I/O主控器RC-207在XY雙坐標掃描檢測系統中的應用

摘要：RC-207是日本RORZE公司生產(chǎn)的I/O主控制器芯片，其控制功能強。文中介紹了I/O主控器RC-207的主要性能和特點(diǎn)，給出了以RC-207為核心的X、Y掃描檢測系統的硬件組成和軟件設計方法。

關(guān)鍵詞：I/O主控器 掃描檢測 工控機 RC-207

1 RC-207主要性能及特點(diǎn)

RC-207是日本RORZE公司生產(chǎn)的具有強大控制功能的I/O主控制器。它能產(chǎn)生控制信號，以使電機驅動(dòng)器按要求發(fā)出功率脈沖。主控制器本身就是一臺高性能的計算機，它具有二個(gè)串行口以及20個(gè)并行輸入口，16個(gè)并行集電極開(kāi)路晶體管輸出口，除了進(jìn)行一般的I/O操作外，其中部分端口可根據不同的工作方式定義為步進(jìn)電機控制專(zhuān)用口。其內部監控程序已將有關(guān)定位控制以及步進(jìn)電機操作的標準運輸和、標準數據輸入輸出方式編成子程序，以指令的形式或以系統調用的形式加以引用，使得RC-207成為一個(gè)“智能控制系統”的一部分。由于其體積較小，因而可以安裝在輸入、輸出源的附近，使用時(shí)應使其與控制單元的接線(xiàn)最短，以降低噪聲干擾。還可以通過(guò)一臺個(gè)人計算機或一個(gè)中央控制系統的主控機對步進(jìn)電機的狀態(tài)以及外部輸入和輸出狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監測。另外，采用光電隔離技術(shù)還可使過(guò)程控制在遠程任一確定范圍內進(jìn)行通訊，其最遠距離可達1km。在RC-207上可用高級語(yǔ)言（如BASIC語(yǔ)言、C語(yǔ)言）對ASC II命令編程以使電機執行各種功能。RC-207內部具有EEPROM，并有條件轉移、調用子程序等程序控制指令。因此，一旦將程序裝入其中，即可脫機運行。并可通過(guò)RC-002通信元件與上位機通信。為了提高通信的可靠性，可使用應答方式（echo back）來(lái)工作。

2 檢測系統的構成及工作原理

如圖1所示，XY雙坐標掃描測系統主要由I/O主控器RC-207、通信主控元件RC-220A、電機驅動(dòng)器RD-1234、工控機、步進(jìn)電機M1、M2等組成。在使用DOP（鄰萃二甲酸二辛酯）測試過(guò)濾器漏點(diǎn)時(shí)（DOP發(fā)霧通過(guò)風(fēng)機進(jìn)入樣本箱，過(guò)濾器放在樣本箱表面），可使用該檢測系統代替人工操作控制兩臺電機，從而使機架上的探頭沿類(lèi)似方波的軌跡在過(guò)濾器的表面移動(dòng)，以檢測過(guò)濾器是否有泄漏點(diǎn)。其掃描軌道如圖2所示。

系統的控制檢測過(guò)程分為原點(diǎn)確認、泄漏檢測、確認檢測和記錄泄漏點(diǎn)等，以下分別予以介紹。

2.1 原點(diǎn)確認

操作人員先根據產(chǎn)品的特性設置好產(chǎn)品的名稱(chēng)、型號、編號、高度、寬度等，并有計算機自動(dòng)設置其坐標系統。在計算機點(diǎn)擊“原點(diǎn)確認”按鈕后，由計算機發(fā)出控制指令，該指令經(jīng)RC-002通信主控元件變換后送入I/O主控器RC-207執行，然后輸出控制信號給驅動(dòng)器RD-1234，并使驅動(dòng)器按要求發(fā)出功率脈沖給X軸步進(jìn)電機和驅動(dòng)機架探頭。在X軸方向返回電氣原點(diǎn)之后，點(diǎn)限開(kāi)關(guān)SO1將此信號輸入到主控器RC-207；計算機在接收到主控器RC-207發(fā)回的信號后，再發(fā)出控制指令，使探頭在Y軸方向返回電氣原點(diǎn)，當Y軸原點(diǎn)限位開(kāi)關(guān)SO2檢測到該控制指令后，輸出信號給主控器RC-207。而后控頭返回電氣點(diǎn)，并經(jīng)計算機確認后開(kāi)始檢測。

2.2 泄漏檢測

點(diǎn)擊開(kāi)始按鈕可使計算機發(fā)出控制信號給I/O主控器，主控器輸出信號給驅動(dòng)器和驅動(dòng)機架，使探頭沿著(zhù)一個(gè)矩形方波的軌跡進(jìn)行檢測（如圖2所示），同時(shí)計算機根據I/O主控器RC-207返回的探頭位置信號還可在屏幕上顯示出探頭的運行軌跡。在檢測過(guò)程中，如果檢測到泄漏點(diǎn)，則保存其位置坐標，并在屏幕上以紅色標示出泄漏點(diǎn)，同時(shí)由I/O主控器發(fā)出報警信號。

2.3 確認檢測

第二次檢測結束后，I/O主控器還將自動(dòng)開(kāi)始對泄漏點(diǎn)進(jìn)行二次確認檢測。系統可以首先根據記錄的最后一個(gè)泄漏點(diǎn)的位置使探頭以非常規的速度快速步進(jìn)到泄漏點(diǎn)處對泄漏點(diǎn)進(jìn)行二次確認檢測。之后，以同樣步驟進(jìn)行下一個(gè)泄漏點(diǎn)的確認檢測。如二次檢測過(guò)程中原泄漏點(diǎn)經(jīng)確認后不是泄漏點(diǎn)，則將其所存值刪除，并在屏幕上清除所標示的泄漏點(diǎn)坐標。

2.4 記錄泄漏點(diǎn)

確認檢測結束后，探頭返回到電氣原點(diǎn)，并根據所置的打印標志來(lái)確認是否打印。如有泄漏點(diǎn)，則將泄漏點(diǎn)的坐標值、坐標系以及坐標系中的泄漏點(diǎn)位置打印出來(lái)。

3 系統程序設計

軟件系統分為管理與控制通信、數據采集、處理三部分，為實(shí)現對過(guò)濾器檢測的實(shí)時(shí)監控，工控機管理及監控軟件采用Visual Basic編寫(xiě)，可運行在當前最受歡迎的Windows98和Windows NT系統，該程序采用面向對象的程序設計方法，界面友好。

該系統的主畫(huà)面程序設計流程圖如圖3所示。圖4為系統檢測程序流程圖。在這些軟件支持下，該系統具有如下功能：

（1）檢測功能，按測試按鈕進(jìn)入過(guò)濾器DOP檢測畫(huà)面，本功能主要用于過(guò)濾器檢測探頭的控制和對其運行軌跡的監控，以及泄漏點(diǎn)的記錄和二次確認檢測等；

（2）泄漏記錄瀏覽功能，主要用來(lái)實(shí)現對歷史記錄的瀏覽及打??；

（3）手動(dòng)控制功能，主要用于手動(dòng)調整探頭位置，可用畫(huà)面按鈕進(jìn)行控制；也可用鍵盤(pán)光標鍵進(jìn)行控制；

（4）數據分析功能，主要對已檢測產(chǎn)品進(jìn)行泄漏點(diǎn)位置分析和歷史數據的查尋，并對檢查結構進(jìn)行打??；

（5）系統說(shuō)明功能，用于顯示系統檢測說(shuō)明及操作幫助。