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信息内容
一种基于总线的智能型执行器系统设计
发布者:admin 发布时间:2015-04-14 16:58:21 阅读:341

作者:谭宁摘要:在自动控制系统中,执行器同控制器或控制系统相连,共同实现对工业过程的控制。现场总线是过程控制技术、仪表工业技术和计算机网络技术三大技术领域相结合的产物。WorldFIP现场总线既是实时的,可预测的,又是面向未来的、能够和Internet连接的现场总线。本文对开发基于WorldFIP现场总线技术的智能电动执行器的软硬件进行了探讨,包括:MCU控制板卡,通信板卡和驱动板卡,以及相关软件程序的设计与开发。1引言现场总线是从20世纪80年代中期发展起来的。随着工业自动化与微处理器计算机网络的不断发展,要求有一种能在工业现场环境运行的、性能可靠、造价低廉的通信系统以形成工厂底层网络,完成现场自动化设备之间的多点数字通信,实现底层现场设备之间以及生产现场与外界的信息交换。上世纪八、九十年代以来,逐步出现多种智能执行器,本文主要完成一种基于WorldFIP现场总线技术的智能电动执行器设计。2电动执行器硬件整体架构及框图图1WorldFIP现场总线智能执行器控制器硬件框图整体硬件框图如图1。两条现场总线1,2互为热备份,连到通信板卡,通信板卡将总线活动转换为MCU能够理解的信息,完成总线变量、消息、事件的传递,它是WorldFIP现场总线通信协议的具体实现,它的设计也是本设计中的重点和难点。MCU是本仪表的处理核心,所有的程序、数据、算法、功能块和通信库都存储其中,用户程序使用它内置的通信库来完成与总线的数据交换,并按照总线指令驱动执行器输出,把执行器角位置经过A/D转换后送入总线,对执行器角位置的命令值和当前反馈值通过LCD进行实时显示。电源转换、电机的驱动与隔离以及角位置反馈都集成在驱动板卡上。3硬件电路详细设计3.1MCU板卡与LCD设计MCU作为整个控制器的处理核心,任务包括:通过通信板卡与WorldFIP现场总线进行通信,程序运行、数据存储与运算,信号处理,LCD显示和执行器驱动信号输出等。基于以上,我们选用了Motorola的68HC12系列的16位单片机68HC912BC32作为本设计的MCU,它与68HC11向上兼容;内部具有32K的FLASH、768字节的EEPROM和1K的RAM,能够满足程序的存储、堆栈使用、数据存储和未来的扩容需求而无须另外扩充存储器;总线速度快,8M,4M,2M主频可选,一个时钟周期就可以完成对齐/非对齐字的读写,系统总线上干扰较少;I/O口数量充足;内置有8路10位A/D转换器;内置4路8位或2路16位PWM通道;内置SCI,SPI和看门狗;具有模糊逻辑指令;还有WAIT,STOP两种省电模式可选。LCD显示器选用了南京国显公司的HD44780点阵字符型液晶显示模块。该模块技术成熟,与MCU接口简单,减少了开发周期。68HC12与LCD的接口如图2所示。图268HC12与LCD的接口图本新闻共3页,当前在第1
 
 

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