專(zhuān)利名稱(chēng)拋丸機智能控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域本實(shí)用新型屬于自動(dòng)控制領(lǐng)域，具體涉及一種拋丸機智能控制器。
背景技術(shù)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(zhì)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(shí)間也不相同。一般要控制的電機及閥門(mén)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(mén)開(kāi)停要按一定順序和時(shí)間間隔進(jìn)行的。現在常規方法是簡(jiǎn)單的小型拋丸機可以用電氣連鎖實(shí)現控制，即用手動(dòng)來(lái)開(kāi)啟需要的工作電機，用手動(dòng)來(lái)關(guān)停各工作電機，工作方式有工作人員根據現場(chǎng)具體情況定，拋丸機工作時(shí)間靠時(shí)間繼電器來(lái)設定。工作之前先設定時(shí)間繼電器，再對控制柜上的控制按鈕一個(gè)一個(gè)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(kāi)停控制一般用可編程序控制器PLC來(lái)實(shí)現，但是其他輔助功能螺旋、分離、提升三個(gè)旋轉設備的轉速檢測、設備溫度檢測及拋丸時(shí)間分別要用到三個(gè)轉速表、一個(gè)溫度表、一個(gè)時(shí)間繼電器。額外增加輔助儀表會(huì )增加成本，且故障點(diǎn)較多，控制柜的盤(pán)面布置也繁瑣。如果其他輔助功能也用PLC實(shí)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(shí)大大增加成本。對高檔點(diǎn)的大型拋丸機，增加觸摸屏可現實(shí)手動(dòng)、自動(dòng)及部分參數的設置，而其他的轉速、溫度測量、拋丸時(shí)間設置等輔助儀表則需要另加或如上述所述。
發(fā)明內容為了解決上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種能解決上述問(wèn)題的智能控制器。本實(shí)用新型采用以下技術(shù)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(gè)磁電傳感器、溫度檢測裝置、時(shí)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(huán)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(dòng)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(dòng)開(kāi)停輸入端、自動(dòng)手動(dòng)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(dòng)開(kāi)停按鍵、自動(dòng)手動(dòng)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(guān)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(huán)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(diǎn)或行程開(kāi)關(guān)。通過(guò)按參數設置按鍵和數據加減按鍵，可以實(shí)現對各個(gè)電機的時(shí)間間隔、工作時(shí)間、螺旋、分離、提升轉速故障值、轉速顯示方式、溫度導線(xiàn)電阻值、溫度超溫值等參數進(jìn)行設置；通過(guò)按自動(dòng)手動(dòng)按鍵，可以選擇自動(dòng)或手動(dòng)，手動(dòng)時(shí)，可按鍵I到鍵12對各電機進(jìn)行開(kāi)機停機操作，此時(shí)控制器根據按鍵輸出動(dòng)作信號，但軟件進(jìn)行互鎖；自動(dòng)時(shí)，可以按自動(dòng)開(kāi)停鍵即可順序啟動(dòng)，停止時(shí)，再按一次自動(dòng)開(kāi)停鍵即可反順序停機。磁電傳感器用來(lái)檢測拋丸機螺旋、分離、提升三個(gè)旋轉設備的轉速，溫度檢測裝置用來(lái)檢測環(huán)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(shí)器也很多，所以足以滿(mǎn)足三路轉速信號的測量，三路轉速幾乎可以同一時(shí)間進(jìn)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(shí)，或者是溫度高于設定溫度時(shí)，輸出相應的繼電器信號，啟動(dòng)相應的故障報警裝置。當有故障的時(shí)候按故障報警按鍵即可解除報警信號。時(shí)間繼電器用來(lái)設置拋丸機工作時(shí)間，拋丸閥開(kāi)啟后，時(shí)間繼電器開(kāi)始計時(shí)，計時(shí)時(shí)間到后，停閥門(mén)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(gè)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(gè)拋丸閥拋丸閥I、拋丸閥2、拋丸閥3，共11個(gè)控制點(diǎn)，使用設計12路控制回路完全能滿(mǎn)足要求，況且3個(gè)拋丸可以用一個(gè)中間繼電器繼器來(lái)控制，這樣即使以后在增加3個(gè)電機，控制點(diǎn)也可以滿(mǎn)足。本實(shí)用新型控制器可以滿(mǎn)足不同類(lèi)型的拋丸機，工作模式和拋丸電機工作時(shí)間可隨意改變，控制器面板上設有12個(gè)電機啟動(dòng)停止按鍵，可以根據實(shí)際情況進(jìn)行電氣連接。本實(shí)用新型將轉速檢測儀表、溫度檢測儀表、時(shí)間繼電器等儀表集中在一個(gè)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(xiàn)路連接，極大地節省人力物力。優(yōu)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(mǎn)足了將強電控制、弱電控制放置在一起的環(huán)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(gè)管腳，滿(mǎn)足了要求。STM8S單片機特點(diǎn)是為工業(yè)*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(diǎn)，又有管腳多的優(yōu)點(diǎn)，剛好適合該控制器的應用。優(yōu)選的，所述溫度檢測裝置包括溫度傳感器和與之串聯(lián)的導線(xiàn)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(xiàn)誤差，但PT5000成本較PT100貴很多。為了補償導線(xiàn)，我們采用電阻分壓的方法將導線(xiàn)的電阻與PT100串聯(lián)，每次采集的是PT100加導線(xiàn)兩端的電壓，這樣只要提前知道導線(xiàn)的電阻就可以在計算中減去。該控制器有設置導線(xiàn)電阻值的功能，在使用時(shí)候測定和計算出(25°C時(shí))該導線(xiàn)的電阻即可輸入到控制器中做為以后補償用。優(yōu)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(jìn)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(cháng)度檢測的儀表進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，對其進(jìn)行操作和參數的設置。優(yōu)選的，所述控制器上設有網(wǎng)絡(luò )通信接口。為實(shí)現遠程和網(wǎng)絡(luò )通訊，本實(shí)用新型以太網(wǎng)PHY控制器DP83848進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )數據傳輸，實(shí)現遠程控制器數據上傳、參數設置等功能，對有些不會(huì )參數設定的用戶(hù)，調試人員不必到現場(chǎng)，可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )對拋丸機的電機啟動(dòng)時(shí)間間隔、三轉速故障值設置、拋丸電機工作時(shí)間設置、導線(xiàn)電阻、溫度超溫設置等參數遠程設置。節省較大開(kāi)支，方便了用戶(hù)。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型控制器可以滿(mǎn)足不同類(lèi)型的拋丸機，工作模式和拋丸電機工作時(shí)間可隨意改變，控制器面板上設有12個(gè)電機啟動(dòng)停止按鍵，可以根據實(shí)際情況進(jìn)行電氣連接。本實(shí)用新型將轉速檢測儀表、溫度檢測儀表、時(shí)間繼電器等儀表集中在一個(gè)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(xiàn)路連接，節省人力物力。
附圖說(shuō)明
拋丸機智能控制器的制作方法附圖圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例的控制器原理框圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)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(dòng)開(kāi)停按鍵，14、自動(dòng)手動(dòng)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(shí)施方式
實(shí)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(gè)磁電傳感器、溫度檢測裝置、時(shí)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(mǎn)足了將強電控制、弱電控制放置在一起的環(huán)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(gè)管腳，滿(mǎn)足了要求。電源采用T0P246芯片，實(shí)現了 DC12V/2A、24 V/1 A高精度、雙輸出電壓。為了可靠，把12V再經(jīng)過(guò)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(jīng)常啟動(dòng)，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(dòng)對電網(wǎng)的影響，采用交流85 265 V的寬電壓供電。使用時(shí)接好輸入輸出及I/O 口線(xiàn)，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(huán)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(diǎn)或行程開(kāi)關(guān)。交流220V電壓通過(guò)機殼一側接線(xiàn)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(shí)控制器設置了看門(mén)狗等保護措施，弱點(diǎn)電源的濾波電容采用法拉電容，以防電源的短時(shí)間不穩定。實(shí)踐也證實(shí)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(gè)電機的時(shí)間間隔、工作時(shí)間、螺旋、分離、提升轉速故障值、轉速顯示方式、溫度導線(xiàn)電阻值、溫度超溫值等參數進(jìn)行設置；通過(guò)按自動(dòng)手動(dòng)按鍵，選擇自動(dòng)，自動(dòng)時(shí)，可以按自動(dòng)開(kāi)停鍵即可順序啟動(dòng)，停止時(shí)，再按一次自動(dòng)開(kāi)停鍵即可反順序停機。當轉速低于設定的速度時(shí)，或者是溫度高于設定溫度時(shí)，輸出相應的繼電器信號，啟動(dòng)相應的故障報警裝置。當有故障的時(shí)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(cháng)度檢測的儀表進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，對其進(jìn)行操作和參數的設置。實(shí)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(gè)磁電傳感器、溫度檢測裝置、時(shí)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(mǎn)足了將強電控制、弱電控制放置在一起的環(huán)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(gè)管腳，滿(mǎn)足了要求。電源采用T0P246芯片，實(shí)現了 DC12V/2A、24 V/1 A高精度、雙輸出電壓。為了可靠，把12V再經(jīng)過(guò)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(jīng)常啟動(dòng)，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(dòng)對電網(wǎng)的影響，采用交流85 265 V的寬電壓供電。使用時(shí)接好輸入輸出及I/O 口線(xiàn)，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(huán)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(diǎn)或行程開(kāi)關(guān)。交流220V電壓通過(guò)機殼一側接線(xiàn)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(shí)控制器設置了看門(mén)狗等保護措施，弱點(diǎn)電源的濾波電容采用法拉電容，以防電源的短時(shí)間不穩定。實(shí)踐也證實(shí)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(gè)電機的時(shí)間間隔、工作時(shí)間、螺旋、分離、提升轉速故障值、轉速顯示方式、溫度導線(xiàn)電阻值、溫度超溫值等參數進(jìn)行設置；通過(guò)按自動(dòng)手動(dòng)按鍵，選擇手動(dòng)，手動(dòng)時(shí)，可按鍵I到鍵12對各電機進(jìn)行開(kāi)機停機操作，此時(shí)控制器根據按鍵輸出動(dòng)作信號，但軟件進(jìn)行互鎖。當轉速低于設定的速度時(shí)，或者是溫度高于設定溫度時(shí)，輸出相應的繼電器信號，啟動(dòng)相應的故障報警裝置。當有故障的時(shí)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(cháng)度檢測的儀表進(jìn)行實(shí)時(shí)通訊，對其進(jìn)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(gè)磁電傳感器、溫度檢測裝置、時(shí)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(huán)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(dòng)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(dòng)開(kāi)停按鍵(13)、自動(dòng)手動(dòng)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(guān)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(huán)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(diǎn)或行程開(kāi)關(guān)。
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(lián)的導線(xiàn)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(wǎng)絡(luò )通信接口。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型屬于自動(dòng)控制領(lǐng)域，具體涉及一種拋丸機智能控制器，采用以下技術(shù)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(shí)將轉速表、溫度表、時(shí)間繼電器集中在一起，可實(shí)現對各種不同類(lèi)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(shí)間等參數的設置，實(shí)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(kāi)日2013年3月20日 申請日期2012年6月19日 優(yōu)先權日2012年6月19日