CN203535413U - 一种基于arm和cpld间歇式染色机控制系统 - Google Patents
一种基于arm和cpld间歇式染色机控制系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型设计一种基于ARM和CPLD间歇式染色机控制系统。其特征在于：包括上位机、ARM主控模块、人机界面、模拟量输入输出模块、CPLD协处理器模块、32路数字量输入模块、输出控制模块。本实用新型上位机有存储染色信息和控制命令的存储器，易于染色过程远程控制；CPLD协处理模块协助ARM主控模块完成控制功能，满足了系统多I／O控制要求，增强了系统实时性、可靠性和功能扩展性；CPLD协处理模块采用CPLD芯片内部编程，加上光电隔离模块提高系统抗干扰能力。
Description
所属技术领域
本实用新型涉及一种染色机控制系统，具体地说是一种基于ARM和CPLD间歇式染色机控制系统。
背景技术
染色机染色过程可以分为：入水、入布、配料、注料、升温、保温、降温、取样、水洗、出布和排水几道工序，染色机的控制主要是基于染缸内染液温度工艺曲线驱动机上设备执行相应操作工序。传统的染色机多数为单机控制，无法实现集中控制管理；控制系统的控制单元数量大，单一处理器直接完成多I／O控制，系统可靠性、功能扩展性差；部分控制系统采用大量元器件进行功能扩展，降低了系统抗干扰能力。
实用新型内容
本实用新型目的是针对现有技术不足而提供了一种基于ARM和CPLD间歇式染色机控制系统。为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种基于ARM和CPLD间歇式染色机控制系统，包括上位机、ARM主控模块、人机界面、模拟量输入输出模块、CPLD协处理器模块、32路数字量输入模块、输出控制模块；所述上位机有网络接口和存储染色信息和控制命令的存储器；所述ARM主控模块设有网络接口、AD／DA接口、LCD接口、GPIO扩展接口，ARM主控模块与上位机通过网络接口通讯连接；；所述CPLD协处理器模块包括CPLD芯片、时钟模块、电源模块、JTAG模块、光电隔离模块，所述CPLD芯片分别与其他四者连接；所述输出模块包括40路电磁阀驱动模块和8路控制阀、变频器驱动模块；
所述ARM主控模块与上位机、人机界面、模拟量输入输出模块、CPLD协处理器模块连接，所述CPLD协处理器模块与ARM主控模块、输出控制模块、32路数字量输入模块连接。
作为优选，ARM主控模块核心处理器采用32位处理器S3C2410X。
作为优选，所述CPLD芯片采用EPM7128AELC84-10。
作为优选，所述CPLD协处理器模块与ARM主控模块通过GPIO扩展接口连接。
作为优选，所述模拟量输入输出模块与ARM主控模块通过AD／DA接口连接。
作为优选，所述人机界面与ARM主控模块通过LCD接口连接。
作为优选，所述光电隔离模块核心芯片采用TLP521。
本实用新型技术优势在于：采用上位机有存储染色信息和控制命令的存储器，易于染色过程远程控制；CPLD协处理器模块协助ARM主控模块完成控制功能，满足了系统多I／O控制要求，增强了系统可靠性和功能扩展性；CPLD协处理器模块采用CPLD芯片内部编程，加上光电隔离模块提高系统抗干扰能力。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
结合附图，对实用新型较佳实例做进一步详细说明。
参考图1，一种基于ARM和CPLD间歇式染色机控制系统，包括上位机、ARM主控模块、人机界面、模拟量输入输出模块、CPLD协处理器模块、32路数字量输入模块、输出控制模块；所述上位机有网络接口和存储染色信息和控制命令的存储器。
ARM主控模块带有网络接口、AD／DA接口、LCD接口、GPIO扩展接口，核心芯片采用32位处理器S3C214X，它是SAMSUNG(三星)公司一款基于ARM920T SOC芯片，满足了染色机染色工序和实时控制要求，ARM主控模块通过网络接口与上位机通讯连接，接收上位机发送的控制命令；ARM与模拟量输入输出模块通过AD／DA接口连接通讯，执行接收和发送控制命令；ARM主控模块与人机显示屏通过LCD接口通讯连接，传送显示信号；ARM主控模块与CPLD协处理器模块通过GPIO扩展接口中13根信号线连接，包括4条地址线、8条数据线、1位片选信号，采用模拟总线方式通讯，实现控制指令的发送和染色进程中传感器信号的接收；
CPLD协处理器模块包括CPLD芯片、时钟模块、电源模块、JTAG模块、光电隔离模块，CPLD芯片分别与其他四者连接，设计集成于一块开发板，作为ARM主控模块的扩展板，CPLD芯片采用EPM7128AELC84-10，它是MAX7000AE系列芯片，采用CMOS E2PROM工艺，传输延迟仅为5ns；其内部具有丰富的资源：128个触发器、2500个用户可编程门，而且具有68个用户可编程的IO口，为系统定义输入、输出和双向口提供了极大的方便，EPM7128同时还提供了JTAG接口，可进行ISP编程；内部电路为根据染色工艺流程编写的时序电路，编写完成后进行烧写；时钟模块采用频率为1MHZ的四脚有源晶振；电源模块采用了电源转换芯片LM1117-33将DC5V转化为3.3V，对CPLD芯片进行供电；光电隔离模块采用P521芯片为核心的光电隔离电路对输入输出引脚进行隔离；EPM7128AELC84-10提供了JTAG接口信号TDI、TDO、TMS、TCK，JTAG接口电路用来与CPLD下载线连接，用于对CPLD进行编程。CPLD协处理器模块协助ARM主控模块完成控制功能，满足了系统多I／O控制要求，增强了系统可靠性和功能扩展性
模拟量输入输出模块包括模拟输入量5路和模拟输出量2路；人机界面采用液晶显示器，可供人们直观了解染色状况；32路数字量输入模块为数字信号输入电路设计，40路电磁阀驱动模块和8路控制阀驱动模块为以电磁铁为控制元件的电磁铁驱动电路设计，变频器驱动模块采用电机驱动器；32路数字量输入模块、40路电磁阀驱动模块和8路控制阀、变频器驱动模块与染色机控制柜上相应控制信号连接；
工作时，首先上位机生成控制命令，等待ARM主控模块建立网络连接，当ARM主控模块提出连接请求，建立网络连接，发送控制命令；ARM主控模块首先与上位机建立网络连接，请求控制命令，当有控制命令下传时，接收控制命令，没有控制命令时，读取模拟量输入模块和32路数字量输入模块信号，执行相关操作，当上位机有控制命令时，执行上位机控制命令。ARM主控模块执行染色流程，首先判断属于染色过程中入水、入布、加燃料、温控、水洗、出布、排水中那一环节，然后分别执行对应子程序。在子程序中，对于模拟量输入输出和显示命令，直接发送给模拟量输入输出模块和LCD模块，其他命令则发送给CPLD协处理器模块，CPLD协处理器模块通过内部电路进行时序控制，发送给模拟量输出模块、40路电磁阀驱动模块和8路控制阀、变频器驱动模块，与此同时，协处理器读取模拟量输入模块和32路数字量输入模块信号，如果有信号则保存在寄存器里供ARM主控模块读取，ARM主控模块定期访问寄存器，当读取到这些信号后，做出判断，执行控制命令，如果染色正常则继续判断属于染色过程中哪一环节，这样就形成了一个循环，完成染色任务。
当然，上述说明并非是对实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于ARM和CPLD间歇式染色机控制系统，其特征在于：包括上位机、ARM主控模块、人机界面、模拟量输入输出模块、CPLD协处理器模块、32路数字量输入模块、输出控制模块；所述上位机有网络接口和存储染色信息和控制命令的存储器；所述ARM主控模块设有网络接口、AD／DA接口、LCD接口、GPIO扩展接口，ARM主控模块与上位机通过网络接口通讯连接；所述CPLD协处理器模块包括CPLD芯片、时钟模块、电源模块、JTAG模块、光电隔离模块，所述CPLD芯片分别与其他四者连接；所述输出模块包括40路电磁阀驱动模块和8路控制阀、变频器驱动模块；
所述ARM主控模块与上位机、人机界面、模拟量输入输出模块、CPLD协处理器模块连接，所述CPLD协处理器模块与ARM主控模块、输出控制模块、32路数字量输入模块连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于ARM和CPLD间歇式染色机控制系统，其特征在于：所述ARM主控模块核心处理器采用32位处理器S3C2410X。
3.根据权利要求1所述的一种基于ARM和CPLD间歇式染色机控制系统，其特征在于：所述CPLD芯片采用EPM7128AELC84-10。
4.根据权利要求1所述的一种基于ARM和CPLD间歇式染色机控制系统，其特征在于：所述CPLD协处理器模块与ARM主控模块通过GPIO扩展接口连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于ARM和CPLD间歇式染色机控制系统，其特征在于：所述模拟量输入输出模块与ARM主控模块通过AD／DA接口连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于ARM和CPLD间歇式染色机控制系统，其特征在于：所述人机界面与ARM主控模块通过LCD接口连接。
7.根据权利要求1所述的一种基于ARM和CPLD间歇式染色机控制系统，其特征在于：所述光电隔离模块核心芯片采用TLP521。
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