CN102126080A

CN102126080A - 点焊过程质量监控系统的控制结构

Info

Publication number: CN102126080A
Application number: CN2011100256584A
Authority: CN
Inventors: 齐嵩宇
Original assignee: FAW Group Corp; FAW Car Co Ltd
Current assignee: FAW Group Corp; FAW Car Co Ltd
Priority date: 2011-01-24
Filing date: 2011-01-24
Publication date: 2011-07-20

Abstract

本发明涉及一种点焊过程质量监控系统的控制结构，其特征在于：在点焊设备监测的系统中，设有双端口共享存储器芯片，其中CPU1主要负责采集点焊过程参数，在采集过程中，通过判断焊枪的状态确定点焊过程的开始和结束；当点焊开始时，测量电阻点焊每一个周波的原端电压、原端电流、副边电压，利用芯片的8路12位的AD转换模块进行转换，然后由CPU1计算每一个周波的有效值；利用芯片的定时器0和定时器1测量每一个周波晶闸管的导通角和触发角，周波判断结束时，将参数存入双口RAMIDT71V32中；在点焊结束时，CPU2通过数据共享读取数据，组成以太网数据帧，发送给上位计算机。实现了双芯片单片机微处理器对电阻点焊信息的共享，保证了系统的高速运行，解决了双端口共享存储器芯片双口争用的问题。

Description

点焊过程质量监控系统的控制结构

技术领域

本发明涉及一种点焊过程质量监控系统的控制结构，应用于点焊过程质量监控系统。

背景技术

电阻焊具有较高的生产效率，焊接质量易于控制，易实现生产机械化和自动化，在大规模的自动化生产线中得到了极其广泛的应用。在实际的焊接生产过程中，由于点焊时间较短，不可避免出现一些影响焊接质量的因素：网压波动，分流，二次电缆阻抗的变化，电极磨损等因素。因此对电阻点焊过程质量进行监控是保证焊接质量的必要工具。在开发基于C8051F系列单片机的应用系统中，随着系统功能的增多，单片机底层程序越来越复杂，采用完全的汇编程序已难以解决这些问题。C语言作为一种非常方便的语言而得到广泛的应用，C语言程序本身并不依赖于机器硬件，移植性好，且C语言是结构化程序设计语言，具有完善的模块化程序结构，用C语言来编写目标系统软件，会大大缩短开发周期，明显增加软件的可读性，便于改进和扩充，从而研制出规模更大、性能更完备的系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种点焊过程质量监控系统的控制结构，采用双端口共享存储器芯片 IDT71V32的功能和特点，作为双芯片单片机微处理器的数据共享的存储器的设计，创新编辑了内存分配、双口争用处理方式等内容的程序，满足了电阻焊具在焊接生产中对焊接质量的检测要求。

本发明的技术方案是这样实现的：点焊过程质量监控系统的控制结构，其特征在于：在点焊设备监测的系统中，设有双端口共享存储器芯片，其中CPU1主要负责采集点焊过程参数，在采集过程中，通过判断焊枪的状态确定点焊过程的开始和结束；当点焊开始时，测量电阻点焊每一个周波的原端电压、原端电流、副边电压，利用芯片的8路12位的AD转换模块进行转换，然后由CPU1计算每一个周波的有效值；利用芯片的定时器0和定时器1测量每一个周波晶闸管的导通角和触发角，周波判断结束时，将参数存入双口RAMIDT71V32中；在点焊结束时，CPU2通过数据共享读取数据，组成以太网数据帧，发送给上位计算机。

本发明的积极效果是：实现了双芯片单片机微处理器对电阻点焊信息的共享，保证了系统的高速运行，解决了双端口共享存储器芯片双口争用的问题。

附图说明

图1为本发明的结构原理框图。

图2为本发明的主程序流程图。

图3为本发明的网络CS8900A工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述：如图1所示，点焊过程质量监控系统的控制结构，其特征在于：在点焊设备监测的系统中，设有双端口共享存储器芯片，其中CPU1主要负责采集点焊过程参数，在采集过程中，通过判断焊枪的状态确定点焊过程的开始和结束；当点焊开始时，测量电阻点焊每一个周波的原端电压、原端电流、副边电压，利用芯片的8路12位的AD转换模块进行转换，然后由CPU1计算每一个周波的有效值；利用芯片的定时器0和定时器1测量每一个周波晶闸管的导通角和触发角，周波判断结束时，将参数存入双口RAMIDT71V32中；在点焊结束时，CPU2通过数据共享读取数据，组成以太网数据帧，发送给上位计算机。

如图2所示，系统上电后，自动进入主程序。主程序先执行初始化。初始化包括交叉开关初始化、I/O口初始化、定时器初始化、时钟初始化、A/D转换初始化。初始化结束后，系统检查导通角值是否大于零，也就是P06是否为低电平，等于零则等待，大于零则进入焊接循环程序。交叉开关初始化中，比较器0不连到端口管脚，PCA0外部计数器输入不连到端口管脚，CEX0、CEX1、CEX2分别接在C8051F020的P02、P03、P04管脚，RX0、TX0连到两个端口管脚，SPI0I/O与SMBUS0I/O不连到两个端口管脚；SYSCLK、T2EX、T2不连到端口管脚，/INT1连到端口管脚P05，T1、T0、CP1不连到端口管脚，/INT0连到端口管脚P06；弱上拉全局允许，交叉开关允许，P07、P06、P05的功能由交叉开关或端口锁存器决定，CNVSTR不连到端口管脚，P0、P1、P2、P3端口管脚输出方式为漏极开路，各管脚初始值均为高电平，P1端口管脚被配置为数字输入方式，外部存储器接口（EMIF）被设置在高端口（端口4－7），EMIFLE位应被设置位逻辑“0”。P5、P6、P7设置为推挽方式，P4设置为漏极开路，因为P4要作为外部存储器62WV2568的控制总线，C8051F020芯片有一个可用于访问外部数据存储器的外出存储器接口EMIF，接口配置为EMIF端口在P4至P7，且为非复用方式。不带块选择的分片方式。寻址低于4K边界的地址时访问片内存储器，寻址高于4K边界的地址时访问片外存储器。8位片外MOVX操作使用地址高端口锁存器的当前内容作为地址的高字节。脉冲宽度选择为最宽。外部存储器时序控制设置均为“1”，即用最慢的反应方式就可满足采样要求。所有定时器使用系统时钟的12分频。定时器0和定时器1都设定为TRX＝1并且/INTX＝1时才被允许，并且都选16位定时器。由于单片机内部时钟误差较大，所以选择外部晶振。外部晶振选用11.0592MHz，外部振荡器频率控制值（XFCN）为1111b。外部晶振稳定运行时，晶振有效标志（OSCXCN寄存器中的XTLVLD）硬件置“1”，XTLVLD监测电路要求在允许振荡器工作和检测XTLVLD之间至少有1ms的启动时间，其过程为：

(1) 允许外部振荡器；

(2) 等待至少1ms；

(3) 查询XTLVLD’0’>=1；

(4) 将系统时钟切换到外部晶振。

晶振电路对PCB布局非常敏感。应将晶体尽可能地靠近XTAL管脚，并在晶体管脚接负载电容。布线应尽可能地短并用地平面屏蔽，防止其他引线引入噪声或干扰。

C8051F020的ADC0子系统包括一个9通道的可编程多路选择器AMUX0和100ksps、12位分辨率的逐次逼近寄存器型ADC，ADC集成了跟踪保持电路和可编程窗口检查器。AMUX中8个通道用于外部测量，而第9个通道在内部接到片内温度传感器，选用8个通道工作方式为单端，PGA增益为1；启动方式为向ADC0CN的AD0BUSY位写1，转换结束后复0；转换数据对齐方式为右对齐，由AD0LJST位决定。ADC0SAR时钟周期选择最小；ADC0MUX通道选择寄存器扩展中断允许2，禁止转换结束中断，禁止窗口比较中断。

以P06为采样开始标志位，当P06＝0时，采样开始执行。当通过向AD0BUSY写“1”启动数据转换时，应查询AD0INT位以确定转换何时结束（也可以使用ADC0中断）。查询步骤如下：

(1) 写“0”到AD0INT;

(2) 向ADBUSY写“1”;

(3) 查询并等待AD0INT变“1”;

(4) 处理AdC0数据。

采集瞬时值的同时也进行了有效值的计算，即将所有采集的瞬时值平方求和再开方，

如图3所示：CS8900A的I/O模式访问有中断和查询两种方式。在网卡芯片正常工作前要对网卡芯片初始化，主要包括：

(1) 软件复位并检测复位标志；

(2) 设置以太网卡的物理地址；

(3) 设定接收帧的类型；

(4) 接收中断使能；

(5) 接收发送使能。

Claims

1.点焊过程质量监控系统的控制结构，其特征在于：在点焊设备监测的系统中，设有双端口共享存储器芯片，其中CPU1主要负责采集点焊过程参数，在采集过程中，通过判断焊枪的状态确定点焊过程的开始和结束；当点焊开始时，测量电阻点焊每一个周波的原端电压、原端电流、副边电压，利用芯片的8路12位的AD转换模块进行转换，然后由CPU1计算每一个周波的有效值；利用芯片的定时器0和定时器1测量每一个周波晶闸管的导通角和触发角，周波判断结束时，将参数存入双口RAMIDT71V32中；在点焊结束时，CPU2通过数据共享读取数据，组成以太网数据帧，发送给上位计算机。