机械结构,提高了行程分辨率精度,分辨率可达到0.08790。通过对硬件电路和软件程序的优化控制,C8051F340单片机的合理利用,实现了阀门电动执行机构控制系统的智能化、合理化和高可靠性的要求。
1、控制系统设计原理
自动化型智能式程序执行命令组织中介机构设定模式通过C8051F340作主导设定单元测试卷。C8051F340是可以集成化的搭配数据信息片上模式型单支机,具备SiliconLabs高新产品CIP-51微设定器内核,具备标8052的全部的外设部分,以及4个16位数值器/按时器、4个具备发展波特率调试的全双工UART、7个增加型SPI表层、7个SMBUS表层、40个I/O引脚,具备3个抓取/更加模组和看门狗按时器技能的可程序语言数值器/按时器阵列(PCA)、4352字节的内RAM、128字节特别技能寄存器等。C8051F340片上多样的硬件配置影视资源,使其实使用在自动化型智能式程序执行命令组织中介机构设定模式。 智力型电动四轮三轮三轮三轮来审理学校掌握模式用到非浸入式构造开发,工艺最先进,构造十分简单,不靠谱高。运作途径为磁感器运作,在就地模式下,行经过运作管理面板旋钮或携便式式红外无线遥控器掌握电动四轮三轮三轮三轮来审理学校的开、关、停运作及性能设为、查询等运作,在远程操纵模式下,可经过转换触点开关量的移动网络信号灯或4~20mA工作电流的移动网络信号灯建立电动四轮三轮三轮三轮来审理学校的开、关、停等运作。模式具备着強大的短信报警自原因功效和短信报警短信报警功效,并可数据仪器运作模式。智力型掌握模式由主机电源传感器、马力有效控住传感器、电脑画质传感器、旅行线路检查传感器、转换触点开关量的移动网络信号灯导出导出传感器、养成量的移动网络信号灯导出导出传感器构成的,用到C8051F340作为核心掌握IC芯片,经过对各cpu传感器的导出导出运作,建立对气动阀门电动四轮三轮三轮三轮来审理学校的每一项掌握功效,其模式开发原理图框图如图已知1随时。
2、控制系统的硬件设计
智力型电动伸缩下达组织机构无刷电机掌控系统性硬件配置三极管由面板开关电源板、掌控器板、作业方法方法显示屏五部好友分组成。掌控器板与作业方法方法显示屏能够 UART口串行通信网络,保持组排对活,掌控器板传输对外部命令掌控马力带动信息模块,作业方法方法无刷电机正反面转运公司行,保持气动阀门的打开和闭合,并及时的模拟网输出面板开关量评价数字卫星信号或模拟网量评价数字卫星信号。2.1、电源模块
交流电压线板做为主料控板提供了四公里直流电电阻值网络讯号,一再为+24V(1±1%),一再为+5V(1±1%)。+24V电阻值网络讯号做为6路电开关量和模仿量输人打出网络讯号及输入打印输出驱使包块线路交流电压线,打出线路如2图甲中。+5V电阻值网络讯号作做为主料控板C8051F340单支机十分他相关来源于线路交流电压线,打出线路如3图甲中。

2.2、功率驱动硬件电路
热效率安装掌握表现调节主机电源线路图甲4下图。热效率安装掌握表现调节主机电源线路实行硬件机器设备互锁特点,以免 勾起表现同一时间合理地引发调节二次回路功能紊乱。根据C8051F340片式机3路IO口充当热效率安装掌握主机电源线路勾起表现,八路IO口充当勾起表现输入输出端主机电源调节表现,另两路口充当勾起调节表现,进三步提高自己了勾起表现信得过性。IO口性能为推挽方法,低电平合理地。电动式式三轮施行程序贷款中介单位在行业施工实地现场在使用整个过程中,主要是因为施工实地现场运作有某个机器设备,包含繁多仪盘表、感知器及变频柜器,会产生表现要素各类繁多的危险的强的电压表现,考虑到要确保电动式式三轮施行程序贷款中介单位调节系統的应急性与信得过性,运用光耦TLP521-4对勾起表现去表现隔离开,以免 勾起表现要素,要确保电动式式三轮施行程序贷款中介单位信得过、可靠运作。
2.3、行程检测硬件电路
过程英文探测电路设计用无触碰式磁平移编写代码器,就是可以精确自动测量大部分360°面积内的多角度,其辩别率就是可以达标0.0879°。编写代码器根据插入齿轮轴,与阀体智能执行力单位的过程英文传送主件啮合,使之享有着高内外座位探测实用功能。编写代码器享有着内部的输出功率稳压器,在主要板+3.3V开关电源输出功率下的工作,主要板根据串口运行,以串行比特流的行式读出过程英文数据库,改变阀十位数据库的载入。2.4、模拟量信号硬件电路
智慧型电动式参与平台操作软件4~20mA仿真虚拟仿真系统量输入传输的运用C8051F340单面机的PWM传输的特点。C8051F340具备9个拾取/是相对比较模快和看门狗时控器特点的可程序设计计算方法器/时控器阵列(PCA),在智慧型操作软件里将PCA装置配备为16位脉宽调试器方法。在该方法下,16位拾取/是相对比较模快构成PWM讯号低电平精力的PCA挂钟数,装置配备PCA相关内容寄存器,还可以传输的占空比可调的PWM波。PWM传输的用电线路装置采取光耦N101参与讯号分隔,也不应响光耦N101电源开关时延的先决条件下,PWM波率设立为200Hz。智慧型操作软件抓取旅程探测讯号,计算方法某些阀位值,以后传输的与众不同率的PWM波,在光耦传输的端,借助RC集分用电线路装置将PWM波转该成成电阻讯号,借助恒流源服务器硬件用电线路装置,传输的4~20mA电流量讯号,确保阀位仿真虚拟仿真系统量输入讯号报告特点。仿真虚拟仿真系统量输入报告讯号传输的用电线路装置如5如图所示。
2.5、开关量信号输入硬件电路
智力型自动三轮式下达设备调整设计在远程管理的状态时,能够旋钮量讯号輸入设施配置单集成运放,接受到开、关、停汇编指令讯号,调整自动三轮式下达设备完整涉及到動作。为规避外边讯号侵扰,能够光耦N109、N110、N111开展讯号分隔,分隔后的旋钮量讯号接入使用C8051F340单面机IO口,IO口配置单为弱上拉、开漏的办法,在pc软件调整的办法中进行“去抖”办理的办法,能准确的、实时采集工具旋钮量輸入讯号,更合理有效规避误作业,加快自动三轮式下达设备启动的可以信赖性。进行场效应管VD111,更合理有效规避接电源差错介绍的损害。旋钮量讯号輸入集成运放如同6图示。
3、控制系统的软件设计
智能化型電動进行构造调整系统主执行程序工作流程框图如同7下图。





