挤出机单片机控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种挤出机单片机控制系统，该系统包括电源模块，单片机模块，热电偶测温模块，加热控制模块，冷却控制模块，数字量输入模块，数字量输出模块，模拟量输入模块，摸拟量输出模块，通信模块，人机界面，热电阻测量模块，SD卡模块及调试端口。当前市面上挤出机控制系统分为两类，其一是以继电器、温控表等分散元器件为代表构成的传统控制系统，另一类是为PLC控制系统，前者分散元器件多，线路复杂，可靠性差，自我防护能力差，无通信、交换、存储数据的能力；后者成本高，挤出机厂家还需开发控制程序，制造周期长。新型挤出机单片机控制系统有效解决了上述问题，具有集成度高，可靠性高，成本低，自动化程度高，且具备完善的通信功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种挤出机控制系统，特别是涉及一种单片机为核心的挤出机控制系统。
技术介绍
随着塑料行业的快速发展，挤出机作为塑料加工的核心设备，其运用日益广泛，同时挤出机的加工特性对塑料产品的性能、生产效率、制造成本等方面均有重要影响。挤出机包括单螺杆挤出机、双螺杆挤出机、多螺杆挤出机。控制系统作为挤出机的大脑，其升级换代对提高挤出机自身的性能、智能化及信息化水平有着至关重要的作用。当前市面上中低端挤出机采用继电器、温控表等分散元器件进行控制，元器件多，线路复杂，布线工作量大、时间长，系统故障率高，且故障点排查难度大，设备自身的保护能力差，不利于实现自动化，无法与上下游设备或其它信息管理系统通信交换数据。当前市面上的高端挤出机采用PLC进行控制，线路简化，可靠性有保障，但成本高，且需挤出机厂家自行开发控制程序。
技术实现思路
本专利技术提供一种新型挤出机控制系统，以单片机为核心，集成电源模块，单片机复位及晶振电路，热电偶测温模块，加热控制模块，冷却控制模块，数字量输入模块，数字量输出模块，模拟量输入模块，摸拟量输出模块，通信模块，调试端口，热电阻测量模块，SD卡模块，通过触摸屏实现人机交互。新型挤出机控制系统，可有效解决当前市面上以继电器、温控表为核心的分散元器件控制系统存在的诸多不足，以及PLC为代表的控制系统的高成本冋题。本专利技术是这样实现的:一种挤出机单片机控制系统，包括电源模块，单片机模块，热电偶测温模块，加热控制模块，冷却控制模块，数字量输入模块，数字量输出模块，模拟量输入模块，摸拟量输出模块，通信模块，人机界面，其特征在于:还包括单片机模块与电源模块、热电偶测温模块、加热控制模块、冷却控制模块、数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、通信模块连接；所述电源模块与热电偶测温模块、加热控制模块、冷却控制模块、数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、通信模块连接；所述电源模块、人机界面与外部直流电源连接。在本专利技术的技术方案中:电源模块与外部12V直流电源连接，经过电源芯片稳压滤波后，分别输出5V、3.3V、2.5V直流电压，为其它模块提供直流电源。在本专利技术的技术方案中:单片机模块包括单片机、与单片机连接的晶振电路、与单片机连接的复位电路；单片机需具有Flash、RAM、定时器、看门狗、RTC、ADC、DAC、GP1、SP1、I2C、USART, CAN、SD1 资源。在本专利技术的技术方案中:热电偶测温模块包括多个热电偶测量回路，每个热电偶测量回路包括与单片机SPI管脚连接的热电偶测量芯片MAX31855，与热电偶测量芯片连接的热电偶，不同的热电偶与不同热电偶测量回路连接，热电偶安装在挤出机螺筒上，从而实现单片机对挤出机不同温区温度的测量。在本专利技术的技术方案中:加热控制模块包括多个加热控制回路，每个加热控制回路包括与单片机1管脚连接的上拉电阻，与上拉电阻连接的反相器，与反相器连接的光耦达林顿管，与光耦达林顿管连接固态继电器，与固态继电器连接的加热块，不同的加热块与不同回路的加热控制回路连接，加热块安装在挤出机螺筒上，从而实现单片机对挤出机不同温区加热控制。在本专利技术的技术方案中:冷却控制模块包括多个冷却控制回路，每个冷却控制回路包括与单片机1管脚连接的上拉电阻，与上拉电阻连接的反相器，与反相器连接的光耦双向可控硅，与光耦双向可控硅连接的电磁阀，电磁阀安装在挤出机冷却水管道上，不同的电磁阀分别与不同的冷却控制回路连接，冷却水管与挤出机螺筒连接，从而实现单片机对挤出机不同温区的冷却控制。在本专利技术的技术方案中:数字量输入模块包括多个数字量输入回路，每个数字量输入回路包括一个部件故障报警触点，与故障报警触点连接的滤波电容，与滤波电容连接的限流电阻，与限流电阻连接的光耦晶体管，与光耦晶体管连接的上拉电阻，上拉电阻连接到单片机1管脚；部件故障报警触点包括主机故障报警触点，主喂料机故障报警触点，侧喂料机故障报警触点，马达冷却风机故障报警触点，齿轮箱冷却油泵故障报警触点，螺筒冷却水泵故障报警触点，真空泵故障报警触点，分别与不同的数字量输入回路连接，用于单片机检测是否有设备出现故障。在本专利技术的技术方案中:数字量输出模块包括多个数字量输出回路，每个回路包括与单片机1管脚连接的上拉电阻，与上拉电阻连接的反相器，与反相器连接的光耦达林顿管，与光耦达林顿管连接的中间继电器，与中间继电器连接的控制触点；控制触点包括主机驱动器启停触点，主喂料机变频器启停触点，侧喂料机变频器启停触点，马达冷却风机接触器线圈通断触点，齿轮箱冷却油泵接触器线圈通断触点，螺筒冷却水泵接触器线圈通断触点，真空泵接触器线圈通断触点，光电报警灯通断触点，分别与不同的数字量输出回路连接，从而实现单片机对不同部件及报警输出信号的控制。在本专利技术的技术方案中:模拟量输入模块包括多个模拟量输入回路，每个模拟量输入回路包括一个部件模拟量输出反馈端子，与模拟量输出反馈端子连接的LC滤波网络，与LC滤波网络连接的运算放大器，与运算放大器连接的电阻分压网络，电阻分压网络连接到单片机ADC管脚；部件模拟量输出反馈端子包括主机转速模拟量反馈，主机电流模拟量反馈，主喂料机转速反馈，侧喂料机转速反馈，恪体温度模拟量反馈，恪体压力模拟量反馈，不同的部件模拟量输出反馈端子分别与不同的模拟量输入回路连接，从而实现单片机对不同部件运行参数的测量。在本专利技术的技术方案中:模拟量输出模块包括多个模拟量输出回路，每个模拟量输出回路包括与单片机DAC管脚连接的RC滤波网络，与RC滤波网络连接的运算放大器，与运算放大器连接的滤波电容，与滤波电容连接的部件模拟量给定控制端子；部件模拟量给定控制端子包括主机转速模拟量给定端子，主喂料转速模拟量给定端子，侧喂料转速模拟量给定端子，不同的部件模拟量给定端子分别与不同的模拟量输出回路连接，从而实现单片机对不同部件运行参数的给定。在本专利技术的技术方案中:通信模块包括多个通信端口及收发器，分别为USART串口，CAN端口，USB端口，以太网端口 ；各通信端口分别与单片机对应管脚连接，实现单片机对各通信端口的控制。在本专利技术的技术方案中:人机界面为具备与单片机通信功能的触摸屏，或液晶屏与键盘结合的组件，用于人机交换。在本专利技术的技术方案中:还包括与单片机连接的JTAG端口，用于程序的调试。在本专利技术的技术方案中:还包括与单片机连接的热电阻测量模块，热电阻测量模块包括多个热电阻测量回路，每个热电阻测量回路包括与单片机SPI管脚连接的热电阻测量芯片MAX31865，与热电偶测量芯片连接的热电阻，不同的热电阻与不同的热电阻测量回路连接，热电阻可安装在主机主马达绕组上，用于单片机对主马达绕组温度的测量，也可安装在齿轮箱箱体上，用于单片机对齿轮箱油温的测量。在本专利技术的技术方案中:还包括与单片机连接的SD卡模块，SD卡模块包括与单片机SD1管脚连接的上拉电阻，与上拉电阻连接的SD卡座；单片机可以通过SD卡模块将运行过程数据保存到SD卡中。本专利技术的有益效果在于:新型单片机控制系统相对于传统继电器、温控表为核心的当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种挤出机单片机控制系统，包括电源模块，单片机模块，热电偶测温模块，加热控制模块，冷却控制模块，数字量输入模块，数字量输出模块，模拟量输入模块，摸拟量输出模块，通信模块，人机界面，其特征在于：还包括单片机模块与电源模块、热电偶测温模块、加热控制模块、冷却控制模块、数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、通信模块连接；所述电源模块与热电偶测温模块、加热控制模块、冷却控制模块、数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、通信模块连接；所述电源模块、人机界面与外部直流电源连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李华侨，
申请(专利权)人：李华侨，
类型：发明
国别省市：广东;44