內(nèi)容摘要:在紡織機(jī)械設(shè)備中，由于壓榨棉花會(huì)產(chǎn)生火花或火星，導(dǎo)致紡織產(chǎn)品的不合格；還有就是棉花里帶有鐵絲或含有鐵量的合金，會(huì)把紡織機(jī)械設(shè)備的針織設(shè)備損壞。基于此原因，開(kāi)發(fā)紡織檢測(cè)設(shè)備，檢測(cè)火花、火星和含有鐵量的合金，檢測(cè)到的話，產(chǎn)生聲光報(bào)警。產(chǎn)品有傳感器、單片機(jī)、PLC、文本顯示器來(lái)完成設(shè)備的檢測(cè)，傳輸信號(hào)，顯示，執(zhí)行動(dòng)作。實(shí)踐證明，該設(shè)備由于檢測(cè)火花、火星、含有鐵量的合金，都能檢測(cè)到，并產(chǎn)生聲光報(bào)警；并能顯示出數(shù)據(jù)的大小，以及含鐵量的多少，以及是探到火花，還是含有鐵量的合金，都能顯示出來(lái)。 關(guān)鍵詞：可編程控制器　單片機(jī)　傳感器　文本顯示器 紡織檢測(cè)設(shè)備有傳感檢測(cè)部分，信號(hào)放大部分，信號(hào)傳輸部分，程序執(zhí)行部分以及文本顯示部分。傳感檢測(cè)部分有光敏傳感器和含鐵合金傳感器組成，光敏傳感器檢測(cè)明火暗火，檢測(cè)到信號(hào)之后，傳給PLC,PLC執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作，聲光報(bào)警，再通過(guò)電磁閥把感應(yīng)到的棉花抽到廢料箱中；含鐵合金傳感器檢測(cè)含鐵合金，檢測(cè)到有鐵合金后，傳輸出模擬信號(hào)，模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)放大器把模擬信號(hào)放大，再傳給模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)給單片機(jī)，再通過(guò)單片機(jī)編程把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，通過(guò)232串口傳輸給MAX232，MAX232再把數(shù)字信號(hào)傳輸給PLC,PLC再根據(jù)數(shù)字信號(hào)做出相應(yīng)的動(dòng)作，聲光報(bào)警，再通過(guò)電磁閥把感應(yīng)到的棉花抽到廢料箱中。 一、傳感檢測(cè)部分 傳感檢測(cè)部分分為光敏傳感器和含鐵合金傳感器。光敏傳感器檢測(cè)明火和暗火，只要有光就可以檢測(cè)出來(lái)；含鐵合金傳感器檢測(cè)鐵絲，螺釘，含有鐵合金的硬物體。 （一）、光敏傳感器檢測(cè)明火和暗火的過(guò)程 光敏傳感器檢測(cè)是有光敏元件444,它的耐壓是12V。根據(jù)要求要檢測(cè)明火和暗火，光敏元件檢測(cè)到光，傳感器有兩個(gè)同樣的傳感設(shè)備，要求角度對(duì)準(zhǔn)，如果達(dá)不到要求，檢測(cè)不到光源，角度要成120度，才能呈現(xiàn)良好的檢測(cè)明火和暗火的能力，檢測(cè)到的信號(hào)只有很小的信號(hào)，有2～3V的電壓，根據(jù)艾默生PLC的輸入觸發(fā)電壓是18～24V,需要把檢測(cè)到的信號(hào)，把電平拉高到18～24V，拉高電平有幾種方法： 1、三極管開(kāi)關(guān)電路，檢測(cè)到的信號(hào)給基極加上，觸發(fā)導(dǎo)通，使2～3V轉(zhuǎn)換成18～24V，從而驅(qū)動(dòng)艾默生PLC，做出相應(yīng)的動(dòng)作。 2、光耦驅(qū)動(dòng)，根據(jù)傳感器傳出的2～3V電壓，觸發(fā)光耦的發(fā)光二極管，通過(guò)光觸發(fā)光敏三極管，由于光敏三極管的管壓加的是24V，所以可以達(dá)到艾默生PLC需要的觸發(fā)電壓，由于光耦有信號(hào)隔離的作用，可以把尖峰脈沖濾出掉，還有其它雜質(zhì)信號(hào)，只保留有用的觸發(fā)信號(hào)，所以該傳感器使用此光耦驅(qū)動(dòng)。 （二）、含鐵合金傳感器檢測(cè)鐵合金 含鐵合金傳感器是根據(jù)電感量的變化，檢測(cè)含有鐵合金的物質(zhì)。含鐵合金傳感器是有電感線圈分布不同的位置，根據(jù)鐵從該電感線圈中通過(guò)時(shí)，電感量有所變化，根據(jù)變化量的大小，可以知道是大鐵屑、中鐵屑、小鐵屑三種。原理就是楞次定律：根據(jù)鐵通過(guò)電感線圈，產(chǎn)生電感量的變化。 二、信號(hào)放大部分 信號(hào)放大部分主要是為含鐵合金傳感器設(shè)計(jì)的。因?yàn)楹F合金傳感器感應(yīng)到的電感量的變化很小，達(dá)不到電路設(shè)計(jì)要求，還有電路的靈敏度的調(diào)節(jié)，都是在信號(hào)放大電路里可以調(diào)節(jié)的。信號(hào)放大電路把含鐵合金傳感器檢測(cè)到的微弱信號(hào)，經(jīng)過(guò)差分放大電路放大，再經(jīng)過(guò)4066、3140、OP07AJ、LM358等芯片的處理之后，把微弱的信號(hào)放大。針對(duì)含鐵合金傳感器的靈敏度的問(wèn)題，在信號(hào)放大部分可以調(diào)節(jié)，通過(guò)改變差分放大電路的分布電阻來(lái)調(diào)節(jié)靈敏度。 三、信號(hào)傳輸部分 信號(hào)傳輸部分也是針對(duì)含鐵合金傳感器這一部分設(shè)計(jì)的，它是用51單片機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)模擬信號(hào)向數(shù)字信號(hào)的改變的。信號(hào)傳輸部分把含鐵合金傳感器傳過(guò)來(lái)的模擬信號(hào)先經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊0832，然后給51單片機(jī)，之后給通信模塊MAX232、MAX485，再傳給PLC，PLC執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。單片機(jī)里編有相應(yīng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換程序，然后在經(jīng)過(guò)通信電路，在通信的同時(shí)要了解Modbus協(xié)議。通信程序分為兩種。 (一)、模數(shù)轉(zhuǎn)換程序如下： ADCS BIT P3.5 ;使能接口 ADCLK BIT P3.4 ;時(shí)鐘接口 ADDO BIT P3.3 ;數(shù)據(jù)輸出接口 ADDI BIT P3.3 ;數(shù)據(jù)輸入接口 CH EQU 30H ;通道選擇寄存器 ADOUT_M EQU 31H ;數(shù)據(jù)輸出寄存器 ADCONV: MOV CH,#01H ;裝入通道選擇值 ;（00H：CH0+CH1-，01H：CH0-CH1+，02H：CH+，03H：CH-） SETB ADDI ;初始化通道選擇 NOP NOP CLR ADCS ;拉低/CS端 NOP NOP SETB ADCLK ;拉高CLK端 NOP NOP CLR ADCLK ;拉低CLK端,形成下降沿 MOV A,CH MOV C,ACC.1 ;確定取值通道選擇 MOV ADDI,C NOP NOP SETB ADCLK ;拉高CLK端 NOP NOP CLR ADCLK ;拉低CLK端,形成下降沿2 MOV A,CH MOV C,ACC.0 ;確定取值通道選擇 MOV ADDI,C NOP NOP SETB ADCLK ;拉高CLK端 NOP NOP CLR ADCLK ;拉低CLK端,形成下降沿3 SETB ADDI NOP NOP MOV R7,#8 ;準(zhǔn)備送下后8個(gè)時(shí)鐘脈沖 AD_11:MOV C,ADDO ;接收數(shù)據(jù) MOV ACC.0,C RL A ;左移一次 SETB ADCLK NOP NOP CLR ADCLK ;形成一次時(shí)鐘脈沖 NOP NOP DJNZ R7,AD_11 ;循環(huán)8次 MOV C,ADDO ;接收數(shù)據(jù) MOV ACC.0,C MOV ADOUT_M,A MOV R7,#8 AD_13:MOV C,ADDO ;接收數(shù)據(jù) MOV ACC.0,C RR A ;左移一次 SETB ADCLK NOP NOP CLR ADCLK ;形成一次時(shí)鐘脈沖 NOP NOP DJNZ R7,AD_13 ;循環(huán)8次 CJNE A,ADOUT_M,ADCONV ;數(shù)據(jù)校驗(yàn) SETB ADCS ;拉高/CS端 CLR ADCLK ;拉低CLK端 SETB ADDO ;拉高數(shù)據(jù)端,回到初始狀態(tài) RET （二）、通信程序如下： 　　　　MOV TMOD,#10H ；定時(shí)器1工作于方式1 MOV TH1,#0FFH ；定時(shí)器1計(jì)數(shù)初值 MOV TL1,#0FDH ；設(shè)置波特率9600bit/s SETB EA ；開(kāi)中斷 CLR ES　　　　　??；禁止串行中斷，送數(shù)據(jù)塊的長(zhǎng)度 STEB TR1　　　　　；啟動(dòng)定時(shí)器1 LCALL LOOP ；調(diào)用模數(shù)轉(zhuǎn)換程序 MOV SCON,#40H　　 ；串行口工作于方式0 MOV SBUF,A ；把模數(shù)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)送到SUBF,啟動(dòng)發(fā)送 JNB TI,$　　　　??；等待發(fā)送完 CLR TI　　　　　??；清零TI 四、程序執(zhí)行部分 程序執(zhí)行部分有艾默生PLC來(lái)控制，它把光敏傳感器和含鐵合金傳感器傳過(guò)來(lái)的信號(hào)，做出相應(yīng)的處理。光敏傳感器是通過(guò)輸入輸出點(diǎn)來(lái)控制繼電器；含鐵合金傳感器是通過(guò)通信1口，通過(guò)通信傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，控制繼電器。繼電器控制輸出。輸出有聲光報(bào)警和控制電磁閥。程序執(zhí)行的兩部分： （一）、光敏傳感器傳來(lái)信號(hào)的處理 光敏傳感器出來(lái)的是兩路信號(hào)，只要有信號(hào)，就觸發(fā)艾默生PLC的輸入點(diǎn)，根據(jù)艾默生PLC的內(nèi)部程序處理邏輯，發(fā)生相應(yīng)的動(dòng)作，報(bào)警10S，驅(qū)動(dòng)電磁閥，閥門關(guān)閉，抽風(fēng)機(jī)把檢測(cè)出來(lái)的棉花抽到廢料桶里。 （二）、含鐵合金傳感器傳來(lái)信號(hào)的處理 含鐵合金傳感器出來(lái)的信號(hào)，通過(guò)信號(hào)放大電路、單片機(jī)通信電路，經(jīng)過(guò)串口通信給艾默生PLC，交給艾默生PLC內(nèi)部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，根據(jù)數(shù)據(jù)量的大小，用數(shù)據(jù)比較指令，進(jìn)行比較，再經(jīng)過(guò)艾默生PLC內(nèi)部?jī)?chǔ)蓄處理邏輯，發(fā)生相應(yīng)的動(dòng)作，報(bào)警10S，驅(qū)動(dòng)電磁閥，閥門關(guān)閉，抽風(fēng)機(jī)把檢測(cè)出來(lái)的棉花抽到廢料桶里。 五、文本顯示部分 文本顯示部分有文本顯示器AutoeViewMD204L，主要顯示含鐵合金傳感器傳出來(lái)信號(hào)量的大小，以及根據(jù)數(shù)據(jù)量的大小，可以顯示出是大鐵屑、中鐵屑、小鐵屑，這些都是可以根據(jù)AutoeViewMD204L的編程軟件，編寫(xiě)程序，可以從文本顯示器上顯示出來(lái)。AutoeViewMD204L可以和艾默生PLC通信，所以選用AutoeViewMD204L文本顯示器。 結(jié)束語(yǔ) 紡織檢測(cè)設(shè)備的開(kāi)發(fā)，解決了紡織行業(yè)的重大問(wèn)題，使紡織機(jī)械可以很好的運(yùn)行。由于使用了先進(jìn)的技術(shù)，使紡織機(jī)械提高了很大的可靠性。 參考文獻(xiàn) ① 《EC20系列可編程控制器用戶手冊(cè)》，艾默生網(wǎng)絡(luò)能源公司 ② 《AutoeViewMD204L文本顯示器使用手冊(cè)》 ③ 朱定華，戴汝平，編著，《單片機(jī)微機(jī)原理與應(yīng)用》，清華大學(xué)出版社與北方交通大學(xué)出版社，2003.8 作者：王自有 河南格瑞特科技有限公司