CN114114991A - 一种无人碾米机的控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无人碾米机的控制系统，包括核心主板和子板，采用IO扩展芯片CH423；直流电机驱动模块是主板通过运放放大电路加线性光耦实现电流隔离采集；信号输入接口将输入信号和MCU进行隔离，输入至主板；主板通过精度步进电机驱动模块驱动，以脉冲的方式控制；负载模块是主板通过双向可控硅加PID隔离的控制封膜加热管精准调节到设定温度；电源模块采用DC24V电源输入、大功率PMOS方案，增加了防反接设计，连接碾米机所有用电设备；称重模块通过计算下米速率与重量的反馈，直接到达设定的碾米重量。本发明通过由固体器件完成触点功能，能在高冲击、振动的环境下工作，灵敏度更高，输入电压范围更宽，驱动功率低，转换速度更快，电磁干扰更小。
Description
技术领域
本发明涉及无人碾米机技术领域，具体来说，涉及一种无人碾米机的控制系统。
背景技术
在无人碾米机的控制应用领域, 主控板分别与无线终端设备、显示屏、语音模块、监控器、照明灯、红外感应器、一卡通模块和测温模块电连接，主控板通过开关电源与市电连接，主控板通过放大器与称重传感器电连接，主控板分别通过继电器与储存仓斗接近开关和下料斗电连接，纸币机通过继电器和计数器与主控板电连接，碾米机的电机通过继电器与主控板电连接，主控板通过继电器和电磁锁与取米门电连接，主控板通过继电器与风机电连接。
然而上述无人碾米机系统结构较复杂，继电器触点也容易损坏，成本体积也大，控制加热管响应速度慢，容易过温，温度无法精准快速精准调节，无法适配更多的机型，也无法满足现有无人碾米机发展需求。
发明内容
针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种无人碾米机的控制系统，能够克服现有技术方法的上述不足。
为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种无人碾米机的控制系统，包括碾米机核心控制板模块、直流电机驱动模块、信号输入接口、精度步进电机驱动模块、负载模块、电源模块、称重模块，其中，
所述碾米机核心控制板包括主板和子板，均采用IO扩展芯片CH423,通过IIC和IO扩展的方式控制接口的增加或删除；
所述直流电机驱动模块，采用H桥直流电机驱动IC，驱动加了电机电流采集，主板通过运放放大电路加线性光耦实现电流隔离采集，采集到的电流再返回主板，还接入有直流换仓电机驱动和直流开关门电机驱动；
所述信号输入接口，通过光耦隔离的方式，将输入信号和MCU进行隔离，输入至主板，再通过光耦隔离加PMOS的方式在信号输出接口进行24V输出；
所述精度步进电机驱动模块，主板通过步进电机驱动模块驱动，通过信号隔离以脉冲的方式控制；
所述负载模块，是主板通过双向可控硅加PID隔离的控制封膜加热管快速精准的调节到设定温度；
所述电源模块，采用DC24V电源输入、大功率PMOS方案，增加了防反接设计，通过主板连接整个碾米机的所有用电设备；
所述称重模块，采用3路24位电子秤专用的 A/D 转换器芯片，通过计算下米速率与重量的反馈，直接到达设定的碾米重量，各个称重单位部件统一接线与主板接入。
进一步地，所述IO扩展芯片至多扩展8路输入和16路输出。
进一步地，所述电源模块的防反接设计是通过DCDC隔离子模块与MCU子系统供电分开，来防止接反电源。
进一步地，所述主板接入了上谷电机、碾米电机、吹糠电机、下米电机以及取米仓照明设备，核心主板通过直流电机驱动模块来控制碾米电机驱动、吹糠电机驱动以及下米电机驱动。
进一步地，所述子板接入了封膜电机驱动、拉膜电机驱动、封膜加热管驱动以及压缩机设备。
本发明的有益效果：核心控制板通过加入IIC和IO扩展的方式控制，能更方便更灵活的在主板或子板上增减接口，可以满足更多的机型需求；负载模块通过可控硅加PID控制封膜加热管能更快速精准的到调节到设定温度；直流电机驱动控制模块通过采用H桥电机驱动IC，实现开关门防夹功能，通过运放放大电路加线性光耦实现了电流隔离采集，提高了设备的稳定性，解决了开关仓门防夹的问题；电源模块的电源输入通过增加了防反接设计，并采用大功率PMOS方案，比起肖特基二极管的方案能减少发热，减小压降，能更快的防止安装维护过程中因操作失误接反电源；精度步进电机驱动通过采用模块插拔的方式，能更好的维护和更换；称重模块通过采用3路24位电子秤专用 A/D 转换器芯片，能快速准确的到达设定的碾米重量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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是根据本发明实施例所述的无人碾米机的控制系统的结构关系示意图。
图2是根据本发明实施例所述的无人碾米机的控制系统的核心控制板控制模块的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围，为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本发明的上述技术方案进行详细说明。
如图1-2所示，根据本发明实施例所述的无人碾米机的控制系统，包括碾米机核心控制板模块、直流电机驱动模块、信号输入接口、精度步进电机驱动模块、负载模块、电源模块以及称重模块。
所述碾米机核心控制板包括主板和子板，均采用IO扩展芯片CH423,其中，IO扩展芯片至多扩展8路输入和16路输出，通过IIC和IO扩展的方式控制接口的增减，能更方便更灵活的增加接口，由于现有机型众多，无人碾米机所需要的接口功能也不一样，有的机型需要更多的输入输出控制接口，这样只需要修改子板，通过子板增加接口，就可以满足更多的机型需求。所述主板接入了上谷电机、碾米电机、吹糠电机、下米电机以及取米仓照明设备，主板通过直流电机驱动模块来控制碾米电机驱动、吹糠电机驱动以及下米电机驱动；所述子板接入了封膜电机驱动、拉膜电机驱动、封膜加热管驱动以及压缩机设备。
所述直流电机驱动模块，采用H桥直流电机驱动IC，为实现开关门防夹，电机驱动加了电机电流采集，主板通过运放放大电路加线性光耦实现电流隔离采集，从而解决了开关仓门防夹的问题，采集到的电流再返回主板，还接入有直流换仓电机驱动和直流开关门电机驱动。
所述信号输入接口，通过光耦隔离的方式，将输入信号和MCU进行隔离，输入至主板，再通过光耦隔离加PMOS的方式在信号输出接口进行24V输出。
所述精度步进电机驱动模块，主板通过步进电机驱动模块驱动，通过信号隔离以脉冲的方式控制，模块采用插拔的方式，能更好的维护和更换。
所述负载模块，是主板通过双向可控硅加隔离方式控制，以往继电器方案由于响应速度慢，温度很难快速精准调节，通过可控硅加PID控制封膜加热管能更快速精准的到调节到设定温度。
所述电源模块，采用DC24V电源输入、大功率PMOS方案，增加了防反接设计，比起肖特基二极管方案能减少发热，减小压降，能更快的防止安装维护过程中因操作失误接反电源，通过主板连接整个碾米机的所有用电设备。所述电源模块的防反接设计是通过DCDC隔离子模块与MCU子系统供电分开，来防止接反电源。
所述称重模块，采用3路24位电子秤专用的 A/D 转换器芯片，通过计算下米速率与重量的反馈，快速精确到达设定的碾米重量，各个称重单位部件统一接线与主板接入。
首先，主板通过控制直流电机驱动，进行驱动取米照明、碾米电机和吹糠电机进行运作，吹糠电机工作完之后，下糠电机进行下米，然后进行封膜加热和拉膜，至碾米结束后，驱动压缩机再进行称重，达到设定的碾米重量之后，结束运作。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过加入IIC和IO扩展的方式控制，能更方便更灵活的在主板或子板上增减接口，可以满足更多的机型需求；通过运放放大电路加线性光耦实现了电流隔离采集，提高了设备的稳定性，解决了开关仓门防夹的问题；电源输入通过增加了防反接设计，并采用大功率PMOS方案，比起肖特基二极管的方案能减少发热，减小压降，能更快的防止安装维护过程中因操作失误接反电源；称重模块通过采用3路24位电子秤专用 A/D 转换器芯片，能快速准确的到达设定的碾米重量；比起继电器驱动方式提高了寿命，更可靠，没有机械零部件，由固体器件完成触点功能，由于没有运动的零部件，因此，能在高冲击，振动的环境下工作；灵敏度更高，电磁兼容性好，输入电压范围更宽，驱动功率低，转换速度更快，电磁干扰更小。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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 (5)
1.一种无人碾米机的控制系统，其特征在于，包括碾米机核心控制板模块、直流电机驱动模块、信号输入接口、精度步进电机驱动模块、负载模块、电源模块、称重模块，其中，
所述碾米机核心控制板包括主板和子板，均采用IO扩展芯片CH423,通过IIC和IO扩展的方式控制接口的增加或删除；
所述直流电机驱动模块，采用H桥直流电机驱动IC，驱动加了电机电流采集，主板通过运放放大电路加线性光耦实现电流隔离采集，采集到的电流再返回主板，还接入有直流换仓电机驱动和直流开关门电机驱动；
所述信号输入接口，通过光耦隔离的方式，将输入信号和MCU进行隔离，输入至主板，再通过光耦隔离加PMOS的方式在信号输出接口进行24V输出；
所述精度步进电机驱动模块，主板通过步进电机驱动模块驱动，通过信号隔离以脉冲的方式控制；
所述负载模块，是主板通过双向可控硅加PID隔离的控制封膜加热管快速精准的调节到设定温度；
所述电源模块，采用DC24V电源输入、大功率PMOS方案，增加了防反接设计，通过主板连接整个碾米机的所有用电设备；
所述称重模块，采用3路24位电子秤专用的 A/D 转换器芯片，通过计算下米速率与重量的反馈，直接到达设定的碾米重量，各个称重单位部件统一接线与主板接入。
2.根据权利要求1所述的无人碾米机的控制系统，其特征在于，所述IO扩展芯片至多扩展8路输入和16路输出。
3.根据权利要求1所述的无人碾米机的控制系统，其特征在于，所述电源模块的防反接设计是通过DCDC隔离子模块与MCU子系统供电分开，来防止接反电源。
4.根据权利要求1所述的无人碾米机的控制系统，其特征在于，所述主板接入了上谷电机、碾米电机、吹糠电机、下米电机以及取米仓照明设备，核心主板通过直流电机驱动模块来控制碾米电机驱动、吹糠电机驱动以及下米电机驱动。
5.根据权利要求1所述的无人碾米机的控制系统，其特征在于，所述子板接入了封膜电机驱动、拉膜电机驱动、封膜加热管驱动以及压缩机设备。
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