ARM嵌入式控制器应用于印染设备监控中

1 引 言

　　随着工业自动化进程的推进和企业信息化程度的提高，利用远端智能模块和RS一485网络构建监控工作分散、监控结果集中的分布式监控系统，由于投资费用低、结构简单、实现容易、通信距离长、抗噪声等优点，在工业控制中得到了广泛的应用。而微电子技术和自动控制技术的发展。以及计算机技术迅速向非计算机领域的渗透，特别是32位微处理器ARM 在国内外的广泛应用，使数字化、网络化和智能化控制，成为新一代印染控制设备的主要发展方向。

　　我们针对拉幅热定型机主、从电机的同步运行和烘房温度控制系统进行监控，实现了微机（PC机）与MICROMASTER 440变频器的设站通讯，配合汉化下拉式菜单和画面显示，以及必要的操作提示，可完成对变频器参数的设定、运行参数的监测、运行数据和故障数据的采集。嵌入式控制器ARM除控制拉幅热定型机主、从电机的同步和烘房的温度外，还通过RS-485网络，将主、从电机的转速和烘房温度数据，传送给上位机画面实时显示。

2 系统的总体设计

　　图1为系统的总体框图。

图1 系统框图

　　ARM控制器通过两路光电脉冲发生器PG1和PG2，同时采集拉幅热定型机的主、从电机M1和M2的转速，经计算后求出两电机的转速偏差，再经过智能算法，输出控制量，调整从动机的转速，使之跟随主动机。由于是变频器驱动，控制量要转换为频率的变化量。ARM 控制器按确定的数据结构，把控制量送给PC机，PC机通过485接口与变频器通讯，调节变频器2输出频率，从而控制从动机M2的转速，使之与主电机同步运行。

　　ARM控制器还通过温度检测控制电路，采集烘房温度，经过适合的算法，对烘房温度进行控制。这里重点介绍PC机与变频器和嵌入式控制器的RS-485接口设计。整个系统采用RS-485总线标准进行数据传输。PC机采用研华的MOX-A CP-132UL卡，它是专为工业通讯环境设计的RS-422／485二串口卡，它支持2个独立的RS-422或RS-485串口，在一对多点应用环境中，每个串口最多可控制32个设备。每块卡采用自动数据流向控制ADDC（Automatic Data Direction Con-tro1）功能，无需额外的编程，即可轻松管理RS-485半双工通讯串口数据的传送和接收。变频器采用西门子的MM440，它有统一开放的USS通信协议，可方便的与PC机进行通信，并可以在运行中改变变频器的运行参数。

　　系统运行前，首先在PC机上设定变频器的内部参数，电机的转速和温度的额定值；同时开启控制器ARM，进行数据采集和运算控制。通过485总线，PC机可对主传动系统的主、从电机同步和烘房温度的控制进行实时监测。图1仅针对拉幅热定型机的同步系统，所以只用了一个ARM控制器，如果需要扩展到多单元的同步控制，增加被监控的单元和控制量，可利用485接口，方便地接人多个ARM控制器。