专利名称：微束等离子弧焊dsp控制的集成接口的制作方法
技术领域：
本发明涉及焊接控制技术领域，具体指一种微束等离子弧焊DSP控制的集成接口。
背景技术：
微束等离子弧焊系统是一个复杂的系统，具有受控对象多(包括两个焊接电源、离子气/保护气气路系统、冷却水系统、引弧器、器焊枪等)、焊接过程步骤繁琐(小弧时序、主弧时序、小弧/主弧切换时序及关系、离子气/保护气时序及关系、二电源工作时序、冷却水路系统/气路系统/焊接电源/焊枪各运行协调等)、控制任务多(小弧电源控制、主弧电源控制、焊接时序控制、抗引弧器引弧干扰控制、枪开关检测、现场焊接电流/电压采集、面板操作/参数设置检测、现场参数观察显示、故障检测/诊断等)等特点，并且要求其在小电流工作情况下保持稳定的电弧燃烧，其控制算法非常复杂。如果采用传统的模拟电路完成其控制系统，电路结构相当复杂，且干扰严重，也很难实现复杂的控制算法计算；现代的数字信号处理器(DSP-Digital SignalProcessor)控制技术具有快速运算、信息处理、复杂控制运算等优势，比较适合于微束等离子弧焊复杂系统保证小电流电弧稳定燃烧的复杂控制算法实现，但是，现有的数字信号处理器的片上接口可利用控制类资源和搭建最小化系统资源贫乏，要完成复杂微束等离子弧焊系统多受控对象、繁而多焊接过程、多控制任务的DSP控制，必须运用片外接口电路，其接口电路复杂。
经对现有技术文献和专利检索发现，一个专利申请号为200710046159.7的中国发明专利《交流点焊动态电阻实时测量装置与方法》提出了集焊接变压器、一对反并联可控硅、霍尔电流传感器、微型洛氏线圈、网压同步回路、电流过零脉冲检测回路、可控硅触发电路、焊接电流信号调理电路、电流导数信号调理电路、声光报警电路、时钟与复位电路、外围驱动电路、键盘与显示电路、通讯与互锁接口电路、DSP控制系统的交流点焊动态电阻实时测量装置，其DSP控制系统外扩了接口电路，同时增加了通讯与互锁接口电路；这种DSP控制接口电路复杂，且集成度低。另一个专利申请号为200410093414.X的中国发明专利《埋弧焊机的双数字信号处理器控制系统》提出了埋弧焊复杂系统的DSP控制，由第一数字信号处理器DSP进行埋弧焊焊接电源的电压反馈控制，由第二数字信号处理器DSP控制送丝电机、焊机行走小车电机，由单片机控制打印机、键盘及液晶显示器，实现埋弧焊复杂系统的多处理器控制；但这种需要通过三个处理器才能完成的复杂焊接系统，处理器资源浪费严重，各处理器的片上接口不能集成，并且处理器的通信接口同步性差，很难保证各部件的协同控制。
据此，目前还没有关于单DSP片上接口资源或采用复杂可编程逻辑控制器集成接口实现具有多受控对象、繁琐过程控制步骤、多控制任务等的复杂焊接系统DSP控制的复杂接口研究。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足和缺陷，提供一种微束等离子弧焊DSP控制的接口电路集成的方案，解决用微束等离子弧焊DSP控制的复杂接口集成问题，并使数字信号处理器技术在已有的快速信息处理、数据运算的基础上能更进一步适应复杂焊接设备和焊接过程的控制，同时为DSP数字信号处理器技术在焊接领域的广泛应用和焊接电源的集成技术奠定基础。
本发明的技术方案采用复杂可编程逻辑控制器作为微束等离子弧焊DSP控制的集成接口，包括复杂可编程逻辑控制器、数字信号处理器、存储器、过程显示电路、键盘操作电路、焊接时序控制电路、功能设置电路、报警显示电路、功能显示电路，复杂可编程逻辑控制器同时与数字信号处理器、存储器、过程显示电路、键盘操作电路、焊接时序控制电路、功能设置电路、报警显示电路、功能显示电路连接。
本发明集成接口中，复杂可编程逻辑控制器对数字信号处理器、存储器的接口组成微束等离子弧焊DSP控制的内核最小化系统接口。复杂可编程逻辑控制器的输入输出引脚I/O24～I/O31规定为输入信号线，依次定义为R_W、/WE、/BR、/PS、/IS、/DS、W_R、/STRB；复杂可编程逻辑控制器的输入输出引脚I/O7～I/O22规定为双向信号线，依次定义为D0～D15；复杂可编程逻辑控制器的输入输出引脚I/O4～I/O6、I/O23规定为输入信号线，依次定义为A0～A2、A15；复杂可编程逻辑控制器的输入输出引脚I/O0～I/O3规定为输出信号线，依次定义为PDA、RAMCE、RAMOE、RAMWE。R_W、/WE、/BR、/PS、/IS、/DS、W_R、/STRB分别与数字信号处理器的对应引脚连接，D0～D15、A0～A2、A15分别与数字信号处理器和存储器的对应引脚连接，PDA、RAMCE、RAMOE、RAMWE分别与存储器的对应引脚连接。
本发明集成接口中，复杂可编程逻辑控制器对过程显示电路、键盘操作电路、焊接时序控制电路、功能设置电路、报警显示电路、功能显示电路的接口组成微束等离子弧焊DSP控制的外围系统接口。
复杂可编程逻辑控制器的输入输出引脚I/O48～I/O55、I/O34规定为输出信号线，依次定义为LED1～8、KEYL；复杂可编程逻辑控制器的输入输出引脚I/O35～I/O38、I/O57～I/O59规定为输入信号线，依次定义为KEYR1～4、VP、GUNSW、WATSW；复杂可编程逻辑控制器的输入输出引脚I/O60～I/O62规定为输出信号线，依次定义为SUPPLY、GAS、FIRE；复杂可编程逻辑控制器的输入输出引脚I/O32～I/O33规定为输入信号线，依次定义为PROCSW、FUNCT；复杂可编程逻辑控制器的输入输出引脚I/O40～I/O43、I/O45规定为输出信号线，依次定义为PRES、WELD、CONT、SPOT、BJ。
LED1～8与过程显示电路连接，KEYL和KEYR1～4与键盘操作电路连接，VP、GUNSW、WATSW、SUPPLY、GAS、FIRE与焊接时序控制电路连接，PROCSW、FUNCT与功能设置电路连接，PRES、WELD、CONT、SPOT与功能显示电路连接，BJ与报警显示电路连接。
本发明集成的关键技术是利用复杂可编程逻辑控制器丰富的输入输出引脚资源，仅仅采用一个复杂可编程逻辑控制器即可完成微束等离子弧焊系统多受控对象、繁琐焊接过程、多控制任务等DSP控制的复杂接口，使微束等离子弧焊系统的DSP控制的复杂接口，在硬件上的集成度有进一步的提高，并解决数字信号处理器的片上接口可利用控制类资源和搭建最小化系统资源贫乏问题。
本发明的最突出优点在于一方面利用复杂可编程逻辑控制器丰富的输入输出引脚资源，同时实现微束等离子弧焊DSP控制的内核最小化系统和外围系统的复杂接口电路，达到复杂接口电路的高集成目的；另一方面，利用复杂可编程逻辑控制器强大的逻辑编程功能，实现微束等离子弧焊系统多受控对象、繁琐焊接过程、多控制任务的DSP控制的复杂接口电路硬件功能，并且可根据微束等离子弧焊DSP控制的内核最小化系统和外围系统的变化，方便地适应性地修改接口功能。
图1本发明微束等离子弧焊DSP控制的集成接口结构框图。
具体实施例方式 以下结合附图和实施例对本发明作进一步的描述 本发明的集成接口的复杂可编程逻辑控制器采用了Lattice公司的isp系列复杂可编程逻辑控制器芯片isp 1032E，数字信号处理器采用TI公司的2000系列的数字信号处理器芯片TMS320F240，利用TMS320F240的快速信息处理和算法运算能力，经过isp 1032E高度集成的复杂接口功能实现，完成复杂微束等离子弧焊系统多受控对象、烦杂焊接过程、多控制任务、复杂控制算法的DSP控制；本发明中的存储器采用RAM存储器IS61C1024。
本发明微束等离子弧焊DSP控制的集成接口(如附图1所示)，包括复杂可编程逻辑控制器1、数字信号处理器2、存储器3、过程显示电路4、键盘操作电路5、焊接时序控制电路6、功能设置电路7、报警显示电路8、功能显示电路9；其连接关系为复杂可编程逻辑控制器1与数字信号处理器2、存储器3、过程显示电路4、键盘操作电路5、焊接时序控制电路6、功能设置电路7、报警显示电路8、功能显示电路9以电信号连接。
本发明用复杂可编程逻辑控制器1作为微束等离子弧焊DSP控制的集成接口。
微束等离子弧焊DSP控制的集成接口由内核最小化系统接口、外围系统接口两部分组成。内核最小化系统接口部分是复杂可编程逻辑控制器对数字信号处理器、存储器的接口，复杂可编程逻辑控制器1的输入输出引脚I/O24～I/O31规定为输出信号线，依次定义为R_W、/WE、/BR、/PS、/IS、/DS、W_R、/STRB；复杂可编程逻辑控制器1的输入输出引脚I/O7～I/O22规定为双向信号线，依次定义为D0～D15，复杂可编程逻辑控制器1的输入输出引脚I/O4～I/O6、I/O23规定为输入信号线，依次定义为A0～A2、A15；复杂可编程逻辑控制器1的输入输出引脚I/O0～I/O3规定为输出信号线，依次定义为PDA、RAMCE、RAMOE、RAMWE；R_W、/WE、/BR、/PS、/IS、/DS、W_R、/STRB分别与数字信号处理器2的对应引脚连接，D0～D15、A0～A2、A15分别与数字信号处理器2和存储器3的对应引脚连接，PDA、RAMCE、RAMOE、RAMWE分别与存储器3的对应引脚连接； 外围系统接口部分是复杂可编程逻辑控制器对过程显示电路、键盘操作电路、焊接时序控制电路、功能设置电路、报警显示电路、功能显示电路的接口，复杂可编程逻辑控制器1的输入输出引脚I/O48～I/O55、I/O34规定为输出信号线，依次定义为LED1～8、KEYL；复杂可编程逻辑控制器1的输入输出引脚I/O35～I/O38、I/O57～I/O59规定为输入信号线，依次定义为KEYR1～4、VP、GUNSW、WATSW；复杂可编程逻辑控制器1的输入输出引脚I/O60～I/O62规定为输出信号线，依次定义为SUPPLY、GAS、FIRE；复杂可编程逻辑控制器1的输入输出引脚I/O32～I/O33规定为输入信号线，依次定义为PROCSW、FUNCT；复杂可编程逻辑控制器1的输入输出引脚I/O40～I/O43、I/O45规定为输出信号线，依次定义为PRES、WELD、CONT、SPOT、BJ；LED1～8与过程显示电路4连接，KEYL和KEYR1～4与键盘操作电路5连接，VP、GUNSW、WATSW、SUPPLY、GAS、FIRE与焊接时序控制电路6连接，PROCSW、FUNCT与功能设置电路7连接，PRES、WELD、CONT、SPOT与功能显示电路9连接，BJ与报警显示电路8连接。
权利要求
1、一种微束等离子弧焊DSP的集成接口，包括数字信号处理器(2)、存储器(3)、过程显示电路(4)、键盘操作电路(5)、焊接时序控制电路(6)、功能设置电路(7)、报警显示电路(8)、功能显示电路(9)，其特征是，作为微束等离子弧焊DSP控制的集成接口的复杂可编程逻辑控制器(1)与数字信号处理器(2)、存储器(3)、过程显示电路(4)、键盘操作电路(5)、焊接时序控制电路(6)、功能设置电路(7)、报警显示电路(8)、功能显示电路(9)以电信号方式连接。
2、如权利要求1所述的微束等离子弧焊DSP的集成接口，其特征是，复杂可编程逻辑控制器(1)的输入输出引脚I/O24～I/O31规定为输出信号线，依次定义为R_W、/WE、/BR、/PS、/IS、/DS、W_R、/STRB；
复杂可编程逻辑控制器(1)的输入输出引脚I/O7～I/O22规定为双向信号线，依次定义为D0～D15；复杂可编程逻辑控制器(1)的输入输出引脚I/O4～I/O6、I/O23规定为输入信号线，依次定义为A0～A2、A15；复杂可编程逻辑控制器(1)的输入输出引脚I/O0～I/O3规定为输出信号线，依次定义为PDA、RAMCE、RAMOE、RAMWE，R_W、/WE、/BR、/PS、/IS、/DS、W_R、/STRB分别与数字信号处理器(2)的对应引脚连接；D0～D15、A0～A2、A15分别与数字信号处理器(2)和存储器(3)的对应引脚连接，PDA、RAMCE、RAMOE、RAMWE分别与存储器(3)的对应引脚连接。
3、如权利要求1所述的微束等离子弧焊DSP的集成接口，其特征是，复杂可编程逻辑控制器(1)的输入输出引脚I/O48～I/O55、I/O34规定为输出信号线，依次定义为LED1～8、KEYL；复杂可编程逻辑控制器(1)的输入输出引脚I/O35～I/O38、I/O57～I/O59规定为输入信号线，依次定义为KEYR1～4、VP、GUNSW、WATSW；复杂可编程逻辑控制器(1)的输入输出引脚I/O60～I/O62规定为输出信号线，依次定义为SUPPLY、GAS、FIRE；复杂可编程逻辑控制器(1)的输入输出引脚I/O32～I/O33规定为输入信号线，依次定义为PROCSW、FUNCT；复杂可编程逻辑控制器(1)的输入输出引脚I/O40～I/O43、I/O45规定为输出信号线，依次定义为PRES、WELD、CONT、SPOT、BJ。
4、如权利要求3所述的微束等离子弧焊DSP的集成接口，其特征是，LED1～8与过程显示电路(4)连接，KEYL和KEYR1～4与键盘操作电路(5)连接，VP、GUNSW、WATSW、SUPPLY、GAS、FIRE与焊接时序控制电路(6)连接，PROCSW、FUNCT与功能设置电路(7)连接，PRES、WELD、CONT、SPOT与功能显示电路(9)连接，BJ与报警显示电路(8)连接。
全文摘要
本发明微束等离子弧焊DSP控制的集成接口，涉及焊接控制技术领域。作为微束等离子弧焊DSP控制的集成接口的复杂可编程逻辑控制器(1)与数字信号处理器(2)、存储器(3)、过程显示电路(4)、键盘操作电路(5)、焊接时序控制电路(6)、功能设置电路(7)、报警显示电路(8)、功能显示电路(9)以电信号方式连接。利用复杂可编程逻辑控制器丰富的输入输出引脚资源和强大的逻辑编程功能，同时实现微束等离子弧焊DSP控制的内核最小化系统和外围系统的复杂接口电路，达到复杂接口电路的高集成和微束等离子弧焊系统多受控对象、烦杂焊接过程、多控制任务的DSP控制的复杂接口电路硬件功能。
文档编号G05B19/414GK101393450SQ20081020082
公开日2009年3月25日 申请日期2008年10月7日 优先权日2008年10月7日
发明者何建萍, 晨 黄, 焦馥杰, 马春伟, 任江伟 申请人:上海工程技术大学