基于CORTEX－M3和CAN的印染機同步控制系統

張力傳感器反饋調節同步的基本原理：在正常狀態(tài)，傳感器的觸點(diǎn)停在中間狀態(tài)，這是傳感器的輸出電壓為零，當電機轉速加快，造成布匹的張力變大時(shí)，會(huì )造成張力傳感器的觸點(diǎn)向下移動(dòng)，這是傳感器的輸出會(huì )變?yōu)樨撝?，這是根據式(1)，Vout的值會(huì )減小，也就減慢了相應電機的轉速。這樣就可以達到同步的目的。

(4)對故障的處理：在實(shí)際的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，不能絕對保證系統會(huì )毫無(wú)故障的運行，根據以往的印染聯(lián)合機的生產(chǎn)經(jīng)驗，張力傳感器是里面可能會(huì )出故障部分，所以根據實(shí)際情況，在設計了張力傳感器的共享機制，以及電機輸出通道的自由配置功能，如果張力傳感器Fi不能夠正常工作，也就是說(shuō)它所對應輸出(Vout)，沒(méi)有輸出調節功能。這時(shí)單元控制器會(huì )把他相鄰的電機控制電壓(Vout)i-1輸出到(Vout)i。

3 系統主要部分的的軟件設計

軟件設計采用模塊化的軟件設計思想，主要實(shí)現以下幾個(gè)模塊：主機人機交換界面，系統運行監控模塊，各單元控制器CAN總線(xiàn)通信模塊，傳感器數據采集模塊，單元控制器電機控制調節模塊，故障分析判斷處理模塊以及運行數據保存模塊。其中CAN總線(xiàn)通信模塊，以及各模塊間的協(xié)調是難點(diǎn)。

3．1 CAN總線(xiàn)通信模塊設計

CAN總線(xiàn)通信模塊的主要作用是傳輸主控制器發(fā)出的控制命令，以及各單元控制器上傳各自的狀態(tài)數據。CAN節點(diǎn)收到數據后對數據進(jìn)行解析，得到相應的命令與數據。

CAN總線(xiàn)節點(diǎn)的軟件設計主要包括3部分：CAN節點(diǎn)初始化、報文發(fā)送和報文接收。初始化程序設計對于CAN總線(xiàn)節點(diǎn)的正常工作相當重要。它主要包括工作方式、時(shí)鐘輸出寄存器、接收屏蔽寄存器、接收代碼寄存器、總線(xiàn)定時(shí)器、輸出控制寄存器和中斷允許寄存器的設置。

3．2 系統各軟件模塊間的工作協(xié)調

(1)主控制器通過(guò)把控制命令發(fā)送到CAN總線(xiàn)上面，相應節點(diǎn)接收并提取相應的命令，按照命令進(jìn)行相應的操作。

(2)各單元控制器循環(huán)采集各張力傳感器的數據，根據數據時(shí)時(shí)調整相應電機的工作狀態(tài)。

(3)各單元控制器每隔一定時(shí)間把各自下屬的8個(gè)電機狀態(tài)通過(guò)CAN總線(xiàn)發(fā)送給主控制器，主控制器提取里面的狀態(tài)信息，記錄各節點(diǎn)的狀態(tài)信息，并顯示在人機界面上面。

(4)人們可以根據具體的情況設置各個(gè)電機的工作狀態(tài)。

4 結語(yǔ)

從系統的原理設計可以看出，這種印染聯(lián)合機設計，采用主頻為72 MHz的處理器，可以把數據的處理在各單元控制器上面完成。采用由張力傳感器組成的最小反饋調節系統，保證了系統的時(shí)時(shí)同步。改變了把狀態(tài)信息傳遞各總控制器后，由總控制器實(shí)施同步的大循環(huán)反饋方式。另外，這種設計采用了集成度比較高的MCU，有12位的A／D，D／A轉換通道，這樣系統就沒(méi)有外圍采樣電路，避免了工廠(chǎng)復雜環(huán)境對系統的影響。

總之，這種印染聯(lián)合機的設計實(shí)現了現有高性能處理器與先進(jìn)的CAN總線(xiàn)控制網(wǎng)絡(luò )的結合，并且硬件設計簡(jiǎn)單，抗干擾能力強，軟件模塊化設計。系統采用小的反饋回路，一方面減少了總線(xiàn)上面的數據流量，另一方面避免了總線(xiàn)上面的傳輸延時(shí)，使得電機同步更加及時(shí)準確。