能够受计算机远程控制的落锤冲击试验机控制器制造技术

一种能够受计算机远程控制的落锤冲击试验机控制器，其特征在于：以单片机为核心，采用通讯接口通讯，包括倍频电路、计数器、输入输出电路、数据存储器、程序存储器、显示器及键盘，其中：输入电路中的差分接收电路输入信号为编码器，输出送至由可编程逻辑门电路构成的倍频电路进行四倍频，再将形成的两路表示落锤吸衔电磁铁的当前所处的位置和运动方向的脉冲信号送到计数器，所述计数器的数据通过缓冲器被单片机读取，经单片机运算得出落锤吸衔电磁铁的当前的位置信号，单片机分别与地址锁存器、地址译码器与程序存储器、数据存储器通讯，并通过复位端与上电复位电路相连；２２０Ｖ交流开关状态信号由整流桥经输入电路中的光电隔离器送入单片机，单片机通过键盘或通讯接口接收指令，并将处理结果通过输出到显示电路和输出电路。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及塑料管材抗冲击性能测试设备的控制装置，具体地说是一种能够受计算机远程控制的落锤冲击试验机控制器。它用于控制落锤冲击试验机的抓锤、定位、冲击、防反弹等一系列试验步骤之中。
技术介绍
落锤冲击试验机是测试塑料管材抗冲击性能的机械设备，整个落锤冲击试验机的运动机构通常由变频器驱动的卷扬机、落锤吸衔电磁铁、阻挡卡板电磁铁、位置检测装置等构成，这些机构要由一台控制器监控。目前，控制落锤冲击试验机使用的控制仪器大多是独立运行的，不能由上位计算机进行远程控制，不能满足用户实现试验设备联网监控的需要。
技术实现思路
为了弥补现有落锤冲击试验机缺乏远程控制功能的不足，本技术的目的是提供一种基于单片机的控制器，具有RS232通讯接口，上位计算机通过该接口能够监视落锤吸衔电磁铁的当前所处的位置，设定定位位置，发送控制指令完成抓锤、寻零、到位、松锤等动作。本技术既可独立工作，也可与上位计算机联网工作，并能够自动控制运动机构完成抓锤、寻零、定位、冲击、阻止二次冲击等动作。本技术采用的技术方案是以单片机为核心，采用通讯接口通讯，包括倍频电路、计数器、输入输出电路、数据存储器、程序存储器、显示器及键盘，其中输入电路中的差分接收电路输入信号为编码器，输出送至由可编程逻辑门电路构成的倍频电路进行四倍频，再将形成的两路表示落锤吸衔电磁铁的当前所处的位置和运动方向的脉冲信号送到计数器，所述计数器的数据通过缓冲器被单片机读取，经单片机运算得出落锤吸衔电磁铁的当前的位置信号，单片机分别与地址锁存器、地址译码器与程序存储器、数据存储器通讯，并通过复位端与上电复位电路相连；220V交流开关状态信号由整流桥经输入电路中的光电隔离器送入单片机，单片机通过键盘或通讯接口接收指令，并将处理结果通过输出到显示电路和输出电路；所述输出电路中继电器的常开触点为开关量的输出信号，通过变频器接至交流电机，或直接与电磁铁相连；显示电路由安装在面板上的数码显示器及发光二极管构成，数码显示器一方面由与单片机相连接的显示器/键盘控制器、通过显示字段驱动电路驱动，另一方面由与单片机相连接的显示器/键盘控制器经反相缓冲驱动器、阵列显示驱动器驱动；所述发光二极管输入端经开关量输出锁存器接收单片机的信号(用于显示寻零、定位、冲击状态)；所述计数器由第一～二可逆计数器构成；所述单片机设有石英振荡器，经第一～二分频器接至数码显示器。本技术的优点是1.具有通讯接口，便于远程监控。2.采用高分辨率的检测装置，并与变频器配合控制，定位精度高。3.具有“就地”、“远程”工作方式，两种工作方式间的无扰切换。4.功能全，能够自动完成落锤冲击试验所需要的各种动作。5.在硬件上采用隔离技术，控制器由单片机及其外围电路组成，全部采用CMOS器件，功耗低、可靠性高。6.操作方便，能显示实际位置值、设定位置值以及零点和冲击限位状态，所有操作均通过单键或单条命令完成。7.本技术的输入信号均采用光电耦合器隔离，控制变频器的输出采用继电器隔离，控制电磁铁的输出采用无触点交流继电器隔离，提高了抗干扰能力。附图说明图1是本技术的电路结构图。图2是本技术一个实施实例的面板布局图。图3是本技术单片机为核心部分的电路原理图。图4是本技术以显示器/键盘控制器为核心部分的电路原理图。以下结合附图和实施实例对本技术作进一步说明。具体实施方式如图1～4所示，本技术以单片机U7为核心，采用通讯接口RS232/TTL电平转换器U4通讯(与上位机相连)，外供稳压电源，包括倍频电路、计数器、输入输出电路、数据存储器、程序存储器、显示器及键盘，其中脉冲编码器发来的两路相位相差90度的方波信号通过由输入电路中的差分接收电路U3A、U3B输入给由可编程逻辑门电路U14构成的倍频电路进行四倍频，再将形成的两路表示落锤吸衔电磁铁的当前所处的位置和运动方向的脉冲信号送到由第一～二可逆计数器U16、U17，所述第一～二可逆计数器U16、U17的数据通过第一～二缓冲器U19被单片机U7读取，经单片机U7运算得出落锤吸衔电磁铁的当前的位置信号，单片机U7通过地址锁存器U8、二级地址译码器(由一级地址译码器U9和二级地址译码器U11A、U11B、U11C构成)选址，访问程序存储器U10、数据存储器U12中的数据，并通过复位端与上电复位电路U13(采用NE555)相连；外部的220V交流开关状态信号(零位，限位)由整流桥经输入电路中的第二～四光电隔离器Q2～Q4送入单片机U7，单片机U7通过键盘(经第一转接件X1)或通讯接口(经第二转接件X2)接收指令，并将处理结果输出到显示电路和输出电路；所述输出电路中继电器的常开触点为开关量的输出信号，通过变频器接至交流电机，或直接与电磁铁相连；所述显示电路由安装在面板上的第九～十六数码显示器LED9～LED16及第一～三发光二极管LED1～LED3构成，第九～十六数码显示器一方面由与单片机U7相连接的显示器/键盘控制器U2、通过由第一～八三极管T1～T8构成的显示字段驱动电路驱动，另一方面由与单片机U7相连接的显示器/键盘控制器U2经反相缓冲器U20、阵列显示驱动器U21驱动；所述第一～三发光二极管LED1～LED3输入端经开关量输出锁存器U5接收单片机U7的信号，用于显示寻零、定位、冲击状态；所述计数器由第一～二可逆计数器U16、U17构成；所述单片机U7设有石英振荡器，经第一～二分频器U6A～U6接至显示器/键盘控制器U2。U15为拨码开关的输入缓冲器。本技术原理如下采用单片机U7作为主控制单元，通过接口芯片将RS232电平信号变成TTL电平信号，接收上位计算机通过串行接口发下来的查询命令和控制命令，单片机U7对该命令进行分析判断，确认正确无误后，进行相应的操作，并将结果形成应答数据发送给上位计算机。脉冲编码器发来的两路相位相差90度的方波信号通过差分接收电路U3A、U3B输入由可编程逻辑门电路U14构成的倍频电路进行四倍频，形成两路表示落锤吸衔电磁铁的当前所处的位置和运动方向的脉冲信号，送到由两片四位异步可逆计数器U16、U17级联构成的8位可逆计数器U16、U17，该可逆计数器U16、U17的数据通过缓冲器U19被单片机U7读取，并在单片机U7内进行累加、乘系数等运算，计算出落锤吸衔电磁铁的当前的位置；外部的220Vac开关状态信号(零位，限位)经第一～三光电隔离器LED1～LED3送入单片机U7。单片机U7一方面实时采集上述信息，另一方面通过键盘或通讯接口接收指令，根据需要进行处理，并将处理结果输出到数码显示器和(位置数据)输出电路(控制数据)。开关量的输出信号为继电器的常开触点；采用变频器控制交流电机的转速，从而控制落锤的升降速度。具体操作步骤和功能如下1.通过预置高度显示窗下的“△”、“”键或上位机发送的指令，可设定落锤的预置高度给定值；2.键盘区的 “△”、“”和“停止”键控制落锤的快升、快降、慢升、慢降、停止等操作；3.“清零”键用于将当前实际高度设为零；4.本技术在受命进行“寻零”操作时，完成如下动作吸衔电磁铁下降，检测到限位信号后，停止，减速上升，检测到限位信号消失后，将当前位置设为某一定值，停止；5.本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩卫光，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳计算技术研究所，
类型：实用新型
国别省市：