專利名稱：可編程電子凸輪控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及可編程序控制器，更具體地說(shuō)是涉及采用微機(jī)智能控制和光電編碼器傳感技術(shù)的，在工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化過(guò)程中，用做控制順序動(dòng)作之用的一種可編程電子凸輪控制器。
目前工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制中，自動(dòng)控制設(shè)備動(dòng)作順序或是生產(chǎn)過(guò)程順序，所采用的控制器有普通凸輪控制器和可編程序控制器(簡(jiǎn)稱PLC)。
普通凸輪控制器是傳統(tǒng)的凸輪類控制電器產(chǎn)品，由于它是采用機(jī)械凸輪結(jié)構(gòu)和機(jī)械觸頭結(jié)構(gòu)，所以機(jī)械傳動(dòng)誤差大，造成控制精度低，無(wú)法滿足高精度控制要求；在輸出通斷時(shí)無(wú)直觀顯示，使得操作人員在控制順序動(dòng)作時(shí)，有超前或滯后誤差，不易達(dá)到人機(jī)動(dòng)作的高度協(xié)調(diào)；其輸出點(diǎn)只能在360°范圍內(nèi)做輸出動(dòng)作，同時(shí)因機(jī)械凸輪片結(jié)構(gòu)所限，小角度控制或微量調(diào)整都不易實(shí)現(xiàn)。
可編程序控制器是一種以微處理技術(shù)為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和通訊技術(shù)的一種工業(yè)控制裝置，被廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化控制中。但是用它來(lái)代替機(jī)械凸輪控制器，專用于控制某個(gè)單臺(tái)設(shè)備的動(dòng)作順序，或是某一種生產(chǎn)過(guò)程順序，需要編制復(fù)雜的控制程序，而且使用和給維修技術(shù)含量高，需要專業(yè)的工程技術(shù)人員來(lái)完成，缺乏生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)所需要的那種簡(jiǎn)練、快速、實(shí)用的專業(yè)性。
本實(shí)用新型的目的是針對(duì)上述存在的不足之處，提供一種兼有機(jī)械凸輪控制器和可編程序控制器雙重優(yōu)點(diǎn)的可編程電子凸輪控制器。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型技術(shù)設(shè)計(jì)方案的核心是以機(jī)械凸輪控制器中每個(gè)凸輪片控制一條線路，即受控設(shè)備的一個(gè)動(dòng)作，整個(gè)凸輪軸上的凸輪片組合，構(gòu)成對(duì)受控設(shè)備全過(guò)程動(dòng)作順序控制的基本控制邏輯為基點(diǎn)，應(yīng)用可編程控制器的核心技術(shù)，即單片微型計(jì)算機(jī)技術(shù)，及先進(jìn)的光電編碼傳感技術(shù)，將光電編碼器的脈沖信號(hào)為輸入信號(hào)，通過(guò)計(jì)算機(jī)控制信號(hào)的輸出點(diǎn)在設(shè)定的角度范圍內(nèi)作開(kāi)關(guān)動(dòng)作，以此作為電子凸輪形式，完成對(duì)受控設(shè)備順序動(dòng)作的控制目的；將原來(lái)由專業(yè)工程技術(shù)人員在生產(chǎn)前所完成的復(fù)雜編程工作，改為生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)由普通操作人員在編程面板上，用直觀的編程按鍵來(lái)編制或修改用戶程序。以此使本實(shí)用新型成為一種既具有可編程控制器功能，又更具有工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)所需要的那種準(zhǔn)確、高效、實(shí)用、專業(yè)性強(qiáng)的工業(yè)控制器。它是采用以下具體的技術(shù)措施來(lái)實(shí)現(xiàn)的可編程電子凸輪控制器，它包括由單片微型計(jì)算機(jī)(以下簡(jiǎn)稱單片機(jī))、存儲(chǔ)器、振蕩器、通訊接口、顯示接口等構(gòu)成的中央程序處理單元、STD總線單元、光電編碼器組成，其特征是它還包括信號(hào)采集輸入單元、繼電器輸出單元、擴(kuò)展接口單元、鍵盤(pán)顯示單元；信號(hào)采集輸入單元的輸出端與作為信號(hào)處理程序存儲(chǔ)的中央程序處理單元的輸入端相連接，中央程序處理單元輸出端連接STD總線單元和鍵盤(pán)顯示單元，STD總線單元連接繼電器輸出單元和擴(kuò)展接口單元；鍵盤(pán)顯示單元連接編程面板，編程面板上設(shè)置了編程操作按鍵、計(jì)數(shù)值顯示窗、輸出點(diǎn)選擇指示窗、輸出狀態(tài)指示燈、工作狀態(tài)指示燈、編程/運(yùn)行狀態(tài)選擇鎖；其中(1)、信號(hào)采集輸入單元它是由光電編碼器和信號(hào)前置處理電路組成，光電編碼器接受控設(shè)備，(1.1)、信號(hào)前置處理電路是由接口XJO、光電耦合器U2A、U2B、反相施密特觸發(fā)器U1A、U18及電阻R1-R4組成，光電編碼器由受控設(shè)備采集的方波信號(hào)經(jīng)XJO輸入U(xiǎn)2A、U2B進(jìn)行隔離后送U1A、U1B整形，然后輸入中央程序處理單元的單片機(jī)的INT1、INT2；(2)、繼電器輸出單元它是由輸出控制電路和繼電器輸出電路組成，與STD總線單元連接，(2.1)、輸出控制電路是由譯碼器U18、八輸入與非門(mén)U19、二輸入或非門(mén)U20、同相三態(tài)D鎖存器U21、同相三態(tài)緩沖/線驅(qū)動(dòng)器U22及電阻R63、電容C6組成，U18的A、B、C、E3與STD總線單元A1-A3、A4連接，Y0-Y7經(jīng)U20分別接U21的LE和U22的1G、2G，E1接U19，U19的1-6、11、12接STD總線單元D0-D7，R63、C6接U21的OE，U21、U22的輸出端接繼電器輸出電路，中央程序處理單元輸出的信號(hào)經(jīng)STD總線單元送到U21待輸出，中央程序處理單元根據(jù)U18、U19的邏輯運(yùn)算確定U21、U22的片選信號(hào)，并指令U21輸出；
(2.2)、繼電器輸出電路是由光電耦合器U23-U30、三極管T17-T24、T25-T32、繼電器J1-J8、發(fā)光二極管D1-D8、電阻R36-R43、R44-R51、R52-R59組成，U23-U30的輸入端經(jīng)R36-R43接輸出控制電路的U21、U22，輸出端接T17-T24的基極和R44-R51、T17-T24發(fā)射極接T25-T32的基極，T17-T24和T25-T32的集電極接R52-R59、D1-D8、J1-J8，輸出控制電路的輸出信號(hào)經(jīng)U23-U30隔離后，由T17-T24和T25-T32導(dǎo)通和截止來(lái)控制繼電器輸出動(dòng)作；(3)、擴(kuò)展接口單元它是由擴(kuò)展接口電路、復(fù)位電路、特顯接口電路及打印接口XJ2組成，與STD總線單元連接；(3.1)、拉展接口電路是由并行I/D擴(kuò)展接口芯片U31、八輸入與非門(mén)U32、譯碼器U33組成，U31的D0-D7、RD、WR、AO、A1接STD總線單元的D0-D7、RD、RW、AO、A1，RESET接復(fù)位電路、PC6和PC7接特顯接口電路，PA、PB、PC接打印接口XJ2，U33的A、B、C接總線單元的A2-A4，E1接U32、Y0接U31CS，U32的1-6、11、12接總線單元的A5-A12，U31輸入STD總線單元輸出的信號(hào)，將8 I/O口擴(kuò)展成24 I/O，U32、U33對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，再由U31的擴(kuò)展口PA、PB、PC輸出到特顯接口電路和打印接口XJ2；
(3.2)、特顯接口電路是由光電耦合器U34、U35、電阻R60、R61、特顯接口XJ1組成，U34、U35輸入端經(jīng)R60、R61接擴(kuò)展接口電路U31的PC6、PC7，輸出端連接X(jué)J1，U31輸出的信號(hào)經(jīng)R60、R61輸入U(xiǎn)34、U35處理后由XJ1送特顯裝置；(3.3)、復(fù)位電路是由電容C5與電阻R62相連后接于U31的RESET而構(gòu)成U31的復(fù)位電路，C5接U5電源，上電瞬間C5短路，U31的RESET為高電平，U31復(fù)位進(jìn)入正常工作狀態(tài)；(4)、鍵盤(pán)顯示單元它是由鍵盤(pán)顯示電路、工作狀態(tài)顯示電路、編程/運(yùn)行狀態(tài)選擇鎖電路組成，與中央程序處理單元單片機(jī)顯示接口XJ相連接，(4.1)、鍵盤(pán)顯示電路是由顯示接口芯片U15、譯碼器U17、三極管T1-T8、T9-T16、數(shù)碼管LED1-LED8、電阻R12-R19、R20-R27、R28-R35、按鍵KN組成，U15的DB0-DB7、CS、RD、WR、AO、CLK、RESET與XJ的1-17連接，OUTB0-OUTB3、OUTA0-OUTA3經(jīng)R12-R19接T1-T8基極，T1-T8集電極接R20-R27，發(fā)射極接數(shù)碼管LED1-LED8，LED1-LED8的GND接T9-T16的集電極，T9-T16基極經(jīng)R28-R35接按鍵KN和U17的Y0-Y7，U17的A、B、C接U15的SL0-SL2，按鍵KN接U15的RL0-RL4，顯示信號(hào)由XJ輸入U(xiǎn)15，U15的OUTA、IUTB輸出段選信號(hào)，經(jīng)T1-T8放大驅(qū)動(dòng)送到數(shù)碼管LED1-LED8，U15的SL0-SL2輸出位選信號(hào)，經(jīng)U17譯碼后由T9-T16放大驅(qū)動(dòng)到待選位，(4.2)、工作狀態(tài)顯示電路是由譯碼器U16、發(fā)光二極管D9-D14、電阻R6-R11組成，U16的A、B、E接X(jué)J的20、21、23，Y0-Y3串接D9-D14、R6-R11，顯示信號(hào)由XJ接口輸入U(xiǎn)16進(jìn)行譯碼，經(jīng)U16譯碼后選擇D9-D14中相應(yīng)的狀態(tài)指示燈顯示工作狀態(tài)；(4.3)、編程/運(yùn)行狀態(tài)選擇鎖是由開(kāi)關(guān)SK連接電阻R5，并與接口XJ相連接而構(gòu)成，編程狀態(tài)時(shí)SK打開(kāi)，XJ上為高電平，運(yùn)行狀態(tài)時(shí)SK閉合，XJ上為低電平，單片機(jī)通過(guò)采集XJ上高低電平確定相應(yīng)的工作方式。
上述中與鍵盤(pán)顯示單元相連接的編程面板的具體結(jié)構(gòu)如下可編程電子凸輪控制器，其特征是編程面板上設(shè)置的編程操作按鍵是由計(jì)數(shù)值個(gè)位預(yù)置鍵、計(jì)數(shù)值百位預(yù)置鍵、計(jì)數(shù)值千位預(yù)置鍵、計(jì)數(shù)值萬(wàn)位預(yù)置鍵、計(jì)數(shù)值十萬(wàn)位預(yù)置鍵、模極號(hào)鍵、通道號(hào)鍵、輸出通鍵、輸出斷鍵、程序存鍵、程序消鍵、正/反鍵、續(xù)程序鍵、消零鍵、打印鍵組成；計(jì)數(shù)值顯示窗是由個(gè)位窗、百位窗、千位窗、萬(wàn)位窗、十萬(wàn)位窗組成；輸出點(diǎn)選擇指示窗是由模板號(hào)指示窗、通道號(hào)指示窗組成；工作狀態(tài)指示燈是由正向運(yùn)行指示燈、反向運(yùn)行指示燈、正向編程指示燈、反向編程指示燈、讀程序指示燈、寫(xiě)程序指示燈、程序存指示燈、打印指示燈組成；輸出狀態(tài)指示燈與系統(tǒng)輸出狀態(tài)顯示量相對(duì)應(yīng)。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。


圖1是本實(shí)用新型的電原理框圖。
圖2是信號(hào)采集輸入單元電路的原理框圖。
圖3是繼電器輸出單元電路的原理框圖。
圖4是擴(kuò)展接口單元電路的原理框圖。
圖5是鍵盤(pán)顯示單元電路的原理框圖。
圖6是信號(hào)采集輸入單元電路原理圖。
圖7是繼電器輸出單元電路原理圖。
圖8是擴(kuò)展接口單元電路原理圖。
圖9是鍵盤(pán)顯示單元電路原理圖。
圖10是用戶編程面板結(jié)構(gòu)示意圖。
參見(jiàn)圖1、圖10，本實(shí)用新型是一種可編程電子凸輪控制器，它和現(xiàn)有的可編程序控制器一樣，都具有中央控制部分，本實(shí)用新型這部分是由中央程序處理單元(它是由單片機(jī)、存儲(chǔ)器、振蕩器、通訊接口、顯示接口等組成)和STD總線單元組成，本實(shí)用新型的特征是輸入和輸出部分是由信號(hào)采集輸入單元、繼電器輸出單元、擴(kuò)展接口單元、鍵盤(pán)顯示單元構(gòu)成；信號(hào)采集輸入單元的輸出端與作為信號(hào)處理程序存儲(chǔ)的中央程序處理單元的輸入端相連接，中央程序處理單元輸出端連接STD總線單元和鍵盤(pán)顯示單元，STD總線單元接繼電器輸出單元和擴(kuò)展接口單元；鍵盤(pán)顯示單元連接用戶編程面板，用戶編程面板上設(shè)置了編程操作按鍵1、計(jì)數(shù)值顯示窗2、輸出點(diǎn)選擇指示窗3、輸出狀態(tài)指示燈5、工作狀態(tài)指示燈4、編程/運(yùn)行狀態(tài)選擇鎖6。下面分別介紹上述有關(guān)單元電路和結(jié)構(gòu)的組成及原理。
參見(jiàn)圖2、圖6，信號(hào)采集輸入單元是由光電編碼器和信號(hào)前置處理電路組成，光電編碼器接受控設(shè)備。信號(hào)前置處理電路是由接口XJO、光電耦合器U2A、U2B(型號(hào)為T(mén)IL117)、反相施密特觸發(fā)器U1A、U1B(型號(hào)為74HC14)及電阻R1-R4組成，光電編碼器由受控設(shè)備采集的方波信號(hào)經(jīng)XJO輸入U(xiǎn)2A、U2B進(jìn)行隔離后送U1A、U1B整形，然后輸入中央程序處理單元的單片機(jī)的INT1、INT2。
參見(jiàn)圖3、圖7，繼電器輸出單元是由輸出控制電路和繼電器輸出電路組成，與STD總線單元連接。輸出控制電路是由譯碼器U1B(型號(hào)為74HC138)、八輸入與非門(mén)U19(型號(hào)為74HC30)、二輸入或非門(mén)U20(型號(hào)為8728)、同相三態(tài)D鎖存器U21(型號(hào)為74HC373)、同相三態(tài)緩沖/線驅(qū)動(dòng)器U22(型號(hào)為74HC244)及電阻R63、電容C6組成，U18的A、B、C、E3與STD總線單元A1-A3、A4連接，Y0-Y7經(jīng)U20分別接U21的LE和U22的1G、2G，E1接U19，U19的1-6、11、12接STD總線單元D0-D7，R62、C6接U21的OE，U21、U22的輸出端接繼電器輸出電路，中央程序處理單元輸出的信號(hào)經(jīng)STD總線單元送到U21待輸出，中央程序處理單元根據(jù)U18、U19的邏輯運(yùn)算確定U21、U22的片選信號(hào)，并指令U21輸出。繼電器輸出電路是由光電耦合器U23-U30(型號(hào)為T(mén)IL117)、三極管T17-T24、T25-T32、繼電器J1-J8、發(fā)光二極管D1-D8、電阻R36-R43、R44-R51、R52-R59組成，U23-U30的輸入端經(jīng)R36-R43接輸出控制電路的U21、U22，輸出端接T17-T24的基極和R44-R51、T17-T24發(fā)射極接T25-T32的基極，T17-T24和T25-T32的集電極接R52-R59、D1-D8、J1-J8，輸出控制電路的輸出信號(hào)經(jīng)U23-U30隔離后，由T17-T24和T25-T32導(dǎo)通和截止來(lái)控制繼電器輸出動(dòng)作。
參見(jiàn)圖4、圖8，擴(kuò)展接口單元它是由擴(kuò)展接口電路、復(fù)位電路、特顯接口電路及打印接口XJ2組成，與STD總線單元連接。擴(kuò)展接口電路是由并行I/D擴(kuò)展接口芯片U31(型號(hào)為8255)八輸入與非門(mén)U32(型號(hào)為74HC30)、譯碼器U33(型號(hào)為74HC138)組成，U31的D0-D7、RD、WR、AO、A1接STD總線單元的D0-D7、RD、RW、AO、A1，RESET接復(fù)位電路、PC6和PC7接特顯接口電路，PA、PB、PC接打印接口XJ2，U33的A、B、C接總線單元的A2-A3，E1接U32、Y0接U31CS，U32的1-6、11、12接總線單元的A5-A12，U31輸入STD總線單元輸出的信號(hào)，將8 I/O口擴(kuò)展成24 I/O，U32、U33對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，再由U31的擴(kuò)展口PA、PB、PC輸出到特顯接口電路和打印接口XJ2。特顯接口電路是由光電耦合器U34、U35(型號(hào)為T(mén)IL117)、電阻R60、R61、特顯接口XJ1組成，U34、U35輸入端經(jīng)R60、R61接擴(kuò)展接口電路U31的PC6、PC7，輸出端連接X(jué)J1，U31輸出的信號(hào)經(jīng)R60、R61輸入U(xiǎn)34、U35處理后由XJ1送特顯裝置。復(fù)位電路是由電容C5與電阻R62相連后接于U31的RESET而構(gòu)成U31的復(fù)位電路，C5接U5電源，上電瞬間C5短路，U31的RESET為高電平，U31復(fù)位進(jìn)入正常工作狀態(tài)。
參見(jiàn)圖5、圖9，鍵盤(pán)顯示單元是由鍵盤(pán)顯示電路、工作狀態(tài)顯示電路、編程/運(yùn)行狀態(tài)選擇鎖電路組成，與中央程序處理單元單片機(jī)顯示接口XJ相連接。鍵盤(pán)顯示電路是由顯示接口芯片U15(型號(hào)為8279)、譯碼器U17(型號(hào)為74HC138)、三極管T1-T8、T9-T16、數(shù)碼管LED1-LED8、電阻R12-R19、R20-R27、R28-R35、按鍵KN組成，U15的DB0-DB7、CS、RD、WR、AO、CLK、RESET與XJ的1-17連接，OUTB0-OUTB3、OUTA0-OUTA3經(jīng)R12-R19接T1-T8基極，T1-T8集電極接R20-R27，發(fā)射極接數(shù)碼管LED1-LED8，LED1-LED8的GND接T9-T16的集電極，T9-T16基極經(jīng)R28-R35接按鍵KN和U17的Y0-Y7，U17的A、B、C接U15的SL0-SL2，按鍵KN接U15的RL0-RL4，顯示信號(hào)由XJ輸入U(xiǎn)15，U15的OUTA、IUTB輸出段選信號(hào)，經(jīng)T1-T8放大驅(qū)動(dòng)送到數(shù)碼管LED1-LED8，U15的SL0-SL2輸出位選信號(hào)，經(jīng)U17譯碼后由T9-T16放大驅(qū)動(dòng)到待選位。工作狀態(tài)顯示電路是由譯碼器U16(型號(hào)為74HC139)、發(fā)光二極管D9-D14、電阻R6-R11組成，U16的A、B、E接X(jué)J的20、21、23，Y0-Y3串接D9-D14、R6-R11，顯示信號(hào)由XJ接口輸入U(xiǎn)16進(jìn)行譯碼，經(jīng)U16譯碼后選擇D9-D14中相應(yīng)的狀態(tài)指示燈顯示工作狀態(tài)。編程/運(yùn)行狀態(tài)選擇鎖是由開(kāi)關(guān)SK連接電阻R5，并與接口XJ相連接而構(gòu)成，編程狀態(tài)時(shí)SK打開(kāi)，XJ上為高電平，運(yùn)行狀態(tài)時(shí)SK閉合，XJ上為低電平，單片機(jī)通過(guò)采集XJ上高低電平確定相應(yīng)的工作方式。
參見(jiàn)圖10，編程面板上設(shè)置了編程操作按鍵1、計(jì)數(shù)值顯示窗2、輸出點(diǎn)選擇指示窗3、工作狀態(tài)指示燈4、編程/運(yùn)行狀態(tài)選擇鎖6；編程操作按鍵1是由計(jì)數(shù)值個(gè)位預(yù)置鍵1A、計(jì)數(shù)值十位預(yù)置鍵1B、計(jì)數(shù)值百位預(yù)置鍵1C、計(jì)數(shù)值千位預(yù)置鍵1D、計(jì)數(shù)值萬(wàn)位預(yù)置鍵1E、計(jì)數(shù)值十萬(wàn)位預(yù)置鍵1F、模板號(hào)鍵1G、通道號(hào)鍵1H、輸出通鍵1I、輸出斷鍵1J、程序存鍵1L、正/反鍵1K、程序消鍵1M、續(xù)程序鍵1N、消零鍵1O、打印鍵1Q組成。計(jì)數(shù)值顯示窗2是由個(gè)位窗2A、百位窗2B、千位窗2C、萬(wàn)位窗2D、十萬(wàn)位窗2E組成。輸出點(diǎn)選擇指示窗3是由模極號(hào)指示窗3A和通道號(hào)指示窗3B組成。工作狀態(tài)指示燈4是由正向運(yùn)行指示燈4A、反向運(yùn)行指示燈4B、正向編程指示燈4C、反向編程指示燈4D、讀程序指示燈4E、寫(xiě)程序指示燈4F、程序存指示燈4G、打印指示燈4H組成。輸出狀態(tài)指示燈與系統(tǒng)輸出狀態(tài)顯示量相對(duì)應(yīng)。
編制用戶程序時(shí)，先確定輸出模板和輸出通道，再確定光電編碼器計(jì)數(shù)值和輸出點(diǎn)狀態(tài)。例如受控設(shè)備在一個(gè)循環(huán)周期內(nèi)有6個(gè)順序動(dòng)，選用1號(hào)輸出模極，使用模板上1-6號(hào)輸出通道，6個(gè)動(dòng)作的光電編器計(jì)數(shù)值依次是1000-2000、1500-2000、1000-1500、1500-2800、1000-2800、2000-2800，計(jì)數(shù)值區(qū)間是1000-2800，輸出點(diǎn)是1000、1500、2000、2800，6個(gè)動(dòng)作輸出狀態(tài)列表如下
按表在編程面板上編制用戶程序1、將編程/運(yùn)行狀態(tài)選擇鎖6轉(zhuǎn)至編程，正向編程指示燈4B亮，系統(tǒng)進(jìn)入正向編程狀態(tài)，2、按計(jì)數(shù)值千位預(yù)置鍵1D，計(jì)數(shù)值顯示窗2中千位窗2D顯示1000，3、編計(jì)數(shù)值是1000時(shí)，即第一個(gè)輸出點(diǎn)時(shí)6個(gè)順序動(dòng)作的相應(yīng)輸出狀態(tài)程序，3.1、按模板號(hào)鍵1G，模板號(hào)指示窗3A顯示1，3.2、按通道號(hào)鍵1H，通道號(hào)指示窗3B顯示1，3.3、表中輸出點(diǎn)1000時(shí)，1號(hào)輸出通道是通，故按輸出通鍵1I，輸出狀態(tài)指示燈5中相對(duì)應(yīng)指示燈亮，表示輸出點(diǎn)1000時(shí)，1號(hào)輸出模板的1號(hào)輸出通道的輸出狀態(tài)是通，即動(dòng)作1程序是運(yùn)行，3.4、接下按表中輸出點(diǎn)1000時(shí)，2-6號(hào)輸出通道的通斷狀態(tài)操作通道號(hào)鍵1H，輸出通鍵1I，輸出斷鍵1J重復(fù)3.2和3.3操作，輸出狀態(tài)指示燈5中相對(duì)應(yīng)指示燈亮或未亮，未亮表示輸出狀態(tài)是斷，動(dòng)作是停止。
4、重復(fù)2、3操作，編輸出點(diǎn)1500、20000、2800時(shí)，6個(gè)順序動(dòng)作的相應(yīng)輸出狀態(tài)程序，在確認(rèn)最后一步程序編制完畢后，按程序存鍵1L，程序存指示燈4G亮，表示程序存入中央程序處理單元的存儲(chǔ)器中，用戶程序編制完畢，將編程/運(yùn)行狀態(tài)選擇鎖6轉(zhuǎn)運(yùn)行狀態(tài)。
工作時(shí)，光電編碼器由受控設(shè)備采集的方波信號(hào)，經(jīng)信號(hào)前置處理電路隔離整形后輸入中央程序處理單元的單片機(jī)中，單片機(jī)通過(guò)固化在存儲(chǔ)器中的系統(tǒng)控制程序，對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行加/減計(jì)數(shù)，并將計(jì)數(shù)值經(jīng)顯示接口送鍵盤(pán)顯示單元，在計(jì)數(shù)值顯示窗2中顯示此時(shí)數(shù)值，與此同時(shí)單片機(jī)也同時(shí)掃描存儲(chǔ)器中的用戶程序，當(dāng)顯示的計(jì)數(shù)值與用戶程序中的計(jì)數(shù)值相同時(shí)，判斷該計(jì)數(shù)值對(duì)應(yīng)的輸出點(diǎn)，然后將比極處理后的數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)STD總線單元送至繼電器輸出單元，控制相應(yīng)繼電器輸出的通斷狀態(tài)，使輸出點(diǎn)在預(yù)置設(shè)定的計(jì)數(shù)值范圍內(nèi)做開(kāi)關(guān)動(dòng)作。STD總線單元輸出的數(shù)據(jù)信號(hào)同時(shí)也輸入擴(kuò)展接口單元，由特顯接口電路轉(zhuǎn)化為串行通訊信號(hào)，送特顯裝置。與上位機(jī)通訊由通訊接口輸出。
綜上所述，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)；解決了機(jī)械凸輪控制器精度低、輸出范圍小的缺點(diǎn)，克服了可編程序控制器編程復(fù)雜、操作技術(shù)難度高的情況；采用直觀的編程面板，使用戶編程簡(jiǎn)單易學(xué)，具有用戶程序讀寫(xiě)、修改、打印、通訊、特顯、反向編程等多種功能，具有輸出狀態(tài)、工作狀態(tài)、輸出控制量等直觀顯示；操作簡(jiǎn)便，維護(hù)方便，是一種高效、實(shí)用、專業(yè)性強(qiáng)的可編程電子凸輪控制器。
權(quán)利要求1.可編程電子凸輪控制器，它包括由單片微型計(jì)算機(jī)、存儲(chǔ)器、振蕩器、通訊接口、顯示接口等構(gòu)成的中央程序處理單元、STD總線單元、光電編碼器組成，其特征是它還包括信號(hào)采集輸入單元、繼電器輸出單元、擴(kuò)展接口單元、鍵盤(pán)顯示單元；信號(hào)采集輸入單元的輸出端與作為信號(hào)處理程序存儲(chǔ)的中央程序處理單元的輸入端相連接，中央程序處理單元輸出端連接STD總線單元和鍵盤(pán)顯示單元，STD總線單元連接繼電器輸出單元和擴(kuò)展接口單元；鍵盤(pán)顯示單元連接編程面板；編程面板上設(shè)置了編程操作按鍵、計(jì)數(shù)值顯示窗、輸出點(diǎn)選擇指示窗、輸出狀態(tài)指示燈、工作狀態(tài)指示燈、編程/運(yùn)行狀態(tài)選擇鎖；其中1.1、信號(hào)采集輸入單元它是由光電編碼器和信號(hào)前置處理電路組成，光電編碼器接受控設(shè)備，1.1.1、信號(hào)前置處理電路是由接口XJO、光電耦合器U2A、U2B、反相施密特觸發(fā)器U1A、U1B及電阻R1-R4組成，光電編碼器由受控設(shè)備采集的方波信號(hào)經(jīng)XJO輸入U(xiǎn)2A、U2B進(jìn)行隔離后送U1A、U1B整形，然后輸入中央程序處理單元的單片機(jī)的INT1、INT2；1.2、繼電器輸出單元它是由輸出控制電路和繼電器輸出電路組成，與STD總線單元連接，1.2.1、輸出控制電路是由譯碼器U18、八輸入與非門(mén)U19、二輸入或非門(mén)U20、同相三態(tài)D鎖存器U21、同相三態(tài)緩沖/線驅(qū)動(dòng)器U22及電阻R63、電容C6組成，U18的A、B、C、E3與STD總線單元A1-A3、A4連接，Y0-Y7經(jīng)U20分別接U21的LE和U22的1G、2G，E1接U19，U19的1-6、11、12接STD總線單元D0-D7，R63、C6接U21的OE，U21、U22的輸出端接繼電器輸出電路，中央程序處理單元輸出的信號(hào)經(jīng)STD總線單元送到U21待輸出，中央程序處理單元根據(jù)U18、U19的邏輯運(yùn)算確定U21、U22的片選信號(hào)，并指令U21輸出；1.2.2、繼電器輸出電路是由光電耦合器U23-U30、三極管T17-T24、T25-T32、繼電器J1-J8、發(fā)光二極管D1-D8、電阻R36-R13、R44-R51、R52-R59組成，U23-U30的輸入端經(jīng)R36-R43接輸出控制電路的U2-1、U22，輸出端接T17-T24的基極和R44-R51、T17-T24發(fā)射極接T25-T32的基極，T17-T24和T25-T32的集電極接R52-R59、D1-D8、J1-J8，輸出控制電路的輸出信號(hào)經(jīng)U23-U30隔離后，由T17-T24和T25-T32導(dǎo)通和截止來(lái)控制繼電器輸出動(dòng)作；1.3、擴(kuò)展接口單元它是由擴(kuò)展接口電路、復(fù)位電路、特顯接口電路及打印接口XJ2組成，與STD總線單元連接；1.3.1、拉展接口電路是由并行I/D擴(kuò)展接口芯片U31、八輸入與非門(mén)U32、譯碼器U33組成，U31的D0-D7、RD、WR、AO、A1接STD總線單元的D0-D7、RD、RW、AO、A1，RESET接復(fù)位電路、PC6和PC7接特顯接口電路，PA、PB、PC接打印接口XJ2，U33的A、B、C接總線單元的A2-A4，E1接U32、Y0接U31CS，U32的1-6、11、12接總線單元的A5-A12，U31輸入STD總線單元輸出的信號(hào)，將8 I/O口擴(kuò)展成24 I/O，U32、U33對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，再由U31的擴(kuò)展口PA、PB、PC輸出到特顯接口電路和打印接口XJ2；1.3.2.、特顯接口電路是由光電耦合器U34、U35、電阻R60、R61、特顯接口XJ1組成，U34、U35輸入端經(jīng)R60、R61接擴(kuò)展接口電路U31的PC6、PC7，輸出端連接X(jué)J1，U31輸出的信號(hào)經(jīng)R60、R61輸入U(xiǎn)34、V35處理后由XJ1送特顯裝置；1.3.3、復(fù)位電路是由電容C5與電阻R62相連后接于U31的RESET而構(gòu)成U31的復(fù)位電路，C5接U5電源，上電瞬間C5短路，U31的RESET為高電平，U31復(fù)位進(jìn)入正常工作狀態(tài)；1.4、鍵盤(pán)顯示單元它是由鍵盤(pán)顯示電路、工作狀態(tài)顯示電路、編程/運(yùn)行狀態(tài)選擇鎖電路組成，與中央程序處理單元單片機(jī)顯示接口XJ相連接，1.4.1、鍵盤(pán)顯示電路是由顯示接口芯片U15、譯碼器U17、三極管T1-T8、T9-T16、數(shù)碼管LED1-LED8、電阻R12-R19、R20-R27、R28-R35、按鍵KN組成，U15的DB0-DB7、CS、RD、WR、AO、CLK、RESET與XJ的1-17連接，OUTB0-OUTB3、OUTA0-OUTA3經(jīng)R12-R19接T1-T8基極，T1-T8集電極接R20-R27，發(fā)射極接數(shù)碼管LED1-LED8，LED1-LED8的GND接T9-T16的集電極，T9-T16基極經(jīng)R28-R35接按鍵KN和U17的Y0-Y7，U17的A、B、C接U15的SL0-SL2，按鍵KN接U15的RL0-RL4，顯示信號(hào)由XJ輸入U(xiǎn)15，U15的OUTA、IUTB輸出段選信號(hào)，經(jīng)T1-T8放大驅(qū)動(dòng)送到數(shù)碼管LED1-LED8，U15的SL0-SL2輸出位選信號(hào)，經(jīng)U17譯碼后由T9-T16放大驅(qū)動(dòng)到待選位，1.4.2、工作狀態(tài)顯示電路是由譯碼器U16、發(fā)光二極管D9-D14、電阻R6-R11組成，U16的A、B、E接X(jué)J的20、21、23，Y0-Y3串接D9-D14、R6-R11，顯示信號(hào)由XJ接口輸入U(xiǎn)16進(jìn)行譯碼，經(jīng)U16譯碼后選擇D9-D14中相應(yīng)的狀態(tài)指示燈顯示工作狀態(tài)；1.4.3、編程/運(yùn)行狀態(tài)選擇鎖是由開(kāi)關(guān)SK連接電阻R5，并與接口XJ相連接而構(gòu)成，編程狀態(tài)時(shí)SK打開(kāi)，XJ上為高電平，運(yùn)行狀態(tài)時(shí)SK閉合，XJ上為低電平，單片機(jī)通過(guò)采集XJ上高低電平確定相應(yīng)的工作方式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程電子凸輪控制器，其特征是編程面板上設(shè)置的編程操作按鍵是由計(jì)數(shù)值個(gè)位預(yù)置鍵、計(jì)數(shù)值百位預(yù)置鍵、計(jì)數(shù)值千位預(yù)置鍵、計(jì)數(shù)值萬(wàn)位預(yù)置鍵、計(jì)數(shù)值十萬(wàn)位預(yù)置鍵、模板號(hào)鍵、通道號(hào)鍵、輸出通鍵、輸出斷鍵、程序存鍵、程序消鍵、正/反鍵、續(xù)程序鍵、消零鍵、打印鍵組成；計(jì)數(shù)值顯示窗是由個(gè)位窗、百位窗、千位窗、萬(wàn)位窗、十萬(wàn)位窗組成；輸出點(diǎn)選擇指示窗是由模板號(hào)指示窗、通道號(hào)指示窗組成；工作狀態(tài)指示燈是由正向運(yùn)行指示燈、反向運(yùn)行指示燈、正向編程指示燈、反向編程指示燈、讀程序指示燈、寫(xiě)程序指示燈、程序存指示燈、打印指示燈組成；輸出狀態(tài)指示燈與系統(tǒng)輸出狀態(tài)顯示量相對(duì)應(yīng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可編程電子凸輪控制器，其特征光電耦合器采用TIL117，反相施密特觸發(fā)器采用74HC14，譯碼器采用74HC138，八輸入與非門(mén)采用74HC30，二輸入或非門(mén)采用7828，同三相態(tài)D鎖存器采用74HC373，同相三態(tài)緩沖/線驅(qū)動(dòng)器74GC244，并行I/O擴(kuò)展口芯片采用8255，顯示接口芯片采用8279，單片機(jī)采用8031。
專利摘要傻瓜型可編程電子凸輪控制器,其特征是它還包括信號(hào)采集輸入單元、繼電器輸出單元、擴(kuò)展接口單元、鍵盤(pán)顯示單元、信號(hào)采集輸入單元的輸出端連接中央程序處理單元的輸入端,中央程序處理單元連接STD總線單元和鍵盤(pán)顯示單元,STD總線單元連接繼電器輸出單元和擴(kuò)展接口單元;鍵盤(pán)顯示單元連接編程面板。本實(shí)用新型克服了機(jī)械凸輪控制器和可編程序控制器的不足之處,用戶編程簡(jiǎn)單易學(xué),具有程序讀寫(xiě)、修改、打印、通訊、特顯多種功能,操作簡(jiǎn)便、高效、實(shí)用。
文檔編號(hào)G05B19/06GK2280941SQ9622635
公開(kāi)日1998年5月6日 申請(qǐng)日期1996年5月23日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月23日
發(fā)明者劉權(quán), 李小成, 戚為達(dá), 楊為民, 吳占平, 于光 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)市重工電器設(shè)備廠