基于dsPIC的焊接电流电压的采集和回显系统
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摘要
随着焊接技术不断发展,工业化生产对焊接的质量和效率也提出了越来越高的要求。操作者需要观察系统的运行状态或者修改运行参数,以保证焊接质量。焊接过程中的电压和电流是影响焊接质量的关键因素,一般地普通焊机只能在焊接过程中通过电流表和电压表读取电流和电压,但焊后不能进行焊接电流电压的回放。只有在高端焊机中,可能才配有对焊接电流电压的采集和回显系统,且其大多都是以工控机为核心的器件,其存在体积大、成本高,抗干性能差等不足。为了避免以上缺陷,本设计以单片机和触摸屏通信实现焊接电流电压的记录,可满足焊机小型化和低成本的要求,同时大大提高了系统稳定性。
基于以上背景,本设计以16位高性能dsPIC30F6011A控制器为控制核心,以深圳显控公司触摸屏SA-7作为人机交互界面,单片机和触摸屏之间通过标准Modbus协议进行通信,实现电流、电压的记录回放,控制芯片CH376实现焊接电流、电压数据的U盘文件读写。配以合理的外围硬件电路,再结合软件编程,将U盘文件在触摸屏上以图形的形式显示。同时,记录系统软硬件的各个环节设置了多种抗干扰措施,软件部分设置了数据错误检验程序,从而保证了数据传输的准确性和回显的稳定性。
通过系统硬件和软件部分的调试表明,该记录系统基本达到了预期设定的目标。能够实现焊接电流、电压的实时采集、存储和焊接后在触摸屏上的回显等功能。同时可以保证以比较高的精度采集和稳定回显,从而提高整个焊机的操作性能与产品质量,
With the development of welding technology, the quality and efficiency of welding will be increasingly requested in Industrial production. The operators need to observe the operation of the system or modify the operating parameters to ensure the quality of the welding. The voltage and current of the welding process is a key factor affecting the quality of welding, Usually, ordinary welder reads the current and voltage through the ammeter and the voltmeter in the welding process, but can not playback after welding,Only the high-end welder configures welding current and voltage acquisition and echo system, the most of the core devices are IPC. But there are some defects, such as large volume, high cost and Poor stability. In order to avoid the above defects, the communication between microcontroller and touch screen can come true recording of the welding current and voltage. It can satisfy the requirements of miniaturization and low cost. At the same time, greatly improve the stability of the system.
Based on the above background, The control of the core is16high performance dsPIC30F6011A, the touch screen SA-7of Shenzhen Display and control company work as a man-machine interface, the standard modbus agreement come true the communication between the microcontroller and touch screen to display current and voltage. The CH376can help to read and write welding current voltage data in U disk. Together with the reasonable peripheral hardware circuit and software programming, welding current and voltage in real-time acquisition and storage, U disk file form a curve on the touch screen. The same time, in all aspects the of hardware and software of the system set up a variety of anti-jamming measures and data error checking procedures, It ensures that the anti-interference ability and accuracy of data transmission.
The debugging of hardware and software show that the system has basically reached the expected goals. Welding current voltage can be real-time collected and storage, data can also be displayed on the touch screen, at the same time, can ensure the acquisition and display highly accuracy. That improves the operating performance and product quality.
基于以上背景,本设计以16位高性能dsPIC30F6011A控制器为控制核心,以深圳显控公司触摸屏SA-7作为人机交互界面,单片机和触摸屏之间通过标准Modbus协议进行通信,实现电流、电压的记录回放,控制芯片CH376实现焊接电流、电压数据的U盘文件读写。配以合理的外围硬件电路,再结合软件编程,将U盘文件在触摸屏上以图形的形式显示。同时,记录系统软硬件的各个环节设置了多种抗干扰措施,软件部分设置了数据错误检验程序,从而保证了数据传输的准确性和回显的稳定性。
通过系统硬件和软件部分的调试表明,该记录系统基本达到了预期设定的目标。能够实现焊接电流、电压的实时采集、存储和焊接后在触摸屏上的回显等功能。同时可以保证以比较高的精度采集和稳定回显,从而提高整个焊机的操作性能与产品质量,
With the development of welding technology, the quality and efficiency of welding will be increasingly requested in Industrial production. The operators need to observe the operation of the system or modify the operating parameters to ensure the quality of the welding. The voltage and current of the welding process is a key factor affecting the quality of welding, Usually, ordinary welder reads the current and voltage through the ammeter and the voltmeter in the welding process, but can not playback after welding,Only the high-end welder configures welding current and voltage acquisition and echo system, the most of the core devices are IPC. But there are some defects, such as large volume, high cost and Poor stability. In order to avoid the above defects, the communication between microcontroller and touch screen can come true recording of the welding current and voltage. It can satisfy the requirements of miniaturization and low cost. At the same time, greatly improve the stability of the system.
Based on the above background, The control of the core is16high performance dsPIC30F6011A, the touch screen SA-7of Shenzhen Display and control company work as a man-machine interface, the standard modbus agreement come true the communication between the microcontroller and touch screen to display current and voltage. The CH376can help to read and write welding current voltage data in U disk. Together with the reasonable peripheral hardware circuit and software programming, welding current and voltage in real-time acquisition and storage, U disk file form a curve on the touch screen. The same time, in all aspects the of hardware and software of the system set up a variety of anti-jamming measures and data error checking procedures, It ensures that the anti-interference ability and accuracy of data transmission.
The debugging of hardware and software show that the system has basically reached the expected goals. Welding current voltage can be real-time collected and storage, data can also be displayed on the touch screen, at the same time, can ensure the acquisition and display highly accuracy. That improves the operating performance and product quality.
引文
[1]胡文斌.焊接机发展现状及趋势研究[J].济南时代新纪元科技有限公司.
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[4]陈世利、孙墨杰、栗大超、靳世久.触摸屏的工作原理及典型应用[J].天津大学2002.
[5]杨玉琴、李亚宁.触摸屏技术研究及市场进展[J].中国乐凯胶片集团公司研究院.乐凯胶片股份有限公司研发部2011,11(29).
[6]朱孟正、赵春然.浅论霍尔效应的发展及其应用[J].淮北师范大学物理与电子信息学院2011,3(18).
[7]闻福三、赵京明、王玲玲.霍尔效应和霍尔传感器的教学方法研究[J].海南大学三亚学院理工分院.2011,12(6).
[8]纪志成、邵康、孙星海.霍尔电流传感器在家用电器电气参数测试中的应用[J].电子与自动化.1998(4).
[9]王志强.基于DSPIC30F6011A的窄间隙焊机控制系统[D].西南交通大学硕士学位论文.2011.
[10]马明建.数据采集与处理技术[M].西安：西安交通大学出版社.2005.
[11]黎安军、蓝飘先.51单片机的触摸屏系统的应用[J].广东水利电力职业技术学院电力工程系2008,7(31).
[12]Microchip Technology Inc. dsPIC30F3014, dsPIC30F4013 Data Sheet High Performance Digital Signal Controllers. Document No. DS70138C,2004.
[13]Microchip Technology Inc. dsPIC30F Family Reference Manual High Performance Digital Signal Controllers. Document No. DS70046E,2005.
[14]Microchip Technology Inc. dsPIC30F6011A/6012A/6013A/6014数据手册.DS70143B_CN.2006.
[15]刘和平、郑群英、江渝等.dsPIC通用数字信号控制器原理及应用--基于dsPIC30F系列[M].北京：北京航空航天大学出版社,2007(7).
[16]Microchip Technology lnc; MPLAB ASM30, MAPLAB LINK30和实用程序指南.2006.DS51317D.
[17]Microchip Technology lnc; MPLAB C30 C编译器用户指南.2005.DS51284C.
[18]Microchip Technology Inc. MPLAB IDE User's Guide. Document No.DS51519B,2006.
[19]Microchip Technology Inc. MPLAB IDE User's Guide with MPLAB Editor and MPLAB SIM Simulator. Document No. DS51519C,2009.
[20]Shenzhen Samkoon automation Technology Co., Ltd.深圳显控SamDraw组态软件用户手册.
[21]邹进、甘永梅、肖煦媛、王兆安.触摸屏控制系统组态软件设计与实现[J].西安：交通大学电气学院.2005.
[22]彭树生、庄志洪、赵惠昌.PIC单片机原理及应用[M].北京：机械工业出版社,2001
[23]胡汉才.单片机原理及其接口技术[M].北京：清华大学出版社,2002.
[24]刘和平.PIC16F87X单片机实用软件与接口技术：C语言及其应用[M].北京航空航天大学出版社,2002.
[25]李潇潇.基于ARM的车辆制动自动监控系统设计[D].西南交通大学硕士学位论文.2009.5(1).
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[34]王志强.基于DSPIC30F6011A的焊接电流电压采集存储系统[D].西南交通大学硕士学位论文.2012.
[35]杨晓峰.基于DSP+MCU数字化焊接电源研究与设计[D].重庆大学硕士学位论文.2008.
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[42][日]神奇康宏.单片机应用[M].科学出版社2005.
[43]赵化启、闫广明、孙小君.零基础学PIC单片机[M].机械工业出版社2010.
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