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单板微机在冰保车抛丸除锈中的应用

作者:亚美体育 发布时间:2015-06-11点击:
   目前,某些承修冰保车的车辆段对冰保车底架除锈是采用电动式抛丸除锈机进行除锈,其工作效率和除锈质量较其他除锈方式都有很大提高,而且,减轻了工人的劳动强度。但是,由于除锈工作是在密闭间中进行,操作人员不易直接监视车辆的走行情况以及设备的工作状态。另外,控制方法又多是手动单控,所以,在电气设备比较多,必须严格执行操作顺序的情况下,操纵这些设备是比较麻烦的,如果操作不当,很容易造成机械故障。如亚美体育被砂粒卡死,车辆牵引过限,或是由于亚美体育未能适时开启,成除锈质量差等问题。
   我们在冰保车抛丸除锈过程中采用了TP一801型单板微机,实现了自动控制。启动后,不必用人控制,即可完成预先设定的工作程序和除锈次数。其中,包括亚美体育启动、给砂管电磁铁吸合、通风除尘、牵引机反正转、提丸以及事故监测、事故报警等30多个执行动作的操作。而且,如果需要变更工作程序,修改起来也十分方便。

一、设计要求:
系统示意图见图1。
   在密闭间中,每侧按一定角度相隔4m
图1系统示意图
各装有3个亚美体育(电机功率IOkW),通过给砂管与上部砂仓相连。在每个给砂管上都装有一个电磁铁开关以控制给砂。车辆在除锈时是往复进行的,系采用线速2m/min牵引机来完成这一工作。抛丸器抛出的钢砂经隔网漏入下部砂仓以后,再通过两台75kw高压风机将其吸回上部砂仓以循环使用,这一过程就是所谓提丸。另外,还要求在除锈过程中适时启动一台4OkW低压风机,以消除锈尘。以_L就是要涉及到的控制对象。那么,如何按一定次序适时开启和关闭这些设备,以达到自动控制的目的呢?下面先介绍一下生产流程。微机控制的生产流程图见图2。
图2微机控制的生产流程图
   首先将车辆牵引至启动位置,然后,再根据预检情况设置除锈次数。这些,是除锈前的准备工作。启动后,牵引机正转,即为图1所示车辆向右运行,当车辆首部到达I号位置时,相对应的两个I号亚美体育通电启动,延时205之后,控制I号亚美体育的给砂管电磁铁吸合漏砂,同时还要打开低压风机进行除尘。当车辆到达亚号位时,相对应的两个亚号亚美体育开启,同样延时2此之后,两个电磁铁开关打开给砂,依此类推。也就是说,为了避免亚美体育在启动时漏下的钢砂把抛头卡死,必须要在亚美体育完全启动起来之后,才能把电磁铁开关打开给砂。当车辆尾部走过I号或l号亚美体育之后,为了节省上部砂仓钢砂,防止打坏密闭间墙面,相应的给砂管就要关闭。另外,为了减少启动,防止挤砂,这时亚美体育就不必再关闭了。
   当车辆返回时,即牵引机反转后约1胜左右,要对执行电器的状态性能进行测试,以确保牵引机可靠反转。这里主要是对交流接触器进行测试(一般牵引机未按指定的命令返回,大都是由于交流接触器触头烧结,落入异物,本身发生机械性故障而不能可靠释放所引起的),经微机侧试判断,是事故状态时就要立即停车报警,程序转入提丸之后结束。如若不是事故状态,系统仍按原程序往下执行。当除锈工作完成一个来回,即这时车辆返回到启动位置时,微机要判断一下是否已完成预置的除锈次数,己经完成时关掉40kw低压风机,并开启两台75kw高压风机进行提丸。最后,返回准备程序待命。如若还未完成预置次数,牵引机又进行正向牵引,这时,还要测试一下事故状态,不是事故状态时,仍按第一次进行的操作程序,重复第二个循环的除锈工作。

二、微机控制系统:
   在设计出生产流程应用程序之前,要设计和安排好微机的硬件接口电路,_以及设计好附加线路和考虑抗干扰措施等问题。微机控制系统框图见图3。
图3微机控制系统

图3微机控制系统
1.TP一801单板微机作为拉制中心:
   TP一801单板微机的主要部件是:ZSOCPU、4KRAM、ZKROM、ZKEPROM(供写入应用程序)、CTC计时器/定时器、1/0并行接口P10芯片等。在实际应用中,我们设定P10的A口为位控方式,B口为输出方式。A口中PA7一PA、作为输入端,通过附加电路采集事故状态,除锈预置次数和启动等信号。pA3一pA。及B口PB7一pB。作为输出端,经过驱动器、继电器和中间继电器带动执行机构动作。本系统的全部应用程序,都固化在ZKEPROM中,起始地址从8开始,开机后计算机便在做完监控程序的初始化工作之后,自动转入用户程序。RAM作为运行中存放各种数据之用,CTC起到指挥整个控制过程的定时作用。另外,单板机上的六个LED显示器,左边四个用来显示运行中的参考时间,、右边两个显示预置除锈次数及其递减变化规律,每完成一次除锈过程,预置次数自动减1,并通过该显示器指示出来.

2.输入和输出接口:
   外设与计算机的1/0接口是使用了一片IPO并行接口片子。输入信号是通过本机+SV电源经10K电阻加到卫lq的一个输入端上去的。如图4所示。在未按下按钮时,输入端接地,相当输入一个`。”电平信号。’当按下按钮时,通过loK电胆加到输入端的就柑当是一个“1”电平信号。:.计算机在执行过程中,按程序设置巡回采集这个输入端的信息,以确定下步程序执行的去向。
图4输入接口电路
图4输入接口电路
  由于Pl0作为输出时,只能驱动一个标准TTL负载,所以在其输出端还必须有驱动放大器来带动继电器工作,厂如图5所示。·

3.车辆平面位;置显示器:
   这部分和微机控制系统没有多大关系,主要是为了精确地显示出车辆走行的实际位置,给操纵人员以直观明确感觉。在操纵台上装设有发光二极管显示器,可显示车辆、轨道以及车辆的走行情况。这部分主要由:显示器、可逆计数器、译码器和时钟脉冲发生器等组成,见方框图6.
图5驱动器电路 图6车辆平面位置显示器
图5驱动器电路 图6车辆平面位置显示器

三、软件介绍:
   硬件电路设计完之后,关键就是软件部分的设计了,从前面所讲的设计要求来看,程序的主体就是按一定的时间顺序发出控制命令。.然后,根据这些命令完成一系列操作功能。当然,整个程序除主程序之外,还包括准备程序、预置次数显示子程序、参考计时显示程序和一些延时子程序等。其中把计时显示程序作为中断服务程序,CTC每1/1。。s向CPU发一次中断请求,CPU响应中断请求后,就转入该服务程序去执行。
   准备程序主要是对P10和CTC进行初始化工作,其次是采集PA4、PAS两个输入端的信息(预置次数和启动信号),图了是准备程序框图。当PA`=0即不按下预置次数键时,显示器显示02字符,如这时按下启动键即PA。=1时,计算机做除锈两次处理。如果在按下预置键又同时按下启动键,使PA4、PA5都输入“1”时,显示器显示04字符,计算机做除锈四次处理。
图7准备程序框图
图7准备程序框图
   在主程序中,要根据实际要求适时发出控制信号,以顺序开启和关闭各种设备。所以,必须设置不同的延时时间。在这里,我们采用的是软件延时,利用了可供用户调用的监控程序中的20ms子程序D20Ms,为了扩大延时范围,采用了双重循环程序。在调
图8延时子程序框图
图8延时子程序框图
用该子程序之前,对E寄存器赋于不同的时间常数,即可得到不同的延时时间。时间常数FFH送寄存器B,延时5.25。延时子程序框图见图8。
   所有程序是用汇编语言编写,调试好后,即可写入ZKEPROM存贮器中。

四、抗千扰措施:
   由于本系统中计算机所控制的对象大都是容量较大的用电设备。启动频繁,大电流的接通和切断,均能形成尖峰脉冲干扰,通过电源线串入计算机中。另外,电焊机在使用时产生的电磁场辐射也可感应到计算机中去,造成微机无法正常工作。我们在设计时,已考虑到各种可能出现的干扰情况,主要采取了以下措施。
(1)在计算机稳压电源之前,加装了交流电磁稳庄器,以及隔离变压器,切断了由电源线串入计算机的干扰信号。
(2)在设计软件时,为了躲开电气设备启停可能产生的干扰,在每执行一个输入或输出指令后都插入一个3s延时程序,使单板微机在这段时间内,转入内部的软件延时程序。
(3)整个单板微机用屏蔽罩加以屏蔽,并良好接地,使辐射源来的电磁干扰不能直接进入微机。
   通过以上三种软硬件结合的方法试验证明,抗干扰效果很好,从未发生过误操作。

五、结语:
   TP一8DI型单板微机,具有价格低廉、便于编程、使用可靠、维修方便等优点。作为我们车辆部门进行系统或单机自动化控制是具有广阔前景的。

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