CN104898531A - 一种印染设备同步控制系统 - Google Patents

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陈蓓菊
过琳
张晨欣
孙远烈
张伟
许晓晓
黄志远
费洁
沈静芬
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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
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    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
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Abstract

本发明公开了一种印染设备同步控制系统,包含微控制器模块、主动机、从动机、模数转换电路、稳压电路、放大电路、第一光电旋转编码器、第二光电旋转编码器和变频器；所述主动机的输出端连接第一光电旋转编码器的输入端，所述从动机的输出端连接第二光电旋转编码器的输入端，所述第一光电旋转编码器和第二光电旋转编码器的输出端均依次通过模数转换电路、稳压电路、放大电路连接微控制器模块的输入端，所述微控制器的输出端通过变频器连接从动机的输入端。

Description

一种印染设备同步控制系统
技术领域
本发明涉及一种同步控制系统，尤其涉及一种印染设备同步控制系统，属于同步控制领域。
背景技术
在印染机械设备生产加工过程中，各个传动单元分别由独立的电机驱动。为了保证整机各单元同步协调工作，提高产品质量，需要设计相应的同步控制器。多单元同步传动是印染机械设备同步控制的关键，但由于交流电机严重的非线性，系统的动态特性和相应的参数受外界扰动因素的影响，增加了实际同步控制的难度，降低了实际的控制精度。传统的控制方案设计如带转换式松紧架的同步系统可靠性差，控制精度不高，难以获得满意的控制效果。
例如申请号为“201210587448.9”的一种串行同步控制系统，包括位置测量系统、位置测量机箱、运动控制系统、运动控制机箱及串行同步控制总线，位置测量系统包括同步数据传输总线、位置测量卡、同步总线控制卡及第一数据通信卡，集成安装在位置测量机箱内，运动控制系统包括运动数据传输总线、运动控制卡、运动总线控制卡及第二数据通信卡，安装在运动控制机箱内，位置测量系统通过串行同步控制总线与运动传输系统相连。本发明通过将位置测量系统和运动控制系统分别集成在两个各自独立的机箱内，并利用串行同步控制总线实现物理分离，增加了工件台掩膜台的位置测量轴和运动驱动轴的数量，同时利用串行同步控制总线也实现了位置测量系统和运动控制系统的同步伺服控制。
又如申请号为“201280013751.6”的同步控制系统，端子的传送处理装置具备：传送接口部，保持所收发的数据包，并且在接收到用于同步控制的包时，取得用于同步控制计算的接收定时；定时生成部，生成一定的内部定时；收发处理部，对特定的副端子进行同步请求督促包的发送，并在从接收到同步请求督促包的副端子接收了同步请求包时，发送同步应答包；以及同步控制部，根据接收到数据包的时刻和在所接收的数据包中附加的时刻信息，计算同步误差，来进行同步状况的判断，并且根据同步状况来调节修正量，向上述定时生成部发送内部定时修正的指令。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种印染设备同步控制系统。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
    一种印染设备同步控制系统,包含微控制器模块、主动机、从动机、模数转换电路、稳压电路、放大电路、第一光电旋转编码器、第二光电旋转编码器和变频器；所述主动机的输出端连接第一光电旋转编码器的输入端，所述从动机的输出端连接第二光电旋转编码器的输入端，所述第一光电旋转编码器和第二光电旋转编码器的输出端均依次通过模数转换电路、稳压电路、放大电路连接微控制器模块的输入端，所述微控制器的输出端通过变频器连接从动机的输入端；
所述稳压电路包含稳压电源芯片、第一电解电容、第二电解电容、电感、第一电阻、第二电阻和二极管，所述第一电解电容的负极分别连接第一电阻的一端和模数转换电路的输出端，第一电阻的另一端连接稳压电源芯片的输入端，二极管的负极分别连接电感的一端和稳压电源芯片的输出端，电感的另一端与第二电阻串联后分别连接放大电路的输入端、第二电解电容的负极，第一电解电容的正极、第二电解电容的正极、稳压电源芯片的接地端、二极管的正极与地连接。
    作为本发明一种印染设备同步控制系统的进一步优选方案，所述微控制器模块采用AVR系列单片机。
    作为本发明一种印染设备同步控制系统的进一步优选方案，所述第一光电旋转编码器和第二光电旋转编码器均采用BES58-P0CA0P系列光电旋转编码器。
    作为本发明一种印染设备同步控制系统的进一步优选方案，所述模数转换电路的芯片型号为TMS320LF240。
    作为本发明一种印染设备同步控制系统的进一步优选方案，所述变频器的芯片型号为ACS550-01-175A-4。
本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
1、本发明结构简单、易于实现、测量精度高；
2、本发明采用光电旋转编码器将主从动机的转速信号转换成脉冲信号，并送给控制器进行处理，输出数字控制量到从动机的变频器，改变其运行频率，调整从动机的转速，使之与主动机保持同步。
附图说明
图1是本发明的系统结构图；
图2是本发明稳压电路电路图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：
    如图1所示，一种印染设备同步控制系统,包含微控制器模块、主动机、从动机、模数转换电路、稳压电路、放大电路、第一光电旋转编码器、第二光电旋转编码器和变频器；所述主动机的输出端连接第一光电旋转编码器的输入端，所述从动机的输出端连接第二光电旋转编码器的输入端，所述第一光电旋转编码器和第二光电旋转编码器的输出端均依次通过模数转换电路、稳压电路、放大电路连接微控制器模块的输入端，所述微控制器的输出端通过变频器连接从动机的输入端；
如图2所示，所述稳压电路包含稳压电源芯片、第一电解电容、第二电解电容、电感、第一电阻、第二电阻和二极管，所述第一电解电容的负极分别连接第一电阻的一端和模数转换电路的输出端，第一电阻的另一端连接稳压电源芯片的输入端，二极管的负极分别连接电感的一端和稳压电源芯片的输出端，电感的另一端与第二电阻串联后分别连接放大电路的输入端、第二电解电容的负极，第一电解电容的正极、第二电解电容的正极、稳压电源芯片的接地端、二极管的正极与地连接。
    其中，所述微控制器模块采用AVR系列单片机，所述第一光电旋转编码器和第二光电旋转编码器均采用BES58-P0CA0P系列光电旋转编码器，所述模数转换电路的芯片型号为TMS320LF240，所述变频器的芯片型号为ACS550-01-175A-4。
大多数印染设备根据工艺要求都采用联合机方式组成多单元同步拖动系统，主电机的速度作为各从动电机的给定速度，各从动单元分别由各自的异步电机拖动，系统要求各单元电机保持同步运转，即各从动电机线速度始终保持与主电机速度一致，或保持一定的比例关系。
从动机由变频器供电。同轴安装光电旋转编码器，光电旋转编码器将主从动机的转速信号转换成脉冲信号，并送给控制器进行处理，经过控制算法，输出数字控制量到从动机的变频器，改变其运行频率，调整从动机的转速，使之与主动机保持同步。
AVR单片机具有预取指令功能，即在执行一条指令时，预先把下一条指令取进来，使得指令可以在一个时钟周期内执行；多累加器型，数据处理速度快；AVR单片机具有32个通用工作寄存器，相当于有32条立交桥，可以快速通行；中断响应速度快。AVR单片机有多个固定中断向量入口地址，可快速响应中断；AVR单片机耗能低。对于典型功耗情况，WDT关闭时为100nA，更适用于电池供电的应用设备；有的器件最低1.8 V即可工作；AVR单片机保密性能好。
本发明涉及一种印染设备同步控制系统,包含微控制器模块、主动机、从动机、模数转换电路、稳压电路、放大电路、第一光电旋转编码器、第二光电旋转编码器和变频器；所述主动机的输出端连接第一光电旋转编码器的输入端，所述从动机的输出端连接第二光电旋转编码器的输入端，所述第一光电旋转编码器和第二光电旋转编码器的输出端均依次通过模数转换电路、稳压电路、放大电路连接微控制器模块的输入端，所述微控制器的输出端通过变频器连接从动机的输入端。
本技术领域技术人员可以理解的是，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
    以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以再不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.一种印染设备同步控制系统,其特征在于：包含微控制器模块、主动机、从动机、模数转换电路、稳压电路、放大电路、第一光电旋转编码器、第二光电旋转编码器和变频器；所述主动机的输出端连接第一光电旋转编码器的输入端，所述从动机的输出端连接第二光电旋转编码器的输入端，所述第一光电旋转编码器和第二光电旋转编码器的输出端均依次通过模数转换电路、稳压电路、放大电路连接微控制器模块的输入端，所述微控制器的输出端通过变频器连接从动机的输入端；
所述稳压电路包含稳压电源芯片、第一电解电容、第二电解电容、电感、第一电阻、第二电阻和二极管，所述第一电解电容的负极分别连接第一电阻的一端和模数转换电路的输出端，第一电阻的另一端连接稳压电源芯片的输入端，二极管的负极分别连接电感的一端和稳压电源芯片的输出端，电感的另一端与第二电阻串联后分别连接放大电路的输入端、第二电解电容的负极，第一电解电容的正极、第二电解电容的正极、稳压电源芯片的接地端、二极管的正极与地连接。
2.根据权利要求1所述的一种印染设备同步控制系统，其特征在于：所述微控制器模块采用AVR系列单片机。
3.根据权利要求1所述的一种印染设备同步控制系统，其特征在于：所述第一光电旋转编码器和第二光电旋转编码器均采用BES58-P0CA0P系列光电旋转编码器。
4.根据权利要求1所述的一种印染设备同步控制系统，其特征在于：所述模数转换电路的芯片型号为TMS320LF240。
5.根据权利要求1所述的一种印染设备同步控制系统，其特征在于：所述变频器的芯片型号为ACS550-01-175A-4。
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