CN106940547A - 一种基于单片机的绕膜包装机控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于单片机的绕膜包装机控制方法及系统，上电开机后，触摸屏和单片机进行初始化，触摸屏通过485通信方式向单片机请求工作参数的值、工作状态以及压力传感器的AD值，单片机通过软件模拟I2C协议与EEPROM数据存储模块通信，读取相应的数据区数据，再将数据返回给触摸屏；触摸启动按钮，单片机接收到启动指令，根据保存在EEPROM数据存储模块里的工作参数进行运行设备，工作过程中，底盘电机、升降电机和绕膜电机均通过变频器驱动，单片机采用Modbus协议和变频器进行通信来控制电机的启动、停止和转速控制。通过本发明所述的控制方法及系统可实现单片机控制对PLC模块的替代，大大降低了产品的开发成本。

Description

一种基于单片机的绕膜包装机控制方法及系统
技术领域
本发明涉及绕膜包装机，尤其涉及一种基于单片机的绕膜包装机控制方法及系统。
背景技术
在工业自动化领域，包括绕膜包装机行业，一般主控制板选用的PLC模块，由于PLC模块价格昂贵，使产品开发的成本增加，另外市场竞争激烈，产品定价过高，会失去市场竞争力，若产品的利润空间较小，可能导致企业无法生存下去。本专利旨在实现采用单片机控制替代PLC模块，从而降低产品的开发成本。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明提供一种基于单片机的绕膜包装机控制方法及系统，采用单片机主控板，实现对PLC模块的替代。
为此，本发明第一方面提供一种基于单片机的绕膜包装机控制方法，包括如下步骤：
S1、上电开机后，触摸屏和单片机进行初始化，触摸屏通过485通信方式向单片机请求工作参数的值、工作状态以及压力传感器的AD值，单片机通过软件模拟I2C协议与EEPROM数据存储模块通信，读取相应的数据区数据，再将数据返回给触摸屏；
S2、触摸启动按钮，单片机接收到启动指令，根据保存在EEPROM数据存储模块里的工作参数进行运行设备，工作过程中，底盘电机、升降电机和绕膜电机均通过变频器驱动，单片机采用Modbus协议和变频器进行通信来控制电机的启动、停止和转速控制。
进一步地，所述步骤S1中，若需要改变工作参数的设置，在触摸屏点击相应的参数显示区域进行修改，单片机接收到工作参数的更改，则将数据写入到FFPROM数据存储模块对应的数据区，当数据成功写入到FFPROM数据存储模块里后在触摸屏正常显示设置后的参数。
进一步地，所述步骤S2包括：
实时检测各光电开关的状态，通过电平转换电路将其开、关的状态转换成单片机能够处理的高或低电平，以保证程序的正常运行。
进一步地，所述步骤S2包括：
压力传感器实时采集当前的绕膜压力变化，单片机根据采集到的绕膜压力AD值的变化实时调节绕膜电机的速度，以保持绕膜压力的稳定。
当需要暂停时，触摸暂停按钮，单片机接收到设备暂停信号，与变频器停止通信，所有电机运行，保存此时程序暂停运行的参数；此时单片机根据触摸屏的指令请求返回相应的数据；当再次触摸暂停按键时，所有电机继续运行，设备恢复运行。
当需要停止时，单片机接收到设备停止信号，与变频器通信停止所有电机运行。
当需要复位时，触摸复位按钮，如果升降电机不在底部，即下限位开关未触发，单片机与变频器通信驱动升降电机运行，当检测到下限位开关触发停止升降电机运行；如果底盘不在默认初始位置，即底盘计数开关未触发，单片机与变频器通信驱动底盘电机运行，当检测到底盘计数开关触发停止底盘电机运行；当下限位开关和底盘计数开关均处于触发状态，设备复位完成。
优选地，还包括手动模式，手动升降电机的上升、下降、手动底盘转动和手动切膜电磁阀的动作，在触摸屏触摸相应的按钮并保持触摸状态，则实现对应的手动控制，当手指离开相应触摸区域，停止对应的手动控制。
进一步地，工作参数包括底盘电机速度、升降电机速度、绕膜电机速度，底部缠绕圈数、顶部缠绕圈数、过顶时间、来回缠绕次数。
本发明第二方面提供一种基于单片机的绕膜包装机控制系统，用于实现上述的控制方法，包括触摸屏、单片机、变频器、I/O电平转换电路、AD采集电路、压力传感器、485通信电路和EEPROM数据存储模块；所述触摸屏与单片机之间、所述单片机与变频器之间均采用485通信电路进行数据交换；绕膜压力通过压力传感器经AD采集电路送至单片机的采样端口；单片机通过I/O电平转换电路进行光电开关和限位开关的控制。
通过本发明所述的控制方法及系统可实现单片机控制对PLC模块的替代，大大降低了产品的开发成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明控制系统的结构框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
参见图1，本实施例提供一种基于单片机的绕膜包装机控制方法及系统，所述系统触摸屏、单片机、变频器、I/O电平转换电路、AD采集电路、压力传感器、485通信电路和EEPROM数据存储模块；所述触摸屏与单片机之间、所述单片机与变频器之间均采用485通信电路进行数据交换；绕膜压力通过压力传感器经AD采集电路送至单片机的采样端口；单片机通过I/O电平转换电路进行光电开关和限位开关的控制。
工作时，包括如下步骤：
S1、上电开机后，触摸屏和单片机进行初始化，触摸屏通过485通信方式向单片机请求工作参数的值、工作状态以及压力传感器的AD值，单片机通过软件模拟I2C协议与EEPROM数据存储模块通信，读取相应的数据区数据，再将数据返回给触摸屏；若需要改变工作参数的设置，在触摸屏点击相应的参数显示区域进行修改，单片机接收到工作参数的更改，则将数据写入到EEPROM数据存储模块对应的数据区，当数据成功写入到EEPROM数据存储模块里后在触摸屏正常显示设置后的参数。
S2、触摸启动按钮，单片机接收到启动指令，根据保存在EEPROM数据存储模块里的工作参数进行运行设备，工作过程中，底盘电机、升降电机和绕膜电机均通过变频器驱动，单片机采用Modbus协议和变频器进行通信来控制电机的启动、停止和转速控制。
所述步骤S2中，实时检测各光电开关的状态，通过电平转换电路将其开、关的状态转换成单片机能够处理的高或低电平，以保证程序的正常运行；压力传感器实时采集当前的绕膜压力变化，单片机根据采集到的绕膜压力AD值的变化实时调节绕膜电机的速度，以保持绕膜压力的稳定。
当需要暂停时，触摸暂停按钮，单片机接收到设备暂停信号，与变频器停止通信，所有电机运行，保存此时程序暂停运行的参数，此时单片机根据触摸屏的指令请求返回相应的数据，如工作状态参数、压力传感器的AD值等；亦可通过触摸屏对工作参数进行重新设置。当再次触摸暂停按键时，所有电机继续运行，设备恢复运行。
当需要停止时，单片机接收到设备停止信号，与变频器通信停止所有电机运行。此时，单片机根据触摸屏的指令请求返回相应的数据，如工作状态参数、压力传感器的AD值等；亦可通过触摸屏对工作参数的重新设置。
当需要复位时，触摸复位按钮，如果升降电机不在底部，即下限位开关未触发，单片机与变频器通信驱动升降电机运行，当检测到下限位开关触发停止升降电机运行；如果底盘不在默认初始位置，即底盘计数开关未触发，单片机与变频器通信驱动底盘电机运行，当检测到底盘计数开关触发停止底盘电机运行；当下限位开关和底盘计数开关均处于触发状态，设备复位完成。复位过程中，单片机根据触摸屏的指令请求返回相应的数据，如工作状态参数、压力传感器的AD值等；亦可通过触摸屏对工作参数的重新设置。
手动模式中，手动升降电机的上升、下降、手动底盘转动和手动切膜电磁阀的动作，在触摸屏触摸相应的按钮并保持触摸状态，则实现对应的手动控制，当手指离开相应触摸区域，停止对应的手动控制。
工作参数包括底盘电机速度、升降电机速度、绕膜电机速度，底部缠绕圈数、顶部缠绕圈数、过顶时间、来回缠绕次数。
通过本发明所述的控制方法及系统可实现单片机控制对PLC模块的替代，大大降低了产品的开发成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于单片机的绕膜包装机控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、上电开机后，触摸屏和单片机进行初始化，触摸屏通过485通信方式向单片机请求工作参数的值、工作状态以及压力传感器的AD值，单片机通过软件模拟I2C协议与EEPROM数据存储模块通信，读取相应的数据区数据，再将数据返回给触摸屏；
S2、触摸启动按钮，单片机接收到启动指令，根据保存在EEPROM数据存储模块里的工作参数进行运行设备，工作过程中，底盘电机、升降电机和绕膜电机均通过变频器驱动，单片机采用Modbus协议和变频器进行通信来控制电机的启动、停止和转速控制。
2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的绕膜包装机控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，若需要改变工作参数的设置，在触摸屏点击相应的参数显示区域进行修改，单片机接收到工作参数的更改，则将数据写入到EEPROM数据存储模块对应的数据区，当数据成功写入到EEPROM数据存储模块里后在触摸屏正常显示设置后的参数。
3.根据权利要求1所述的一种基于单片机的绕膜包装机控制方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
实时检测各光电开关的状态，通过电平转换电路将其开、关的状态转换成单片机能够处理的高或低电平，以保证程序的正常运行。
4.根据权利要求1所述的一种基于单片机的绕膜包装机控制方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
压力传感器实时采集当前的绕膜压力变化，单片机根据采集到的绕膜压力AD值的变化实时调节绕膜电机的速度，以保持绕膜压力的稳定。
5.根据权利要求1所述的一种基于单片机的绕膜包装机控制方法，其特征在于，当需要暂停时，触摸暂停按钮，单片机接收到设备暂停信号，与变频器停止通信，所有电机运行，保存此时程序暂停运行的参数；此时单片机根据触摸屏的指令请求返回相应的数据；当再次触摸暂停按键时，所有电机继续运行，设备恢复运行。
6.根据权利要求1所述的一种基于单片机的绕膜包装机控制方法，其特征在于，当需要停止时，单片机接收到设备停止信号，与变频器通信停止所有电机运行。
7.根据权利要求1所述的一种基于单片机的绕膜包装机控制方法，其特征在于，当需要复位时，触摸复位按钮，如果升降电机不在底部，即下限位开关未触发，单片机与变频器通信驱动升降电机运行，当检测到下限位开关触发停止升降电机运行；如果底盘不在默认初始位置，即底盘计数开关未触发，单片机与变频器通信驱动底盘电机运行，当检测到底盘计数开关触发停止底盘电机运行；当下限位开关和底盘计数开关均处于触发状态，设备复位完成。
8.根据权利要求1所述的一种基于单片机的绕膜包装机控制方法，其特征在于，还包括手动模式，手动升降电机的上升、下降、手动底盘转动和手动切膜电磁阀的动作，在触摸屏触摸相应的按钮并保持触摸状态，则实现对应的手动控制，当手指离开相应触摸区域，停止对应的手动控制。
9.根据权利要求1所述的一种基于单片机的绕膜包装机控制方法，其特征在于，工作参数包括底盘电机速度、升降电机速度、绕膜电机速度，底部缠绕圈数、顶部缠绕圈数、过顶时间、来回缠绕次数。
10.一种基于单片机的绕膜包装机控制系统，用于实现上述权1至权9的控制方法，其特征在于，包括触摸屏、单片机、变频器、I/O电平转换电路、AD采集电路、压力传感器、485通信电路和EEPROM数据存储模块；所述触摸屏与单片机之间、所述单片机与变频器之间均采用485通信电路进行数据交换；绕膜压力通过压力传感器经AD采集电路送至单片机的采样端口；单片机通过I/O电平转换电路进行光电开关和限位开关的控制。
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