一种和面机系统的制作方法

文档序号:20846362发布日期:2020-05-22 20:28阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种和面机系统,包括和面机硬件系统、无线网络系统、以及控制系统;和面机硬件系统包括机电装置、控制机电装置工作的控制器、以及作为远程监控设备的移动通信终端,移动通信终端和控制器之间通过无线网络系统进行通讯连接;机电装置包括用于盛装面粉的搅拌桶、设置在搅拌桶上的安全防护罩、用于和面的搅拌机构、作为和面搅拌动力的交流电机、以及连接搅拌机构和交流电机的减速传动机构;控制器与交流电机电连接;其特征是:

所述控制系统包括控制器的控制软件、以及移动通信终端的app监控程序;

所述控制器包括控制电路、传感器电路、以及作为人机交互的时间/速度/启停控制面板,其中,控制电路包括为各电路供电的电源电路、作为中央控制单元的单片机控制单元、温度检测电路、作为位置安全的安全检测电路、监测负荷工作电流的过电流检测电路、驱动负荷运转的功率驱动电路、固态继电器时序保护电路、控制负荷的固态继电器、作为通讯连接的通信收发器;其中,固态继电器设置在控制器中;

时间/速度/启停控制面板包括液晶显示电路、按钮电路、参数调整电路、声音报警电路、以及状态指示电路,液晶显示电路与单片机控制单元的输出端口电气连接,按钮电路和参数调整电路均与单片机控制单元的输入端口电气连接,声音报警电路和状态指示电路均与功率驱动电路的输出端口电气连接;

其中传感器电路包括搅拌桶的非接触式温度传感器、检测安全防护罩开闭状态的限位开关、以及检测交流电机电流信号的电流传感器;电流传感器设置在固态继电器或交流电机的电源进线端,电源进线端从电流传感器中穿过;限位开关设置在机电装置上且与安全防护罩联动的位置,安全防护罩盖在搅拌桶上时限位开关闭合;电流传感器与过电流检测电路电气连接,过电流检测电路与单片机控制单元的输入端口电气连接;限位开关与过安全检测电路电气连接,安全检测电路与单片机控制单元的输入端口电气连接;非接触式温度传感器与温度检测电路电气连接,温度检测电路与单片机控制单元的输入端口电气连接,单片机控制单元的输出端口与功率驱动电路的输入端电气连接,功率驱动电路的输出端口与固态继电器的输入端电气连接,固态继电器时序保护电路的输出端与固态继电器的输入端电气连接,固态继电器的输出端与交流电机电气连接;单片机控制单元的通信端口与通信收发器电气连接,通信收发器通过无线网络与移动通信终端无线信号连接。

2.如权利要求1所述的和面机系统,其特征是:所述移动通信终端为智能手机,智能手机的app监控程序包括以下功能模块:无线通信模块、信息收发处理模块、上下位机同步模块、监控模块、工作参数实时监视模块、工序参数编辑模块、工序参数存储模块、异常报警模块;其中,无线通信模块与信息收发处理模块双向关联,信息收发处理模块与监控模块双向关联,信息收发处理模块与上下位机同步模块双向关联,监控模块与上下位机同步模块单向关联;监控模块与工作参数实时监视模块单向关联,监控模块与异常报警模块单向关联;监控模块与工序参数存储模块单向关联,工序参数存储模块与工序参数编辑模块双向关联,工序参数编辑模块与监控模块单向关联。

3.如权利要求1或2所述的和面机系统,其特征是:所述电源电路包括外接5v直流电源的同芯电源插头和3.3v稳压电源集成电路,同芯电源插头与3.3v稳压电源集成电路电气连接,同芯电源插头和3.3v稳压电源集成电路之间设有滤波电解电容和高频滤波电容,3.3v稳压电源集成电路输出端也设有滤波电解电容和高频滤波电容;3.3v稳压电源集成电路输入端作为系统电源的电源正极;

所述单片机控制单元包括为型号为stc90c516rc的51系列单片机,单片机的引脚40和引脚20分别接工作电源的正负极,单片机的引脚18和引脚19之间接有晶振,单片机的引脚9连接有电阻和电容组成的上电复位电路;单片机的引脚32~39均接有上拉电阻,该上拉电阻为排电阻;

所述温度检测电路,温度检测电路设置在控制器中,温度检测电路为带iic通讯功能的温度检测处理电路,温度检测处理电路将非接触式温度传感器集成为一体,该温度检测处理电路的电源正端接3.3v电源正极、电源负端接地、iic通讯引脚分别与单片机的引脚14和引脚15连接;

所述安全检测电路,包括上拉电阻,该上拉电阻一端与电源正极连接,一端与单片机的输入端引脚29连接;限位开关一端接地,限位开关的另一端连接在该上拉电阻和单片机的引脚29的连接处。

4.如权利要求3所述的和面机系统,其特征是:所述过电流检测电路包括将交流电流信号整流并转化为电压信号的信号转换电路单元、以及对转换电压信号后电流信号进行整理的电流信号放大电路,其中,信号转换电路单元数量与交流电机供电电源的电源相数对应,每相信号转换电路单元的结构相同,每相信号转换电路单元包括电流传感器输入插座、整流桥、隔离二极管、以及将电流信号转为电压信号的转换电阻,电流传感器输入插座与整流桥的输入端连接,转换电阻连接在整流桥的输出端的正负极之间,隔离二极管的正极与整流桥的输出端的正极连接;电流信号放大电路包括输入电阻、分压电阻、滤波电容、运算放大器、3脚多圈紧密精密电位器、防抖动电容、输出上拉电阻;其中,输入电阻和分压电阻串联组成分压器,输入电阻输入端同时与每相信号转换电路单元隔离二极管的负极连接,分压电阻一端接地,输入电阻和分压电阻串联处与运算放大器的反相输入端连接,滤波电容接地后连接在输入电阻和分压电阻串联处;3脚多圈紧密精密电位器两端连接在电源正负极两端之间,3脚多圈紧密精密电位器的输出端与运算放大器的同相输入端连接,防抖动电容接地后连接在3脚多圈紧密精密电位器的输出端;运算放大器的输出端单片机的引脚17连接、同时通过输出上拉电阻与电源正极连接。

5.如权利要求3所述的和面机系统,其特征是:所述功率驱动电路,包括型号为uln2803a的功率驱动集成电路,功率驱动集成电路的输出端引脚18和输入端引脚2连接、输出端引脚18通过一个电阻与电源正极连接、输入端引脚5~引脚8通过各有自对应的上拉电阻与电源正极连接后,输入端引脚5与单片机的输出端引脚1连接、输入端引脚6与单片机的输出端引脚3连接、输入端引脚7与单片机的输出端引脚5连接、输入端引脚8与单片机的输出端引脚30连接;

所述固态继电器时序保护电路包括时钟发生电路、2路时序触发电路、以及处理单片机输出交流电机控制信号的逻辑处理电路,其中,时钟发生电路主要由555定时器集成电路构成,555定时器集成电路的引脚8接电源、引脚1接地、引脚2与引脚6连接后通过一个电容接地、引脚7通过一个电阻与引脚6连接、引脚7通过一个电阻与电源正极连接、引脚5通过一个电容接地、引脚4与功率驱动集成电路的引脚18连接;

2路时序触发电路均由型号为sn7474n的双主从d型触发器构成,第一路时序触发电路控制交流电机慢速运行,第二路时序触发电路控制交流电机快速运行;第一路时序触发电路中,其所对应的双主从d型触发器引脚14、引脚1、引脚13均接电源正极、引脚7接地、输入端引脚2与单片机的输出端引脚4连接、输出端引脚5与输入端引脚12连接、引脚3和引脚11均与555定时器集成电路的输出端引脚3连接、输出端引脚8和功率驱动集成电路的输入端引脚3连接;第二路时序触发电路中,其所对应的双主从d型触发器引脚14、引脚1、引脚13均接电源正极、引脚7接地、输入端引脚2与单片机的输出端引脚6连接、输出端引脚5与输入端引脚12连接、引脚3和引脚11均与555定时器集成电路的输出端引脚3连接、输出端引脚8和功率驱动集成电路的输入端引脚4连接;

逻辑处理电路由型号为sn7400n的两片与非门集成电路组成;第一片与非门集成电路中,引脚14接电源正极、引脚7接地、输入端引脚1、引脚2和引脚13均与单片机的输出端引脚6连接、输入端引脚4、引脚5和引脚12均与单片机的输出端引脚4连接、输出端引脚6和输入端引脚10连接、输出端引脚3与输入端引脚9连接的同时还分别与第二路时序触发电路对应的双主从d型触发器的引脚4和引脚10连接、输出端引脚6分别与第一路时序触发电路对应的双主从d型触发器的引脚4和引脚10连接;第二片与非门集成电路中,引脚14接电源正极、引脚7接地、输入端引脚1和引脚2均与单片机的输出端引脚2连接、输入端引脚4与第一片与非门集成电路的输出端引脚8连接、输入端引脚5与第一片与非门集成电路的输出端引脚11连接、输入端引脚9和引脚10均与输出端引脚6连接、输入端引脚12与输出端引脚8连接、输入端引脚13与输出端引脚3连接、输出端引脚11通过一个信号延迟电路与功率驱动集成电路的输入端连接,该信号延迟电路由一个充电电阻和一个充电电解电容串联而成的,充电电解电容的负极接地,充电电阻与输出端引脚11连接,充电电阻和充电电解电容串联点与功率驱动集成电路的输入端引脚1连接。

6.如权利要求3所述的和面机系统,其特征是:所述通信收发器和单片机之间设有电平转换电路,该电平转换电路主要包括4端口通讯插头、3针通讯电源选择跳针、以及两个npn型三极管;其中,一个npn型三极管的c极与4端口通讯插头的引脚4连接、并通过一个上拉电阻与3.3v稳压电源集成电路输出端连接,该npn型三极管的e极与单片机的引脚11连接,该npn型三极管的b极与通过一个上拉电阻与3.3v稳压电源集成电路输入端连接;另一个npn型三极管的c极与单片机的引脚10连接、并通过一个上拉电阻与3.3v稳压电源集成电路输入端连接,该npn型三极管的e极与4端口通讯插头的引脚3连接,该npn型三极管的b极与通过一个上拉电阻与3.3v稳压电源集成电路输出端连接;4端口通讯插头的引脚2与电源地线连接,4端口通讯插头的引脚1和3针通讯电源选择跳针的引脚2连接,3针通讯电源选择跳针的引脚1与3.3v稳压电源集成电路输出端连接、3针通讯电源选择跳针的引脚3与3.3v稳压电源集成电路输入端连接,3针通讯电源选择跳针上设有用于接通3针通讯电源选择跳针的引脚2相邻引脚的接插短路片;通信收发器为通过4端口通讯插头与电平转换电路电气连接。

7.如权利要求3所述的和面机系统,其特征是:所述液晶显示电路包括亮度调节电位器、以及型号为12864的液晶显示模块,液晶显示模块引脚连接如下,液晶显示模块并行显示数据引脚6~引脚14各自分别与单片机的p0并行输出口p0.0~p0.7连接、引脚1和引脚20接地、引脚2和引脚19接电源正极、引脚2和引脚19之间,引脚3与亮度调节电位器的输出端引脚连接,亮度调节电位器的两端分别与液晶显示模块引脚18和电源正极连接;

所述按钮电路,包括分别控制交流电机运行速度快慢的信号输入的2个复位按钮开关,分别为快速按钮和慢速按钮,慢速按钮的一端接地、另一端通过上拉电阻接电源正极并与单片机的输出端引脚7连接,快速按钮的一端接地、另一端通过上拉电阻接电源正极并与单片机的输出端引脚8连接;

所述参数调整电路包括型号为fq14-5z的旋转编码器,旋转编码器的引脚1和引脚3均接地、输入端引脚2与单片机的输出端引脚12连接并通过上拉电阻接电源正极、引脚4与单片机的输出端引脚16连接、引脚5分别与单片机的输出端引脚13连接;

所述声音报警电路为有源蜂鸣器,有源蜂鸣器一端接电源、另一端与功率驱动集成电路的输出端引脚11连接;

所述状态指示电路包括四个发光二极管,每个发光二极管一端分别通过串联一个限流电阻与电源正极连接,四个发光二极管分别对应指示交流电机四种状态,即主运行状态指标灯、慢速运行状态指标灯、快速运行状态指标灯、过载运行状态指标灯;主运行状态指标灯对应的发光二极管另一端与功率驱动集成电路的输出端引脚14连接,慢速运行状态指标灯对应的发光二极管另一端与功率驱动集成电路的输出端引脚13连接,快速运行状态指标灯对应的发光二极管另一端与功率驱动集成电路的输出端引脚12连接;过载运行状态指标灯对应的发光二极管另一端与单片机的输出端引脚28连接。

8.如权利要求7所述的和面机系统,其特征是:所述控制电路和时间/速度/启停控制面板之间的电气连接采用接插件连接,单片机外围设有4脚插座和26脚插座,4脚插座用于与非接触式温度传感器连接,26脚插座用于与时间/速度/启停控制面板连接;4脚插座的引脚1接3.3v电源正极、4脚插座的引脚2接地、4脚插座的引脚3与单片机的引脚14连接、4脚插座的引脚4与单片机的引脚15连接;26脚插座的26个引脚中,引脚1接电源正极、引脚2接地、其它引脚分别与单片机相应引脚和功率驱动集成电路的输出端引脚连接。


技术总结
本实用新型公开了一种和面机系统,其特征是和面机硬件系统包括机电装置、控制机电装置工作的控制器、以及作为远程监控设备的移动通信终端,移动通信终端和控制器之间通过无线网络系统进行通讯连接;机电装置包括搅拌桶、安全防护罩、搅拌机构、交流电机、以及减速传动机构;控制器与交流电机电连接;控制软件包括控制器的控制软件、以及移动通信终端的APP监控程序。其优点是:整个和面机系统结构新颖,充分利用智能手机作为远程监控终端结合无线网络,对和面机的运转实施远程实时监控;和面机自动化程度高,工作人员的劳动强度大幅降低,人均生产效率高;和面工作效率、和面质量;避免了工作人员长时间在现场监控,有利于身心健康。

技术研发人员:罗勇斌;马永志;蔡智圣;张建雄;詹彤;杨南粤
受保护的技术使用者:佛山市南海康莱达机电制造有限公司
技术研发日:2019.06.17
技术公布日:2020.05.22
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