專利名稱：微束等離子弧焊dsp控制的集成接口的制作方法
技術領域：
本發明涉及焊接控制技術領域，具體指一種微束等離子弧焊DSP控制的集成接口。
背景技術：
微束等離子弧焊系統是一個復雜的系統，具有受控對象多(包括兩個焊接電源、離子氣/保護氣氣路系統、冷卻水系統、引弧器、器焊槍等)、焊接過程步驟繁瑣(小弧時序、主弧時序、小弧/主弧切換時序及關系、離子氣/保護氣時序及關系、二電源工作時序、冷卻水路系統/氣路系統/焊接電源/焊槍各運行協調等)、控制任務多(小弧電源控制、主弧電源控制、焊接時序控制、抗引弧器引弧干擾控制、槍開關檢測、現場焊接電流/電壓采集、面板操作/參數設置檢測、現場參數觀察顯示、故障檢測/診斷等)等特點，并且要求其在小電流工作情況下保持穩定的電弧燃燒，其控制算法非常復雜。如果采用傳統的模擬電路完成其控制系統，電路結構相當復雜，且干擾嚴重，也很難實現復雜的控制算法計算；現代的數字信號處理器(DSP-Digital SignalProcessor)控制技術具有快速運算、信息處理、復雜控制運算等優勢，比較適合于微束等離子弧焊復雜系統保證小電流電弧穩定燃燒的復雜控制算法實現，但是，現有的數字信號處理器的片上接口可利用控制類資源和搭建最小化系統資源貧乏，要完成復雜微束等離子弧焊系統多受控對象、繁而多焊接過程、多控制任務的DSP控制，必須運用片外接口電路，其接口電路復雜。
經對現有技術文獻和專利檢索發現，一個專利申請號為200710046159.7的中國發明專利《交流點焊動態電阻實時測量裝置與方法》提出了集焊接變壓器、一對反并聯可控硅、霍爾電流傳感器、微型洛氏線圈、網壓同步回路、電流過零脈沖檢測回路、可控硅觸發電路、焊接電流信號調理電路、電流導數信號調理電路、聲光報警電路、時鐘與復位電路、外圍驅動電路、鍵盤與顯示電路、通訊與互鎖接口電路、DSP控制系統的交流點焊動態電阻實時測量裝置，其DSP控制系統外擴了接口電路，同時增加了通訊與互鎖接口電路；這種DSP控制接口電路復雜，且集成度低。另一個專利申請號為200410093414.X的中國發明專利《埋弧焊機的雙數字信號處理器控制系統》提出了埋弧焊復雜系統的DSP控制，由第一數字信號處理器DSP進行埋弧焊焊接電源的電壓反饋控制，由第二數字信號處理器DSP控制送絲電機、焊機行走小車電機，由單片機控制打印機、鍵盤及液晶顯示器，實現埋弧焊復雜系統的多處理器控制；但這種需要通過三個處理器才能完成的復雜焊接系統，處理器資源浪費嚴重，各處理器的片上接口不能集成，并且處理器的通信接口同步性差，很難保證各部件的協同控制。
據此，目前還沒有關于單DSP片上接口資源或采用復雜可編程邏輯控制器集成接口實現具有多受控對象、繁瑣過程控制步驟、多控制任務等的復雜焊接系統DSP控制的復雜接口研究。
發明內容
本發明的目的在于克服上述現有技術存在的不足和缺陷，提供一種微束等離子弧焊DSP控制的接口電路集成的方案，解決用微束等離子弧焊DSP控制的復雜接口集成問題，并使數字信號處理器技術在已有的快速信息處理、數據運算的基礎上能更進一步適應復雜焊接設備和焊接過程的控制，同時為DSP數字信號處理器技術在焊接領域的廣泛應用和焊接電源的集成技術奠定基礎。
本發明的技術方案采用復雜可編程邏輯控制器作為微束等離子弧焊DSP控制的集成接口，包括復雜可編程邏輯控制器、數字信號處理器、存儲器、過程顯示電路、鍵盤操作電路、焊接時序控制電路、功能設置電路、報警顯示電路、功能顯示電路，復雜可編程邏輯控制器同時與數字信號處理器、存儲器、過程顯示電路、鍵盤操作電路、焊接時序控制電路、功能設置電路、報警顯示電路、功能顯示電路連接。
本發明集成接口中，復雜可編程邏輯控制器對數字信號處理器、存儲器的接口組成微束等離子弧焊DSP控制的內核最小化系統接口。復雜可編程邏輯控制器的輸入輸出引腳I/O24～I/O31規定為輸入信號線，依次定義為R_W、/WE、/BR、/PS、/IS、/DS、W_R、/STRB；復雜可編程邏輯控制器的輸入輸出引腳I/O7～I/O22規定為雙向信號線，依次定義為D0～D15；復雜可編程邏輯控制器的輸入輸出引腳I/O4～I/O6、I/O23規定為輸入信號線，依次定義為A0～A2、A15；復雜可編程邏輯控制器的輸入輸出引腳I/O0～I/O3規定為輸出信號線，依次定義為PDA、RAMCE、RAMOE、RAMWE。R_W、/WE、/BR、/PS、/IS、/DS、W_R、/STRB分別與數字信號處理器的對應引腳連接，D0～D15、A0～A2、A15分別與數字信號處理器和存儲器的對應引腳連接，PDA、RAMCE、RAMOE、RAMWE分別與存儲器的對應引腳連接。
本發明集成接口中，復雜可編程邏輯控制器對過程顯示電路、鍵盤操作電路、焊接時序控制電路、功能設置電路、報警顯示電路、功能顯示電路的接口組成微束等離子弧焊DSP控制的外圍系統接口。
復雜可編程邏輯控制器的輸入輸出引腳I/O48～I/O55、I/O34規定為輸出信號線，依次定義為LED1～8、KEYL；復雜可編程邏輯控制器的輸入輸出引腳I/O35～I/O38、I/O57～I/O59規定為輸入信號線，依次定義為KEYR1～4、VP、GUNSW、WATSW；復雜可編程邏輯控制器的輸入輸出引腳I/O60～I/O62規定為輸出信號線，依次定義為SUPPLY、GAS、FIRE；復雜可編程邏輯控制器的輸入輸出引腳I/O32～I/O33規定為輸入信號線，依次定義為PROCSW、FUNCT；復雜可編程邏輯控制器的輸入輸出引腳I/O40～I/O43、I/O45規定為輸出信號線，依次定義為PRES、WELD、CONT、SPOT、BJ。
LED1～8與過程顯示電路連接，KEYL和KEYR1～4與鍵盤操作電路連接，VP、GUNSW、WATSW、SUPPLY、GAS、FIRE與焊接時序控制電路連接，PROCSW、FUNCT與功能設置電路連接，PRES、WELD、CONT、SPOT與功能顯示電路連接，BJ與報警顯示電路連接。
本發明集成的關鍵技術是利用復雜可編程邏輯控制器豐富的輸入輸出引腳資源，僅僅采用一個復雜可編程邏輯控制器即可完成微束等離子弧焊系統多受控對象、繁瑣焊接過程、多控制任務等DSP控制的復雜接口，使微束等離子弧焊系統的DSP控制的復雜接口，在硬件上的集成度有進一步的提高，并解決數字信號處理器的片上接口可利用控制類資源和搭建最小化系統資源貧乏問題。
本發明的最突出優點在于一方面利用復雜可編程邏輯控制器豐富的輸入輸出引腳資源，同時實現微束等離子弧焊DSP控制的內核最小化系統和外圍系統的復雜接口電路，達到復雜接口電路的高集成目的；另一方面，利用復雜可編程邏輯控制器強大的邏輯編程功能，實現微束等離子弧焊系統多受控對象、繁瑣焊接過程、多控制任務的DSP控制的復雜接口電路硬件功能，并且可根據微束等離子弧焊DSP控制的內核最小化系統和外圍系統的變化，方便地適應性地修改接口功能。
圖1本發明微束等離子弧焊DSP控制的集成接口結構框圖。
具體實施例方式 以下結合附圖和實施例對本發明作進一步的描述 本發明的集成接口的復雜可編程邏輯控制器采用了Lattice公司的isp系列復雜可編程邏輯控制器芯片isp 1032E，數字信號處理器采用TI公司的2000系列的數字信號處理器芯片TMS320F240，利用TMS320F240的快速信息處理和算法運算能力，經過isp 1032E高度集成的復雜接口功能實現，完成復雜微束等離子弧焊系統多受控對象、煩雜焊接過程、多控制任務、復雜控制算法的DSP控制；本發明中的存儲器采用RAM存儲器IS61C1024。
本發明微束等離子弧焊DSP控制的集成接口(如附圖1所示)，包括復雜可編程邏輯控制器1、數字信號處理器2、存儲器3、過程顯示電路4、鍵盤操作電路5、焊接時序控制電路6、功能設置電路7、報警顯示電路8、功能顯示電路9；其連接關系為復雜可編程邏輯控制器1與數字信號處理器2、存儲器3、過程顯示電路4、鍵盤操作電路5、焊接時序控制電路6、功能設置電路7、報警顯示電路8、功能顯示電路9以電信號連接。
本發明用復雜可編程邏輯控制器1作為微束等離子弧焊DSP控制的集成接口。
微束等離子弧焊DSP控制的集成接口由內核最小化系統接口、外圍系統接口兩部分組成。內核最小化系統接口部分是復雜可編程邏輯控制器對數字信號處理器、存儲器的接口，復雜可編程邏輯控制器1的輸入輸出引腳I/O24～I/O31規定為輸出信號線，依次定義為R_W、/WE、/BR、/PS、/IS、/DS、W_R、/STRB；復雜可編程邏輯控制器1的輸入輸出引腳I/O7～I/O22規定為雙向信號線，依次定義為D0～D15，復雜可編程邏輯控制器1的輸入輸出引腳I/O4～I/O6、I/O23規定為輸入信號線，依次定義為A0～A2、A15；復雜可編程邏輯控制器1的輸入輸出引腳I/O0～I/O3規定為輸出信號線，依次定義為PDA、RAMCE、RAMOE、RAMWE；R_W、/WE、/BR、/PS、/IS、/DS、W_R、/STRB分別與數字信號處理器2的對應引腳連接，D0～D15、A0～A2、A15分別與數字信號處理器2和存儲器3的對應引腳連接，PDA、RAMCE、RAMOE、RAMWE分別與存儲器3的對應引腳連接； 外圍系統接口部分是復雜可編程邏輯控制器對過程顯示電路、鍵盤操作電路、焊接時序控制電路、功能設置電路、報警顯示電路、功能顯示電路的接口，復雜可編程邏輯控制器1的輸入輸出引腳I/O48～I/O55、I/O34規定為輸出信號線，依次定義為LED1～8、KEYL；復雜可編程邏輯控制器1的輸入輸出引腳I/O35～I/O38、I/O57～I/O59規定為輸入信號線，依次定義為KEYR1～4、VP、GUNSW、WATSW；復雜可編程邏輯控制器1的輸入輸出引腳I/O60～I/O62規定為輸出信號線，依次定義為SUPPLY、GAS、FIRE；復雜可編程邏輯控制器1的輸入輸出引腳I/O32～I/O33規定為輸入信號線，依次定義為PROCSW、FUNCT；復雜可編程邏輯控制器1的輸入輸出引腳I/O40～I/O43、I/O45規定為輸出信號線，依次定義為PRES、WELD、CONT、SPOT、BJ；LED1～8與過程顯示電路4連接，KEYL和KEYR1～4與鍵盤操作電路5連接，VP、GUNSW、WATSW、SUPPLY、GAS、FIRE與焊接時序控制電路6連接，PROCSW、FUNCT與功能設置電路7連接，PRES、WELD、CONT、SPOT與功能顯示電路9連接，BJ與報警顯示電路8連接。
權利要求
1、一種微束等離子弧焊DSP的集成接口，包括數字信號處理器(2)、存儲器(3)、過程顯示電路(4)、鍵盤操作電路(5)、焊接時序控制電路(6)、功能設置電路(7)、報警顯示電路(8)、功能顯示電路(9)，其特征是，作為微束等離子弧焊DSP控制的集成接口的復雜可編程邏輯控制器(1)與數字信號處理器(2)、存儲器(3)、過程顯示電路(4)、鍵盤操作電路(5)、焊接時序控制電路(6)、功能設置電路(7)、報警顯示電路(8)、功能顯示電路(9)以電信號方式連接。
2、如權利要求1所述的微束等離子弧焊DSP的集成接口，其特征是，復雜可編程邏輯控制器(1)的輸入輸出引腳I/O24～I/O31規定為輸出信號線，依次定義為R_W、/WE、/BR、/PS、/IS、/DS、W_R、/STRB；
復雜可編程邏輯控制器(1)的輸入輸出引腳I/O7～I/O22規定為雙向信號線，依次定義為D0～D15；復雜可編程邏輯控制器(1)的輸入輸出引腳I/O4～I/O6、I/O23規定為輸入信號線，依次定義為A0～A2、A15；復雜可編程邏輯控制器(1)的輸入輸出引腳I/O0～I/O3規定為輸出信號線，依次定義為PDA、RAMCE、RAMOE、RAMWE，R_W、/WE、/BR、/PS、/IS、/DS、W_R、/STRB分別與數字信號處理器(2)的對應引腳連接；D0～D15、A0～A2、A15分別與數字信號處理器(2)和存儲器(3)的對應引腳連接，PDA、RAMCE、RAMOE、RAMWE分別與存儲器(3)的對應引腳連接。
3、如權利要求1所述的微束等離子弧焊DSP的集成接口，其特征是，復雜可編程邏輯控制器(1)的輸入輸出引腳I/O48～I/O55、I/O34規定為輸出信號線，依次定義為LED1～8、KEYL；復雜可編程邏輯控制器(1)的輸入輸出引腳I/O35～I/O38、I/O57～I/O59規定為輸入信號線，依次定義為KEYR1～4、VP、GUNSW、WATSW；復雜可編程邏輯控制器(1)的輸入輸出引腳I/O60～I/O62規定為輸出信號線，依次定義為SUPPLY、GAS、FIRE；復雜可編程邏輯控制器(1)的輸入輸出引腳I/O32～I/O33規定為輸入信號線，依次定義為PROCSW、FUNCT；復雜可編程邏輯控制器(1)的輸入輸出引腳I/O40～I/O43、I/O45規定為輸出信號線，依次定義為PRES、WELD、CONT、SPOT、BJ。
4、如權利要求3所述的微束等離子弧焊DSP的集成接口，其特征是，LED1～8與過程顯示電路(4)連接，KEYL和KEYR1～4與鍵盤操作電路(5)連接，VP、GUNSW、WATSW、SUPPLY、GAS、FIRE與焊接時序控制電路(6)連接，PROCSW、FUNCT與功能設置電路(7)連接，PRES、WELD、CONT、SPOT與功能顯示電路(9)連接，BJ與報警顯示電路(8)連接。
全文摘要
本發明微束等離子弧焊DSP控制的集成接口，涉及焊接控制技術領域。作為微束等離子弧焊DSP控制的集成接口的復雜可編程邏輯控制器(1)與數字信號處理器(2)、存儲器(3)、過程顯示電路(4)、鍵盤操作電路(5)、焊接時序控制電路(6)、功能設置電路(7)、報警顯示電路(8)、功能顯示電路(9)以電信號方式連接。利用復雜可編程邏輯控制器豐富的輸入輸出引腳資源和強大的邏輯編程功能，同時實現微束等離子弧焊DSP控制的內核最小化系統和外圍系統的復雜接口電路，達到復雜接口電路的高集成和微束等離子弧焊系統多受控對象、煩雜焊接過程、多控制任務的DSP控制的復雜接口電路硬件功能。
文檔編號G05B19/414GK101393450SQ20081020082
公開日2009年3月25日 申請日期2008年10月7日 優先權日2008年10月7日
發明者何建萍, 晨 黃, 焦馥杰, 馬春偉, 任江偉 申請人:上海工程技術大學