专利名称：一种纺机控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种纺机控制器，具体涉及使用嵌入式控制器与单片机控制器，通过双口存储器来实现纺机的快速控制。
背景技术：
目前，纺机使用的控制器复杂一点的使用工控机，简单一点的使用单片机。使用工控机除主机外，需要大量的外围接口板，如A/D采样板、高速计数板、输入输出板、通讯板等，它们均插在主机的扩展槽中，这样的控制系统，结构复杂，可靠性低，成本高。由于对外围板的操作多数是高级语言完成的，它需要重重编译，所以对现场信息的处理速度不高，严重影响纺织产品的质量。而单片机控制器，虽然可靠性高、成本低、现场处理功能强，但由于有大量复杂的数学运算，单片机运算能力是很有限的，从而制约了单片机控制器处理速度，加上单片机的人机界面并不友好，用户对单片机控制器使用受到了很大的限制。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种纺织机械的智能控制器。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是它包括嵌入式控制器(1)、单片机控制器(3)及双口存储器(2)。将用户控制程序拷入电子硬盘并在嵌入式控制器中运行。而单片机控制器(3)控制程序在产品出厂前已固化，该程序负责从光电隔离输入电路(14)、光电隔离A/D转换电路(11)、通讯接口(22)获得现场信息，通过其总线接口(8)存入双口存贮器(2)。而嵌入式控制器(1)根据用户编制程序，通过其总线接口(5)，从双口存贮器(2)中读入现场信息，并根据用户对纺机的算法加上用户输入的参数进行复杂的数学运算，得到控制参数存入双口存贮器(2)中，单片机控制器(3)根据从双口存贮器(2)中读出控制参数，通过其光电隔离D/A转换电路(12)和通讯接口(22)，光电隔离继电器输出电路(17)，控制模拟控制对象(16)、变频器(20a、20b)及PLC(20c)和数字控制对象(13)。
本实用新型的有益效果是，具有运算能力强、现场信息处理响应速度快、抗干扰能力强、结构简单、成本低、人机界面友好、控制效果好等特点，适合多种纺机的控制。
图1功能框图。
图2嵌入式控制器(1)总线接口与双口存储器(2)总线接口连接图。
图3双口存储器(2)总线接口与单片机控制器(3)总线接口连接图。
图4基本部件及连接示意图。
具体实施方式
如图1至图4可知，本实用新型可由嵌入式控制器(1)，单片机控制器(3)及双口存贮器(2)三部分组成上、下级控制系统，嵌入式控制器为上级控制器，单片机控制器为下级控制器。
用户控制程序可由用户使用高级语言，如C++等编制并通过编译后，拷入电子硬盘并在嵌入式控制器中运行。而单片机控制器(3)控制程序在产品出厂前已固化，该程序负责通过双口存储器(2)的右总线接口(8)将光电隔离A/D转换电路(11)、通讯接口(22)及光电隔离输入接口(14)获得现场信息，存入双口存贮器(2)。而嵌入式控制器(1)根据用户编制程序，通过从双口存贮器(2)左总线接口中读入现场信息，并根据用户对纺机的算法加上用户输入的参数进行复杂的数学运算，得到控制参数存入双口存贮器(2)中，单片机根据从双口存贮器中读出的控制参数控制其光电隔离D/A转换电路(11)、输出接口(17)、通讯接口(22)，从而达到控制模拟控制对象(16)数字控制对象(13)和变频器(20a、20b)及PLC(20c)的目的。
嵌入式控制器(1)采用SED-486SV的PC/104板，标准的PC/104板由显示器接口、键盘接口、电子硬盘、外设接口、显示器组成。它进行客户程序开发，复杂数学运算，程序运行过程中的参数监视。其中CPU采用inter80486处理器。SED-486SV通过其PC/104总线接口(5)的数据总线SD7～SD0，地址总线SA10～SA0，读信号线 ，写信号线 分别与双口存储器(2)IDT7132左总线接口(6)的数据总线D7L～D0L，地址总线A10L～A0L，数据选通线 ，数据读写信号线 相连，并将PC/104总线接口(6)上的地址线SA11通过反向器(4)后，与双口存储器(2)左总线接口(6)的片选线 相连，使嵌入式控制器能通过双口存储器(2)左总线接口(6)对其进行读写操作。
双口存储器(2)为2K双口存储器。选用IDT7132SA357双口存储器。
单片机控制器(3)有以下8个部分。
①AVR8515中央处理器(23)。
②光电隔离输入电路(18)为6路光电隔离输入电路，与现场数字输入量(14)相连。由54HC244及光电隔离器PS2801-1组成，且6路输入回路共24V电源；光电隔离输出电路(17)为6路光电隔离继电器输出电路，与现场数字控制对象(13)相连，由8D触发器54 HC374、光电隔离器PS2801-1及继电器为基本元件组成，继电器触点最大电流5A，且继电器输出带续流二极管。
③光电隔离A/D转换电路(11)为3路SPI光电隔离A/D转换电路，与现场传感器(15)相连，由SPI接口的A/D转换器MPC3204及高速光电隔离器HCPL0600为基本元件组成。
④光电隔离D/A转换电路(12)为2路SPI光电隔离D/A转换电路，由SPI接口的D/A转换MAX522及高速光电隔离器HCPL0600为基本元件组成。与模拟控制对象(16)相连。
⑤通讯接口(22)为3路光电隔离RS485通讯接口(22a、22b、22c)，由异步通讯控制器XR16C650、高速光电隔离器HCPL0600、RS485通讯驱动器MAX488位基本元件组成。与二个变频器(20a、20b)、一个PLC(20c)相连。
⑥光电隔离通讯接口(9)为1路光电隔离RS232通讯接口由RS232驱动电路MAX232E及高速光电隔离器HCPL0600为基本元件组成。与数据下载机(19)相连。
⑦总线接口(8)。通过其数据总线D7～D0，地址总线A10～A0，写数据信号线 读数据信号线 分别与双口存储器(2)IDT7132的右总线接口(7)的数据总线D7R～D0R，地址总线A10R～A0R，读写数据信号线 读数据选通线 相连，并将双口存储器右总线接口〔7〕的片选信号 与单片机控制器(3)通讯接口〔8〕的片选信号 相连，使单片机控制器能通过双口存储器的右总线接口(7)对其进行数据读写操作。
⑧高速计数电路(10a、10b)为2路光电隔离高速计数器，由高速光电隔离器HCPL0600及计数器82C54位基本元件组成，与增量式编码器(21a、21b)相连。
权利要求1.一种纺机控制器，其特征是由嵌入式控制器(1)，单片机控制器(3)及双口存贮器(2)三部分组成上、下级控制系统，嵌入式控制器为上级控制器，单片机控制器为下级控制器。
2.根据权利要求1所述纺机控制器，其特征是嵌入式控制器(1)型号为SED-486SV的PC/104板，其中CPU为inter80486处理器，进行客户程序开发，复杂数学运算，程序运行过程中的参数监视。
3.根据权利要求1所述纺机控制器，其特征是单片机控制器(3)由光电隔离输入电路(18)、光电隔离继电器输出电路(17)、光电隔离A/D转换电路(11)、光电隔离D/A转换电路(12)、光电隔离通讯接口(22)、光电隔离通讯接口(9)及光电隔离高速计数电路(10)组成，对纺机现场信号进行采样和控制被控对象。
4.根据权利要求1或3所述纺机控制器，其特征是单片机控制器(3)的中央处理器为AVR8515中央处理器。
5.根据权利要求1所述纺机控制器，其特征是双口存贮器电路(2)连接上、下两级控制器，使得上、下级控制器信号快速交换。
6.根据权利要求1或5所述纺机控制器，其特征是双口存贮器电路(2)为双口存储器IC。
专利摘要本实用新型提供一种纺织机械的智能控制器。它包括嵌入式控制器(1)、单片机控制器(3)及双口存储器(2)。用户控制程序在嵌入式控制器(1)中运行，单片机控制器(3)将获得现场信息存入双口存贮器(2)，嵌入式控制器(1)从双口存贮器(2)中读入现场信息，并根据用户输入的参数进行复杂的数学运算，用以控制现场的被控制对象。它具有运算能力强、现场信息处理响应速度快、抗干扰能力强、结构简单、成本低、人机界面友好、控制效果好等特点，适合多种纺机的智能控制。
文档编号G05B15/02GK2932451SQ20042003621
公开日2007年8月8日 申请日期2004年6月18日 优先权日2004年6月18日
发明者张锴 申请人:湘潭时代工业自动化有限公司