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工业机床控制中的I/O错误监控

上网日期: 2006年07月14日 ?? 作者: Dr David Lin ?? 我来评论 字号:放大 | 缩小 分享到:sina weibo tencent weibo tencent weibo


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关键字:机床控制? 错误监控? 故障识别? 驱动器?

现代机床控制部件在装配中日益分散化,具有总线寻址的智能外设。除了控制整套系统之外,随着最小化并尽可能避免服务和维修费用的意愿增强,输入和输出线路上的故障与状态识别重要性也不断增加。这一重任可被委任为外围设备,比如高端驱动器iC-JX,极大地简化了错误的监控和处理。

图1显示了典型工业应用环境下的iC-JX。该器件设计用于工业应用,如机床控制面板或24V I/O模块,允许通过微控制器控制单元对输入和输出功能进行完整编程,驱动灯或继电器,读出开关和传感器,并监控线路、驱动器和传感器。与微控制器的通信由图1所示的SPI或8位并行接口实现。如图1所示,通过仅使用6个光耦合器实现了整套I/O系统与SPI相关的隔离,提供了一个成本低廉的解决方案。不再需要最多4个之外的任何其它元件,JX器件可通过SPI寻址,提供总数为6?条的I/O通道。

iC-JX具有4x4 I/O端口,可被作为输入或输出通道在模块内进行配置。双向驱动器记录来自外部源的逻辑状态,或者读取输出状态。这能识别出负载断路或短路。高端短路证明输出通道允许多种多样的负载,高达150mA dc,包括快速清零保护。集成控制逻辑识别输入信号变化并生成中断。每个I/O都有一个数字输入滤波器,用于抑制干扰(例如触点反弹)。通过集成以往的分立滤波器元件,外部器件的数量得以减少,因而削减了成本。每个I/O端口配有可编程电流源,因此在激活(系统检查,图2)之前就能检查出已连接负载的当前值或特定值。此外,所有端口都有一个通用10位A/D转换器,用来评估与器件连接的任何一个传感器(图3)。这允许识别任何故障,如因老化效应或过温而导致的缆线破裂或负载特征曲线改变。

进一步的专用功能是定义中断源,如过电流、输入电平和诸如控制面板显示器上的闪光灯电路。给定的中断源能通过数字滤波器用可变的滤波时间进行修正,使由触点反弹或高涌入电流引起的过冲输入信号,而灯和容性负载被屏蔽,因而不会自动触发中断。所有输入均有一个施密特触发器特性,因此慢信号也能被可靠地处理。

该器件具有内部保护电路,例如在欠压和过温时控制驱动器关断。每级驱动器有自己的温度传感器,通过两级进行评估,如果出现过温,微控制器能小心关断芯片。一个通用的抑制输入允许所有输出可从外部关断,因而提供了独立于处理器的安全看门狗。

由于有内部信号调节单元,使用iC-JX无需外部滤波元件。通过集成信号读回(readback)功能,该器件还允许较大的封装密度,同时提供改进的可靠性和灵活性。

David Lin

iC-Haus GmbH






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