专利名称：用于吹瓶机、注塑机的多路可编程及可集成的时序控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种用于吹瓶机、注塑机的多路时序控制器，属于吹瓶机、注塑机所用多路时序控制器的创新技术。
现有用于吹瓶机、注塑机的多路时序控制器大多采用如下的方案(1)利用可编程序控制器PLC；(2)每路用一套模拟计时器；(3)用专用单片机实现。而这些方案或多或少都存在不足的地方，例如，可编程序控制器PLC目前的价格普遍在千元或以上，且人身安全装置实现较为复杂；模拟电路实现的时序控制虽然成本低，为国内现在较为普遍使用的一种，但功能单一，通用性差，体积大，不易集成，维护困难。目前国内单片机实现的时序控制器仍为单通路的，即使是多通路的，也是指令流式编程的，且抗展性差，从而限制了其推广应用，况且此类系统一般不考虑系统集成化，人身安全保护，防高低压串扰，与上位机连接扩展成控制网等因素。
本实用新型的目的在于考虑上述问题而提供一种可对多个通路同时进行时序控制，并具有人身安全保护，运行中故障检测及故障定位，参数及运行状态信息记录，并有远程通讯/连网功能的用于吹瓶机、注塑机的多路可编程及可集成的时序控制器。本实用新型通用性强，线路简单，抗干扰力强，器件普通，阻容元件少，易于集成，成本低廉。
本实用新型的原理框图如附图所示，包括有单片机/DSP与RAM(1)，译码及锁存单元(2)，电平匹配单元(3)，触点通断驱动及过压保护单元(4)，并行、串行转换单元(5)，其中单片机/DSP与RAM(1)分别与译码及锁存单元(2)及并行、串行转换单元(5)连接，译码及锁存单元(2)的输出端与电平匹配单元(3)的输入端连接，触点通断驱动及过压保护单元(4)的输入端与电平匹配单元(3)的输出端连接，触点通断驱动及过压保护单元(4))的输出端通过各继电器与各触点输出接线连接。
下面结合实施例详细说明本实用新型的具体情况
图1为本实用新型的原理框图；图2为本实用新型实施例的电路总图；图3-1、图3-2、图3-3为本实用新型实施例的电路原理图。
实施例本实用新型的原理框图如附图所示，包括有单片机/DSP与RAM(1)，译码及锁存单元(2)，电平匹配单元(3)，触点通断驱动及过压保护单元(4)，并行、串行转换单元(5)，其中单片机/DSP与RAM(1)分别与译码及锁存单元(2)及并行、串行转换单元(5)连接，译码及锁存单元(2)的输出端与电平匹配单元(3)的输入端连接，触点的通断驱动及过压保护单元(4)的输入端与电平匹配单元(3)的输出端连接，触点的通断驱动及过压保护单元(4)的输出端通过各继电器与各触点输出接线连接。
上述单片机/DSP与RAM(1)还连接有看门狗及EEPROM单元(6)。
上述单片机/DSP与RAM(1)还连接有键盘、显示接口/串行通讯接口(7)。
上述单片机/DSP与RAM(1)还设有人身安全保护机制(9)。
上述并行、串行转换单元(5)与各触点输出接线之间还连接有输出点故障检测单元(8)，输出点故障检测单元(8)的输入端与各触点输出接线连接，输出点故障检测单元(8)的输出端与并行、串行转换单元(5)的输入端连接。
上述各单元均与电源模块(0)连接。
上述单片机/DSP与RAM(1)还连接有独立启动按钮。
上述单片机/DSP与RAM(1)为集成块U3，译码及锁存单元(2)及电平匹配单元(3)包括有非门U7A～U7F、U8A、U8B、U8D、U8C及电阻R11、R13～R20、R38，触点通断驱动及过压保护单元(4)包括有三极管T2～T11、二极管D2～D10、D20～29、D10，并行、串行转换单元(5)包括有集成块U12及电阻R109，看门狗及EEPROM单元(6)包括有集成块U4、U11及电阻R40、R41，电容C34，键盘、显示接口/串行通讯接口(7)为接线排JP4，输出点故障检测单元(8)包括有集成块U5、U6及电阻R25～R34、R107～R114，人身安全保护机制(10)包括有集成块U10及电阻R36、电容C21，电源模块(0)包括有接线排JP0、电容C1、C2、C4、C5、C6、C35、C105、C106及二极管D1、D11，其中集成块U4、U9、U10、U11、U12、U5、U6均与集成块U3连接，非门U7A～U7F、U8A、U8B、U8D、U8C的输入端与集成块U3连接，输出端分别通过电阻R11、R13～R20、R38与三极管T2～T11的基极连接，三极管T2～T11的发射极接地，三极管T2～T11的集电极分别与二极管D2～D10、D20连接及与继电器的线圈连接，继电器的输出通过接线排JP3与各时序控制点连接。
为增强通用性和实现多通路并发时序，本实用新型设计的人身安全检测机制(9)包括定时常数的设置，通路的编程，及触点释放时序的设置。
本实用新型的工作原理如下对控制对象的控制由单片机/DSP与RAM(1)将控制触点的接通或断开(以继电器的触点吸合或释放的机械式触点为实例，下同。实例化为可控硅等电子式触点也可)的控制电平输出到译码与锁存单元(2)保存。这些控制电平经电平匹配单元(3)后，送到触点的通断驱动及过压保护单元(4)，变为驱动电流从其1～n端输出，控制继电器的吸合或释放。电平匹配单元(3)保证在单片机/DSP与RAM(1)复位期间，继电器处于释放状态。
各个触点的通断状态通过输出点故障检测单元(8)变为01数字信号到达并行、串行转换单元(5)，再用串行输入线送到单片机/DSP与RAM(1)。
本实用新型的适应性强。通路的个数，通路中时序状态的个数，继电器动作的先后次序，每个继电器的定时时间，在哪些状态中设置人身安全保护，均可现场设定或修改，并能长期保存在看门狗及EEPROM单元(6)中。这些参数的设置既可通过操作面板的键盘、显示接口/串行通讯接口(7)中的键盘输入，也可通过键盘、显示接口/串行通讯接口(7)中的串行口(如RS232C，RS485等)在上位机(或远程用户通过INTERNET)将数据编辑、修改后下载到本实用新型中。
本实用新型有良好的安全保护及错误检测功能。对于工作强度大的场合，工作人员难免有一些违章操作，如切割，压模等，若不及时中止动作，会发生工伤事故。本实用新型在时序工作中，会定期(如每1ms)对人身安全线进行检测，在设定的状态内一旦发现(排除干扰后)有安全异常，就中止过程，并将状态记录入看门狗及EEPROM单元(6)中的EEPROM中备查。看门狗负责对电源的掉电及单片机的程序失控的监测。电源异常或干扰会引致单片机程序失控，看门狗能及时检测到异常并采取措施，有效防止意外。
错误的时序或触点的损坏(如继电器吸合弹簧失效而使触点恒通或恒断)，可能会损坏贵重机械。继电器是易于损坏的器件之一，本实用新型能在运行过程中自动检测并定位哪些继电器有误动作。若有误动作，会中止过程，防止设备损坏或工伤事故，并记录错误状态到EEPROM中备查。另外，由于工业控制现场的干扰强，本实用新型有消除正负干扰高压的外围电路。
例如，在包装行业中常用到各种瓶子，如可乐瓶，矿泉水瓶等，它们由吹瓶机、注塑机制造。本实施例为对一个2路的吹瓶机时序实行控制，时序过程为
本实例中，合模和封口为人身安全检测状态，安全装置的红外检测线检测生产槽内的人手活动。此时，若有人手在内活动，若机械动作不停止，会出现工伤事故。而在其它状态下需要手的活动(不会造成工伤事故)，所以不需进行人身安全检测线检测。高压吹气或低压吹气，高压排气的触点为非保持，其余为保持。高压排气开始前，所有高压吹气必须结束，从而高压吹气1和高压吹气2的最后结束者为高压排气的前趋。整个过程结束前，合模必须最后断开，其它则可一齐断开。本实例中，设置了3个通路L1，L2和L3。
通路1(L1)的内容依次为0(无前趋)→合模保持，安全检测→封口保持，安全检测→放杆1保持，非安全检测→低压吹气1不保持，非安全检测→高压吹气1不保持，非安全检测→结束标志。
通路2(L2)的内容依次为封口(前趋)→放杆2保持，非安全检测→低压吹气2不保持，非安全检测→高压吹气2不保持，非安全检测→结束标志。
通路3(L3)的内容依次为高压吹气1(或高压吹气2)(前趋)→高压排气不保持，非安全检测→软触点1(无连接的虚触点，用于填充触点断开的间隔)→软触点2→结束标志。
其它通路结束标志(前趋为“结束标志”表示该通路不用)触点断开次序表的内容为软触点1→放杆1→放杆2→封口→结束符→软触点2→合模→结束符→结束符。
本实例用的单片机用AT89C52，11MhZ时钟，定时最短5ms，精度为两千分之一以内。
与现有技术相比，本实用新型有以下优点1、可同时对多条时序线路(即多通路)进行控制，能加工复杂工序的产品，特别适用于提高产品的档次和产量；
2、通用性强，适应面广，操作简单。本实用新型可在现场随时定义多条通路的时序状态；也可增加、删除、改变已有的通路或时序状态；3、本实用新型使用了电子滤波等技术，使线路简单，抗干扰力强，器件普通，阻容元件少，易于集成，成本低廉(为现PLC的十分之一或以下)。集成化后在大多数时序控制场合可以取代PLC。几乎可将本实用新型的控制部分集成为一颗芯片，变成一个新的“单片机”系列。集成后，只需加少量的外围元件就可工作；4、有人员安全保护及故障检测与定位装置，可靠性高，维护方便；并有参数及运行状态信息记录；5、有网络接口，有远程(上位机)通讯/连网功能。
权利要求1.一种用于吹瓶机、注塑机的多路可编程及可集成的时序控制器，包括有单片机/DSP与RAM(1)，译码及锁存单元(2)，电平匹配单元(3)，触点通断驱动及过压保护单元(4)，并行、串行转换单元(5)，其中单片机/DSP与RAM(1)分别与译码及锁存单元(2)及并行、串行转换单元(5)连接，译码及锁存单元(2)的输出端与电平匹配单元(3)的输入端连接，触点通断驱动及过压保护单元(4)的输入端与电平匹配单元(3)的输出端连接，触点通断驱动及过压保护单元(4))的输出端通过各继电器与各触点输出接线连接。
2.根据权利要求1所述的用于吹瓶机、注塑机的多路可编程及可集成的时序控制器，其特征在于上述单片机/DSP与RAM(1)还连接有看门狗及EEPROM单元(6)。
3.根据权利要求1所述的用于吹瓶机、注塑机的多路可编程及可集成的时序控制器，其特征在于上述单片机/DSP与RAM(1)还连接有键盘、显示接口/串行通讯接口(7)。
4.根据权利要求1所述的用于吹瓶机、注塑机的多路可编程及可集成的时序控制器，其特征在于上述单片机/DSP与RAM(1)还设有人身安全保护机制(9)。
5.根据权利要求1所述的用于吹瓶机、注塑机的多路可编程及可集成的时序控制器，其特征在于上述并行、串行转换单元(5)与各触点输出接线之间还连接有输出点故障检测单元(8)，输出点故障检测单元(8)的输入端与各触点输出接线连接，输出点故障检测单元(8)的输出端与并行、串行转换单元(5)的输入端连接。
6.根据权利要求1所述的用于吹瓶机、注塑机的多路可编程及可集成的时序控制器，其特征在于上述各单元均与电源模块(0)连接。
7.根据权利要求1所述的用于吹瓶机、注塑机的多路可编程及可集成的时序控制器，其特征在于上述单片机/DSP与RAM(1)还连接有独立启动按钮。
8.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的用于吹瓶机、注塑机的多路可编程及可集成的时序控制器，其特征在于上述单片机/DSP与RAM(1)为集成块U3，译码及锁存单元(2)及电平匹配单元(3)包括有非门U7A～U7F、U8A、U8B、U8D、U8C及电阻R11、R13～R20、R38，触点通断驱动及过压保护单元(4)包括有三极管T2～T11、二极管D2～D10、D20～29、D10，并行、串行转换单元(5)包括有集成块U12及电阻R109，看门狗及EEPROM单元(6)包括有集成块U4、U11及电阻R40、R41，电容C34，键盘、显示接口/串行通讯接口(7)为接线排JP4，输出点故障检测单元(8)包括有集成块U5、U6及电阻R25～R34、R107～R114，人身安全保护机制(9)包括有集成块U10及电阻R36、电容C21，电源模块(0)包括有接线排JP0、电容C1、C2、C4、C5、C6、C35、C105、C106及二极管D1、D11，其中集成块U4、U9、U10、U11、U12、U5、U6均与集成块U3连接，非门U7A～U7F、U8A、U8B、U8D、U8C的输入端与集成块U3连接，输出端分别通过电阻R11、R13～R20、R38与三极管T2～T11的基极连接，三极管T2～T11的发射极接地，三极管T2～T11的集电极分别与二极管D2～D10、D20连接及与继电器的线圈连接，继电器的输出通过接线排JP3与各时序控制点连接。
专利摘要本实用新型是一种在工业控制、家电控制、仪器仪表的控制中所用的多路时序控制器。包括有单片机/DSP与RAM,译码及锁存单元,电平匹配单元,触点通断驱动及过压保护单元,并行、串行转换单元等。本实用新型利用普通的,低价格的器件,通过一种新的软硬件控制机制,实现对多个通路同时进行时序控制,并具有人身安全保护,运行中故障检测及故障定位,参数及运行状态信息记录,并有远程(上位机)通讯接口功能,可提供INTERNET远程控制接口。本实用新型是一种通用性强,抗干扰能力强的多路可编程通用可集成时序控制器。通过对通路个数,时序状态,定时常数等参数进行简单的现场编程,就可广泛地应用于不同的时序控制实例中。
文档编号B29C49/78GK2495454SQ01242338
公开日2002年6月19日 申请日期2001年6月26日 优先权日2001年6月26日
发明者李之彦 申请人:李之彦