色选机系统设计

色选机电控系统设计

引言

色选机的电控系统是色选机的控制中心，负责对色选机各个部件的初始设定，监视用户在操作终端的任何操作执行相应程序，使色选机各个部件协调工作。

1 色选机电控系统的构成和作用

色选机电控系统的构成如1所示，主控板和触摸屏以及逻辑控制单元组成色选机的电控系统。

主控板作为电控系统的核心，起到桥梁作用，将整个系统紧密联系在一起。主控板负责数据存储，监视触摸屏参数调整，给信号板，电机驱动板，喂料板输送参数，以及逻辑控制单元的输入。

触摸屏作为人机界面，所有指令在触摸屏上完成，反馈画面在触摸屏上显示。当修改数据时，给主控板提供中断，由主控板判断并读取，进而向相关的电路板传递。

所有数据在主控板上存储，开机初始数据由主控板通过串口传给触摸屏显示，并将初始数据传给其他相关电路板，将逻辑控制的初始数据传给逻辑控制单元。

SIEMENS公司的逻辑控制单元LOGO！输出触点容量较大，并为其加装扩展模块作为执行机构，用于控制喂料起停，背景板调节的起停，喷气阀工作的起停，清扫，根据不同的色选状态，对灯光进行组合。

信号及分离板拾取前置板的信号，将其提供给主控板，再由主控板传给触摸屏显示波形，信号及分离板根据主控板传来的控制数据进行运算判断，对气阀驱动板和灯板提供信号，由气阀驱动板驱动气阀，将异色粒剔除。

喂料板驱动振动喂料器，调节喂料量大小；电机驱动板驱动背景板调节系统，

对光电箱的背景光进行调节，以适应不同的物料。

气阀驱动板为执行机构，驱动气阀，将废料剔除。

2 色选机电控系统的设计方案

色选机的电控系统的设计分硬件设计和软件设计。主控板根据触摸屏的Memory Link Communication协议与其通讯，按照事先设定的中断协议，执行相应的程序，根据与其他电路板接口定义，传送相应的数据。

SIEMENS公司的LOGO！12/24RC的触点只有4个，为其加装DM8 12/24R 扩展4个触点，共8个触点，作为执行机构，负责外围强电的控制，触点分配如下：

a.喷气控制占1个。

b.喂料控制占1个。

c.清扫五通阀控制占2个，选用三位五通阀，清扫过后无杆气缸中无气压，可以延长气缸的寿命。

d.背景板调整电机控制占2个，在非调节状态，电机不会动作，提高可靠性，延长位置检测电位器的寿命。

e.灯光组合控制占2个，前侧的两根灯管可以单独控制，这样可提供腹白异色同时选功能。

Pro-face触摸屏作为人机界面，所有指令在触摸屏上完成，反馈画面在触摸屏上显示。当修改数据时，给主控板提供中断，由主控板判断并读取，进而向相关的电路板传递。

2.1 主控板的硬件设计方案

以AT89C52单片机为核心，其串口通过MAX232A与触摸屏的RS232接口通讯，波特率为19200。

数据存储器选用AT24C256,其存储量为32K，数据可保存100年，其通讯为I2C的串行传输协议。

图2 板间通讯协议

主控板的AT89C52单片机通过8155扩展数据口，经由光耦隔离与LOGO！通讯，8155的数据内存可以被AT89C52单片机利用。

AT89C52单片机的P2.4,P2.5分配给8155作为地址线，P2.0-P2.3分配给信号板作为地址线，因为每块信号板可处理96个通道，所以系统可扩展到96*4即384个通道。

外部中断INT0&INT1分配给信号板，当读波形时，作为上传数据时的起始信号。

2.2 主控板主程序的设计方案

主程序的程序流程图见图3，程序的执行过程如下：

a. 系统上电复位，单片机首先执行初始化程序，设定定时器，设定波特率，

对标志位预设，中断及优先设定，LOGO!的初始状态设定。

b. 启动一个6秒定时器，用于判断单片机上电复位，还是触摸屏复位，因为触摸屏的上电复位时间为4秒。如果系统复位，触摸屏中断先到。

c. 进入待机状态。

d. 中断终止待机状态，判断中断类型，若为定时器中断，则为主控板复位，进入待机状态，等待下一次中断；若为触摸屏复位中断，关定时器中断，防止其再中断，向触摸屏送有效期，进入待机状态。触摸屏收到有效期后判断是否到期，到期出现警告画面，停机，未到期出现开机画面。

e. 以下的中断，由触摸屏产生，根据主控板与触摸屏的中断协议，主控板执行相应的操作。

2.3 主程序的抗干扰设计方案

在主控板的软件设计过程中，大量的采用待机方式，正常工作状态，板间无数据交换，单片机只开放中断，以被触摸屏激活。

一条把IDL（PCON.0）置1的指令执行完以后，单片机就进入待机方式。在这种方式下，提供给CPU的内部时钟信号被切断，但时钟信号仍然提供给中断、定时器和串口，CPU的全部状态在待机期间都被保留起来。

有两条途径可以终止待机方式，方法一是激活中断，方法二是硬件复位。这里靠串口中断激活。

从以上介绍可以看出，待机属于停顿状态，可以大大提供单片机的抗干扰性，进而提高主控板的可靠性。

从主程序的流程图可以看出，单片机的空闲时间均采用待机方式，因为子程

序的执行时间一般比较短暂，如果CPU原地踏步，一旦遇到外界强干扰，就容易造成程序混乱出错。

只有触摸屏有中断，才判断中断字，执行相应操作，执行完成后，再次进入待机状态。所有大部分时间单片机处于待机状态，板间无数据交换，这样可大大提高主控板的可靠性。