本设计选用了双四路模拟开关CD4052,选用欧姆龙E6B2-CWZIX旋转式编码器,该编码器为5V供电,分辨率为1000P/R,方波输出,输出6根信号线,A/A-,B/B-,Z/Z-三相。本设计中不需要判断圆网运行方向,故只取A相或B相信号进行检测即可。为了保证计数的准确性,系统采用了具有三态输出的差分接收器MC3486,使编码器脉冲信号变成TTL逻辑电平,再由P3.4端对脉冲个数进行计数。P3.4为STC89C52单片机的定时计数器0的外部信号输入口,可以非常方便的实现对编码器脉冲信号的计数。当计数达到花位标记位置时,由P1口发出相应的触发控制信号。因为选用的CCD摄像机需要12V高电平才可启动,因此采用了光耦TLP521进行隔离和放大,P1控制端输出低电平时触发有效。
通信接口电路系统中,单片机与图像处理单元、触摸屏和印花机控制系统PLC三者间均需要进行数据传输,其中,与图像处理单元之间采用RS232通信,与PLC和触摸屏之间均采用RS485通信。STC89C52RC单片机仅有一个串行接口,为了实现与三者之间的通信,采用了基于多路模拟开关选通控制的方法。而单片机的TTL信号电平与RS232、RS485电平的转换分别通过MAX232、MAX485芯片完成。模拟开关是一种三稳态电路,它可以根据选通端的电平,决定输入端与输出端的状态。当选通端处在选通状态时,输出端的状态取决于输入端的状态;当选通端处于截止状态时,则不管输人端电平如何,输出端都呈高阻状,P2.0、P2.1均为低电平时,单片机通过MAX232实现与图像处理单元的通信;P2.0为低电平、P2.1为高电平时,单片机通过MAX485实现与图像处理单元的通信;P2.0为高电平、P2.1为低电平时,单片机通过MAX485实现与图像处理单元的通信。
将印花误差在2毫米以内
根据系统功能要求,软件设计分为主程序、定时中断服务程序和串口中断服务程序。主程序主要完成I/O口、定时器、串口的初始化及中断输入口的设定、设置参数的更新、相机的触发、接收控制、偏差信息的处理及网筒调节脉冲的输出等。
定时中断服务程序主要完成相机的触发,触发间隔时间需要根据相机镜头的视场、标记的大小及印花速度确定,以保证捕捉到每一个印花标记。同时,为了提高程序运行效率,降低数据的处理量,减轻CPU的负担,在程序中我们设定了两个定时时间,即在接近标记位置时提高触发频率,采用短定时,而在远离标记位置时减少对相机的触发,采用长定时。串口中断服务程序主要完成串口设备的识别、偏差信息的接收、调节脉冲的发送。
将基于STC89C52RC主控制器的错花监测系统在试验机模型上进行测试,印花误差在2毫米以内,该精度满足目前业内印染要求。为了更好地发挥系统的性能,后续工作还应该以下方面加强工作:第一,寻求协助单位将基于STC89C52RC的主控制器错花监测系统应用于试产线,检测小批量试生产时整个系统的稳定性。第二,进一步调整系统参数,确保试验模型机上的对花精度,使误差控制在1毫米以内,满足高档印染的要求。第三,优化系统,降低成本,增强移植性,满足老机型改造。