ARM嵌入式控制器應用于印染設備監控中

1 引 言

　　隨著工業自動化進程的推進和企業信息化程度的提高，利用遠端智能模塊和RS一485網絡構建監控工作分散、監控結果集中的分布式監控系統，由于投資費用低、結構簡單、實現容易、通信距離長、抗噪聲等優點，在工業控制中得到了廣泛的應用。而微電子技術和自動控制技術的發展。以及計算機技術迅速向非計算機領域的滲透，特別是32位微處理器ARM 在國內外的廣泛應用，使數字化、網絡化和智能化控制，成為新一代印染控制設備的主要發展方向。

　　我們針對拉幅熱定型機主、從電機的同步運行和烘房溫度控制系統進行監控，實現了微機（PC機）與MICROMASTER 440變頻器的設站通訊，配合漢化下拉式菜單和畫面顯示，以及必要的操作提示，可完成對變頻器參數的設定、運行參數的監測、運行數據和故障數據的采集。嵌入式控制器ARM除控制拉幅熱定型機主、從電機的同步和烘房的溫度外，還通過RS-485網絡，將主、從電機的轉速和烘房溫度數據，傳送給上位機畫面實時顯示。

2 系統的總體設計

　　圖1為系統的總體框圖。

圖1 系統框圖

　　ARM控制器通過兩路光電脈沖發生器PG1和PG2，同時采集拉幅熱定型機的主、從電機M1和M2的轉速，經計算后求出兩電機的轉速偏差，再經過智能算法，輸出控制量，調整從動機的轉速，使之跟隨主動機。由于是變頻器驅動，控制量要轉換為頻率的變化量。ARM 控制器按確定的數據結構，把控制量送給PC機，PC機通過485接口與變頻器通訊，調節變頻器2輸出頻率，從而控制從動機M2的轉速，使之與主電機同步運行。

　　ARM控制器還通過溫度檢測控制電路，采集烘房溫度，經過適合的算法，對烘房溫度進行控制。這里重點介紹PC機與變頻器和嵌入式控制器的RS-485接口設計。整個系統采用RS-485總線標準進行數據傳輸。PC機采用研華的MOX-A CP-132UL卡，它是專為工業通訊環境設計的RS-422／485二串口卡，它支持2個獨立的RS-422或RS-485串口，在一對多點應用環境中，每個串口最多可控制32個設備。每塊卡采用自動數據流向控制ADDC（Automatic Data Direction Con-tro1）功能，無需額外的編程，即可輕松管理RS-485半雙工通訊串口數據的傳送和接收。變頻器采用西門子的MM440，它有統一開放的USS通信協議，可方便的與PC機進行通信，并可以在運行中改變變頻器的運行參數。

　　系統運行前，首先在PC機上設定變頻器的內部參數，電機的轉速和溫度的額定值；同時開啟控制器ARM，進行數據采集和運算控制。通過485總線，PC機可對主傳動系統的主、從電機同步和烘房溫度的控制進行實時監測。圖1僅針對拉幅熱定型機的同步系統，所以只用了一個ARM控制器，如果需要擴展到多單元的同步控制，增加被監控的單元和控制量，可利用485接口，方便地接人多個ARM控制器。