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拋丸機智能控制器的制作方法

LANMU:CHANPINWENDA YUEDU:1159

專利名稱拋丸機智能控制器的制作方法
技術領域本實用新型屬于自動控制領域,具體涉及一種拋丸機智能控制器。
背景技術拋丸機是利用高速旋轉的葉輪把丸、砂拋擲出去,高速撞擊零件表面,達到表面處理的要求的機械設備,拋丸機根據工藝和質量要求不同,可分為幾種不同的拋丸機,且工作模式和拋丸時間也不相同。一般要控制的電機及閥門為除塵電機、提升電機、自轉電機、拋丸I電機、拋丸2電機、拋丸3電機、螺旋電機、振打電機、拋丸閥I、拋丸閥2、拋丸閥3。這些電機及閥門開停要按一定順序和時間間隔進行的。現在常規方法是簡單的小型拋丸機可以用電氣連鎖實現控制,即用手動來開啟需要的工作電機,用手動來關停各工作電機,工作方式有工作人員根據現場具體情況定,拋丸機工作時間靠時間繼電器來設定。工作之前先設定時間繼電器,再對控制柜上的控制按鈕一個一個操作,增加操作人員的麻煩和難度。電機較多的中型拋丸機,電機開停控制一般用可編程序控制器PLC來實現,但是其他輔助功能螺旋、分離、提升三個旋轉設備的轉速檢測、設備溫度檢測及拋丸時間分別要用到三個轉速表、一個溫度表、一個時間繼電器。額外增加輔助儀表會增加成本,且故障點較多,控制柜的盤面布置也繁瑣。如果其他輔助功能也用PLC實現,需要用功能強的PLC或增加擴展模塊,這樣增加編程難度,同時大大增加成本。對高檔點的大型拋丸機,增加觸摸屏可現實手動、自動及部分參數的設置,而其他的轉速、溫度測量、拋丸時間設置等輔助儀表則需要另加或如上述所述。
發明內容為了解決上述問題,本實用新型提供了一種能解決上述問題的智能控制器。本實用新型采用以下技術方案拋丸機智能控制器,包括控制器面板、單片機和電源,還包括至少三個磁電傳感器、溫度檢測裝置、時間繼電器、報警裝置和12路電機控制回路。單片機上至少具有電源連接端,螺旋、分離、提升轉速輸入端,溫度輸入端,I/O輸入端,按鍵輸入端,溫度顯示輸出端,螺旋、分離、提升轉速表循環顯示輸出端,螺旋、分離、提升轉速故障輸出端和溫度故障輸出端,I/o輸出端;螺旋、分離、提升轉速輸入端設置光電隔離及反向穩壓管,I/o輸入端設置光電隔離及防抖動電路,輸出端設置光電隔離,I/O輸入端至少包括電機控制回路輸入端、自動開停輸入端、自動手動選擇輸入端、參數設置輸入端、數據加減輸入端、故障報警輸入端。其中,按鍵輸入端至少包括電機控制回路按鍵、自動開停按鍵、自動手動選擇按鍵)、參數設置按鍵、數據加按鍵、數據減按鍵、故障報警按鍵。連接關系磁電傳感器與單片機上的螺旋、分離、提升轉速輸入端相連,溫度檢測裝置與單片機上的溫度輸入端相連,溫度顯示輸出端和3路轉速表循環顯示輸出端與控制器面板上的溫度顯示屏和3路轉速顯示屏連接,螺旋、分離、提升轉速故障輸出端和溫度故障輸出端與報警電路相連接,控制面板上設有與I/O輸入端相對應的按鍵,電機控制回路其他I/o輸出端接相應的干接點或行程開關。通過按參數設置按鍵和數據加減按鍵,可以實現對各個電機的時間間隔、工作時間、螺旋、分離、提升轉速故障值、轉速顯示方式、溫度導線電阻值、溫度超溫值等參數進行設置;通過按自動手動按鍵,可以選擇自動或手動,手動時,可按鍵I到鍵12對各電機進行開機停機操作,此時控制器根據按鍵輸出動作信號,但軟件進行互鎖;自動時,可以按自動開停鍵即可順序啟動,停止時,再按一次自動開停鍵即可反順序停機。磁電傳感器用來檢測拋丸機螺旋、分離、提升三個旋轉設備的轉速,溫度檢測裝置用來檢測環境或設備的溫度,磁電傳感器和溫度檢測裝置將三路轉速和溫度輸入到單片機的螺旋、分離、提升轉速輸入端和溫度輸入端。三路轉速輸入采用光電隔離及反向穩壓管,防止干擾信號或弱信號的導通。STM系列單片機系列資源豐富,各管腳均可作為外部中斷源,內部定時器也很多,所以足以滿足三路轉速信號的測量,三路轉速幾乎可以同一時間進行故障判斷,顯示上可以選擇巡回顯示或指定顯示。轉速和溫度顯示在控制器面板的顯示屏上。當轉速低于設定的速度時,或者是溫度高于設定溫度時,輸出相應的繼電器信號,啟動相應的故障報警裝置。當有故障的時候按故障報警按鍵即可解除報警信號。時間繼電器用來設置拋丸機工作時間,拋丸閥開啟后,時間繼電器開始計時,計時時間到后,停閥門停拋丸電機。該控制器設置12路電機控制回路,目前較復雜的拋丸機使用到8個電機除塵電機、提升電機、自轉電機、拋丸I電機、拋丸2電機、拋丸3電機、螺旋電機、振打電機,3個拋丸閥拋丸閥I、拋丸閥2、拋丸閥3,共11個控制點,使用設計12路控制回路完全能滿足要求,況且3個拋丸可以用一個中間繼電器繼器來控制,這樣即使以后在增加3個電機,控制點也可以滿足。本實用新型控制器可以滿足不同類型的拋丸機,工作模式和拋丸電機工作時間可隨意改變,控制器面板上設有12個電機啟動停止按鍵,可以根據實際情況進行電氣連接。本實用新型將轉速檢測儀表、溫度檢測儀表、時間繼電器等儀表集中在一個控制器中,極大節省了成本,也降低了能耗。該拋丸機的應用將極大減少甚至不需要電氣控制設計、調試、編程人員,且減少控制柜的線路連接,極大地節省人力物力。優選的,所述單片機為STM8S207M單片機,選用此單片機是因為其抗電磁干擾能力極強,ST公司滿足了將強電控制、弱電控制放置在一起的環境內所需要的控制芯片的要求,且具有較多的管腳,我們選用STM8S207M,該芯片具有80個管腳,滿足了要求。STM8S單片機特點是為工業*應用設計,功能STM32功能弱,但抗干擾能力極好,STM8S207既有抗干擾強的特點,又有管腳多的優點,剛好適合該控制器的應用。優選的,所述溫度檢測裝置包括溫度傳感器和與之串聯的導線的電阻。溫度檢測,選用PT100作為外界和軸承等溫度參數檢測傳感器,目前溫度檢測對遠處的溫度檢測,大多采用PT5000,這樣減少導線誤差,但PT5000成本較PT100貴很多。為了補償導線,我們采用電阻分壓的方法將導線的電阻與PT100串聯,每次采集的是PT100加導線兩端的電壓,這樣只要提前知道導線的電阻就可以在計算中減去。該控制器有設置導線電阻值的功能,在使用時候測定和計算出(25°C時)該導線的電阻即可輸入到控制器中做為以后補償用。優選的,所述控制器上設有下位機通訊接口。該控制器設計了與下位機進行通訊功能,使得該控制器可與拋丸機設備其他輔助功能的儀器如智能鋼板厚度、長度檢測的儀表進行實時通訊,對其進行操作和參數的設置。優選的,所述控制器上設有網絡通信接口。為實現遠程和網絡通訊,本實用新型以太網PHY控制器DP83848進行網絡數據傳輸,實現遠程控制器數據上傳、參數設置等功能,對有些不會參數設定的用戶,調試人員不必到現場,可以通過網絡對拋丸機的電機啟動時間間隔、三轉速故障值設置、拋丸電機工作時間設置、導線電阻、溫度超溫設置等參數遠程設置。節省較大開支,方便了用戶。本實用新型的有益效果是本實用新型控制器可以滿足不同類型的拋丸機,工作模式和拋丸電機工作時間可隨意改變,控制器面板上設有12個電機啟動停止按鍵,可以根據實際情況進行電氣連接。本實用新型將轉速檢測儀表、溫度檢測儀表、時間繼電器等儀表集中在一個控制器中,極大節省了成本,也降低了能耗。該拋丸機的應用將極大減少甚至不需要電氣控制設計、調試、編程人員,且減少控制柜的線路連接,節省人力物力。
附圖說明
拋丸機智能控制器的制作方法附圖圖I為本實用新型實施例的控制器原理框圖;圖2為本實用新型實施例的控制器前面板的結構示意圖;其中1_12、電機控制回路按鍵,13、自動開停按鍵,14、自動手動選擇按鍵,15、參數設置按鍵,16、數據加按鍵,17、數據減按鍵,18、故障報警按鍵,19、溫度顯示屏,20、3路轉速顯示屏。
具體實施方式
實施例一拋丸機智能控制器,包括控制器面板、單片機和電源,還包括至少三個磁電傳感器、溫度檢測裝置、時間繼電器、報警裝置和12路電機控制回路。單片機采用STM8S系列,選用此單片機是因為其抗電磁干擾能力極強,滿足了將強電控制、弱電控制放置在一起的環境內所需要的控制芯片的要求,且具有較多的管腳,選用STM8S207M,該芯片具有80個管腳,滿足了要求。電源采用T0P246芯片,實現了 DC12V/2A、24 V/1 A高精度、雙輸出電壓。為了可靠,把12V再經過DC-DC轉換,變成穩定的+5V電源,供單片機系統。因為該電源在電機經常啟動,電磁干擾比較強,所以我們在電源的輸入和輸出部分各增加了一些防干擾,高可靠的電路,消除了電機的啟動對電網的影響,采用交流85 265 V的寬電壓供電。使用時接好輸入輸出及I/O 口線,磁電傳感器與單片機上的螺旋、分離、提升轉速輸入端相連,溫度檢測裝置與單片機上的溫度輸入端相連,溫度顯示輸出端和3路轉速表循環顯示輸出端與控制器面板上的顯示屏連接,螺旋、分離、提升轉速故障輸出端和溫度故障輸出端與報警電路相連接,控制面板上設有與I/O輸入端相對應的按鍵,電機控制回路其他I/O輸出端接相應的干接點或行程開關。交流220V電壓通過機殼一側接線端子輸入。該控制器的輸入輸出電路全部采用光電隔離,避免強的電磁干擾。同時控制器設置了看門狗等保護措施,弱點電源的濾波電容采用法拉電容,以防電源的短時間不穩定。實踐也證實是非常好可靠的控制器。按參數設置按鍵和數據加減按鍵,對各個電機的時間間隔、工作時間、螺旋、分離、提升轉速故障值、轉速顯示方式、溫度導線電阻值、溫度超溫值等參數進行設置;通過按自動手動按鍵,選擇自動,自動時,可以按自動開停鍵即可順序啟動,停止時,再按一次自動開停鍵即可反順序停機。當轉速低于設定的速度時,或者是溫度高于設定溫度時,輸出相應的繼電器信號,啟動相應的故障報警裝置。當有故障的時候按故障報警按鍵解除報警信號。在控制器上設置下位機通訊接口,將該控制器與智能鋼板厚度、長度檢測的儀表進行實時通訊,對其進行操作和參數的設置。實施例二拋丸機智能控制器,包括控制器面板、單片機和電源,還包括至少三個磁電傳感器、溫度檢測裝置、時間繼電器、報警裝置和12路電機控制回路。采用STM8S單片機系列,選用此單片機是因為其抗電磁干擾能力極強,滿足了將強電控制、弱電控制放置在一起的環境內所需要的控制芯片的要求,且具有較多的管腳,選用STM8S207M,該芯片具有80個管腳,滿足了要求。電源采用T0P246芯片,實現了 DC12V/2A、24 V/1 A高精度、雙輸出電壓。為了可靠,把12V再經過DC-DC轉換,變成穩定的+5V電源,供單片機系統。因為該電源在電機經常啟動,電磁干擾比較強,所以我們在電源的輸入和輸出部分各增加了一些防干擾,高可靠的電路,消除了電機的啟動對電網的影響,采用交流85 265 V的寬電壓供電。使用時接好輸入輸出及I/O 口線,磁電傳感器與單片機上的螺旋、分離、提升轉速輸入端相連,溫度檢測裝置與單片機上的溫度輸入端相連,溫度顯示輸出端和3路轉速表循環顯示輸出端與控制器面板上的顯示屏連接,螺旋、分離、提升轉速故障輸出端和溫度故障輸出端與報警電路相連接,控制面板上設有與I/O輸入端相對應的按鍵,電機控制回路其他I/O輸出端接相應的干接點或行程開關。交流220V電壓通過機殼一側接線端子輸入。該控制器的輸入輸出電路全部采用光電隔離,避免強的電磁干擾。同時控制器設置了看門狗等保護措施,弱點電源的濾波電容采用法拉電容,以防電源的短時間不穩定。實踐也證實是非常好可靠的控制器。按參數設置按鍵和數據加減按鍵,對各個電機的時間間隔、工作時間、螺旋、分離、提升轉速故障值、轉速顯示方式、溫度導線電阻值、溫度超溫值等參數進行設置;通過按自動手動按鍵,選擇手動,手動時,可按鍵I到鍵12對各電機進行開機停機操作,此時控制器根據按鍵輸出動作信號,但軟件進行互鎖。當轉速低于設定的速度時,或者是溫度高于設定溫度時,輸出相應的繼電器信號,啟動相應的故障報警裝置。當有故障的時候按故障報警按鍵解除報警信號。在控制器上設置下位機通訊接口,將該控制器與智能鋼板厚度、長度檢測的儀表進行實時通訊,對其進行操作和參數的設置。
權利要求1.拋丸機智能控制器,包括控制器面板、單片機和電源,其特征在于 智能控制器還包括至少三個磁電傳感器、溫度檢測裝置、時間繼電器、報警裝置和12路電機控制回路, 單片機上至少具有電源連接端,螺旋、分離、提升轉速輸入端及I/O輸入端,溫度輸入端,按鍵輸入端,溫度顯示輸出端,螺旋、分離、提升轉速表循環顯示輸出端及I/O輸出端,螺旋、分離、提升轉速故障輸出端和溫度故障輸出端; 螺旋、分離、提升轉速輸入端設置光電隔離及反向穩壓管,I/o輸入端設置光電隔離及防抖動電路,輸出端設置光電隔離, 其中,按鍵輸入端至少包括電機控制回路按鍵(I至12)、自動開停按鍵(13)、自動手動選擇按鍵(14)、參數設置按鍵(15)、數據加按鍵(16)、數據減按鍵(17)、故障報警按鍵(18), 連接關系磁電傳感器與單片機上的螺旋、分離、提升轉速輸入端相連, 溫度檢測裝置與單片機上的溫度輸入端相連, 溫度顯示輸出端和3路轉速表循環顯示輸出端與控制器面板上的溫度顯示屏(19)和3路轉速顯示屏(20)連接, 螺旋、分離、提升轉速故障輸出端和溫度故障輸出端與報警電路相連接, 控制面板上設有與I/O輸入端相對應的按鍵,電機控制回路其他I/O輸出端接相應的干接點或行程開關。
2.根據權利要求I所述的拋丸機智能控制器,其特征在于所述單片機為STM8S207M單片機。
3.根據權利要求I所述的拋丸機智能控制器,其特征在于所述溫度檢測裝置包括溫度傳感器和與之串聯的導線的電阻。
4.根據權利要求I所述的拋丸機智能控制器,其特征在于所述控制器上設有下位機通訊接口。
5.根據權利要求I所述的拋丸機智能控制器,其特征在于所述控制器上設有網絡通信接口。
專利摘要本實用新型屬于自動控制領域,具體涉及一種拋丸機智能控制器,采用以下技術方案拋丸機智能控制器,包括控制器面板、單片機和電源,磁電傳感器、溫度檢測裝置和報警裝置,單片機上至少具有電源連接端、螺旋、分離、提升轉速輸入端、溫度輸入端、I/O輸入輸出端、電機控制回路輸入端、轉速顯示端、溫度顯示端、螺旋、分離、提升轉速故障輸出端和溫度故障輸出端。該控制器同時將轉速表、溫度表、時間繼電器集中在一起,可實現對各種不同類型的拋丸機的控制,對拋丸機的不同工作模式和電機工作時間等參數的設置,實現了拋丸機控制一體化,極大節省了軟硬件設計、編程及調試人員,也大大降低成本。
文檔編號G05B19/042GK202815473SQ20122028802
公開日2013年3月20日 申請日期2012年6月19日 優先權日2012年6月19日

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