專利名稱：一種立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選設(shè)備智能全自動(dòng)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選設(shè)備，特別指一種可實(shí)現(xiàn)液位、流量、立環(huán)轉(zhuǎn)速、脈動(dòng)沖程和沖次自動(dòng)調(diào)節(jié)和記憶的智能自動(dòng)化立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選設(shè)備智能全自動(dòng)控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，市場(chǎng)上的立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選設(shè)備的供礦系統(tǒng)、尾礦處理系統(tǒng)、立環(huán)轉(zhuǎn)速均采用人工調(diào)節(jié)或者雖有電控調(diào)節(jié)但是各分系統(tǒng)不能有機(jī)結(jié)合、融合控制、統(tǒng)一指揮調(diào)度，常需人工依據(jù)監(jiān)測(cè)液位高低來隨時(shí)調(diào)整供礦流量與尾礦流量，從而來保證磁選設(shè)備出礦的品質(zhì)；特別是在不同礦種分選生產(chǎn)時(shí)，還要調(diào)節(jié)立環(huán)的轉(zhuǎn)速和脈動(dòng)沖程和沖次。因?yàn)椴荒苋詣?dòng)控制，人工操作的不確定性，嚴(yán)重影響磁選設(shè)備選礦品質(zhì)和分選效率。由于采用PLC控制，需要較多的模塊組合完成系統(tǒng)，可靠性難度加大，同時(shí)難以實(shí)現(xiàn)過程控制與監(jiān)控管理一體化。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)背景技術(shù)中存在的缺點(diǎn)和問題加以改進(jìn)和創(chuàng)新，提供一種采用混合片上系統(tǒng)(SOC) C8051F020為CPU，運(yùn)用多傳感器信息融合技術(shù)，并可貯存多組特定工作模式，不同工作模式對(duì)應(yīng)不同的礦種分選，可以快速切換不同的礦種分選生產(chǎn)，而且在生產(chǎn)過程中各系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，始終保持優(yōu)化工作狀態(tài)，提高選礦品位和分選效率，改善操作者的工作環(huán)境和降低勞動(dòng)強(qiáng)度，通過應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)總線PROF IBUS，有效實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程自動(dòng)控制與監(jiān)控管理有機(jī)結(jié)合的立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選設(shè)備智能全自動(dòng)控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型構(gòu)造一種包括由C8051F020混合片上組成的CPU、TP170B觸摸屏、可控硅整流裝置、三相自控整流電路、觸發(fā)器模塊、溫度變送器、電流變送器、電壓變送器的控制系統(tǒng)；其中DC8051F020異步通信系統(tǒng)UART與其邊界掃描邏輯JTAG接口線通過RS485轉(zhuǎn)換接口線一并組合進(jìn)入PR0FIBUS/RS-485/F0 ；2)依據(jù)磁選機(jī)整機(jī)現(xiàn)場(chǎng)的布局與安裝條件，采用了設(shè)備驅(qū)動(dòng)串行總線分布式配置，將其中的SPI總線用于磁選機(jī)上觸摸屏控制，SMBus串行總線用于專用液晶顯示器的控制；3)構(gòu)建磁選機(jī)現(xiàn)場(chǎng)自控系統(tǒng)的模擬量輸入、輸出通道4N33光耦抗干擾輸入單元， 與此對(duì)應(yīng)的開關(guān)量輸入、輸出通道亦設(shè)置對(duì)應(yīng)的4N33光耦抗干擾輸入單元；4) C8051F020混合片上系統(tǒng)JTAG邊界掃描接口設(shè)有兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)流向，且 C8051F020混合片上系統(tǒng)的磁選機(jī)自動(dòng)控制與調(diào)試與車間級(jí)的工控機(jī)建立通信聯(lián)系；5)人機(jī)接口采用TP170B彩色觸摸屏，TPl70B觸摸屏與C8051F020的通信基于PP I協(xié)議，通過RS485接口，采用屏蔽雙絞線實(shí)現(xiàn)PPI通信，6)溫度變送器、電流變送器、電壓變送器主要用于將可控硅元件的溫度、勵(lì)磁電流
3和電壓轉(zhuǎn)換成0 5V電壓或4 20 mA電流標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)后，送C8051F020的模擬量輸入/ 輸出模塊，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后在液晶屏上進(jìn)行顯示，或者經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)總線傳到上位機(jī)在監(jiān)控界面上進(jìn)行顯示實(shí)時(shí)，并由C8051F020程序進(jìn)行處理后經(jīng)基于閉環(huán)控制算法形成開關(guān)量輸出控制風(fēng)機(jī)的啟停、形成模擬量輸出控制觸發(fā)器的觸發(fā)角，使可控硅元件工作在允許的溫度條件下，勵(lì)磁電流穩(wěn)定在設(shè)定值；7)C8051F020與上位監(jiān)控機(jī)或主站的通信采用多點(diǎn)接口網(wǎng)絡(luò)(MPI)或PROF IBUS -DP現(xiàn)場(chǎng)總線接口通信方式，且C8051F020的CPU帶有通信接口，可與上位機(jī)與主站之間建立通訊硬件聯(lián)系。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)及有益效果1、通過模式化組合軟件的應(yīng)用使精礦富集比與回收率有明顯提高，生產(chǎn)效率提高了 10%以上，生產(chǎn)用水降低了 5%，選礦品位提高了 1%;降低了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度和改善了工作環(huán)境。2、本磁選設(shè)備自動(dòng)控制方案使得具有機(jī)器自主學(xué)習(xí)功能的選礦模式得以初步實(shí)現(xiàn)，并可自主性的改善。3、通過基于C8051F020混合片上系統(tǒng)的應(yīng)用，使得生產(chǎn)方遠(yuǎn)程監(jiān)控故障與更新下載軟件成為可能。4、通過基于C8051F020混合片上系統(tǒng)的應(yīng)用，使機(jī)器電路硬件故障軟維護(hù)成為可能。

圖1是本實(shí)用新型C8051F020混合片上系統(tǒng)(soc)內(nèi)部資源示意圖。圖2是本實(shí)用新型系統(tǒng)硬件原理框圖。圖3是本實(shí)用新型控制算法的運(yùn)行軟件框圖。
具體實(shí)施方式
圖1至3可知，本實(shí)用新型包括由C8051F020混合片上組成的CPU、TP170B觸摸
屏、可控硅整流裝置、三相自控整流電路、觸發(fā)器模塊、溫度變送器、電流變送器、電壓變送器；其中DC8051F020異步通信系統(tǒng)UART與其邊界掃描邏輯JTAG接口線通過RS485轉(zhuǎn)換接口線一并組合進(jìn)入PR0FIBUS/RS-485/F0 ；2)依據(jù)磁選機(jī)整機(jī)現(xiàn)場(chǎng)的布局與安裝條件，采用了設(shè)備驅(qū)動(dòng)串行總線分布式配置，將其中的SPI總線用于磁選機(jī)上觸摸屏控制，SMBus串行總線用于專用液晶顯示器的控制；3)構(gòu)建磁選機(jī)現(xiàn)場(chǎng)自控系統(tǒng)的開關(guān)量輸入通道4N33光耦抗干擾輸入單元，與此對(duì)應(yīng)的開關(guān)量輸入通道亦設(shè)置對(duì)應(yīng)的4N33光耦抗干擾輸入單元；4) C8051F020混合片上系統(tǒng)JTAG邊界掃描接口設(shè)有兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)流向，且 C8051F020混合片上系統(tǒng)的磁選機(jī)自動(dòng)控制與調(diào)試與車間級(jí)的工控機(jī)建立通信聯(lián)系；5)人機(jī)接口采用TP170B彩色觸摸屏，TPl70B觸摸屏與C8051F020的通信基于PP I協(xié)議，通過RS485接口，采用屏蔽雙絞線實(shí)現(xiàn)PPI通信，[0026]6)溫度變送器、電流變送器、電壓變送器主要用于將可控硅元件的溫度、勵(lì)磁電流和電壓轉(zhuǎn)換成0 5V的電壓或4 20 mA的電流送C8051F020的模擬量輸入/輸出模塊， 經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后在液晶屏上進(jìn)行顯示，或者經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)總線傳到上位機(jī)在監(jiān)控界面上進(jìn)行顯示實(shí)時(shí)，并由C8051F020程序進(jìn)行處理后經(jīng)基于閉環(huán)控制算法形成開關(guān)量輸出控制風(fēng)機(jī)的啟停、形成模擬量輸出控制觸發(fā)器的觸發(fā)角，使可控硅元件工作在允許的溫度條件下，勵(lì)磁電流穩(wěn)定在設(shè)定值；7)C8051F020與上位監(jiān)控機(jī)或主站的通信采用多點(diǎn)接口網(wǎng)絡(luò)(MPI)或PROF IBUS -DP現(xiàn)場(chǎng)總線接口通信方式，且C8051F020的CPU帶有通信接口，可與上位機(jī)與主站之間建立通訊硬件聯(lián)系。(一)硬件裝置本控制系統(tǒng)主要由C8051F020混合片上系統(tǒng)為CPU、TP170B觸摸屏、可控硅整流裝置(包括三相半控整流電路和觸發(fā)器模塊)、溫度變送器、電流變送器、電壓變送器等組成。采用片上系統(tǒng)C8051F020作為控制系統(tǒng)的核心，其型號(hào)CPU具有豐富的內(nèi)部資源，該機(jī)型具有M個(gè)以上數(shù)字量輸入口線數(shù)，16個(gè)以上數(shù)字量輸出口線數(shù)，帶有模擬量輸入/輸出模塊，不需進(jìn)行模擬輸入輸出通道硬件資源的擴(kuò)展。C8051F020單片機(jī)是完全集成的混合信號(hào)系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)，對(duì)開關(guān)量輸入輸出通道采用光電隔離技術(shù)可以達(dá)到工業(yè)控制抗干擾的要求，而由其為中央控制單元而形成的控制系統(tǒng)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，軟件設(shè)計(jì)時(shí)資源豐富等優(yōu)點(diǎn)。如圖1所示C8051F020混合片上系統(tǒng)(soc)的硬件資源包括具有與8051兼容的高速CIP-51內(nèi)核，與MCS-51指令集完全兼容，片內(nèi)集成了數(shù)據(jù)采集和控制系統(tǒng)中常用的模擬、數(shù)字外設(shè)及其他功能部件；內(nèi)置FLASH程序存儲(chǔ)器、內(nèi)部RAM，大部分器件內(nèi)部還有位于外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間的RAM，即XRAM0 C8051F單片機(jī)具有片內(nèi)調(diào)試電路，通過4腳的JTAG 接口可以進(jìn)行非侵入式、全速的在系統(tǒng)調(diào)試。如圖2所示(1)本自控系統(tǒng)將C8051F020異步通信系統(tǒng)UART與其邊界掃描邏輯JTAG接口線通過RS485轉(zhuǎn)換接口線一并組合進(jìn)入PR0FIBUS/RS-485/F0，為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程軟件下載準(zhǔn)備了接口條件。(2)依據(jù)磁選機(jī)整機(jī)現(xiàn)場(chǎng)的布局與安裝條件，采用了設(shè)備驅(qū)動(dòng)串行總線分布式配置技術(shù)。由于片上系統(tǒng)C8051F020已經(jīng)具備的串行通信硬件資源就有四種，將其中的SPI 總線用于磁選機(jī)上觸摸屏控制，SMBus串行總線用于專用液晶顯示器的控制，由于片機(jī)系統(tǒng)同時(shí)具備了這幾種硬件資源，所以此種具有特色的串行總線配置方案，事實(shí)上可以使得這幾種通信是并行處理的，從而極大的確保了 C8051F020混合片上系統(tǒng)CPU對(duì)磁選機(jī)控制算法的運(yùn)行速度要求。(3)由于C8051F020混合片上系統(tǒng)的論證與選用，使得在構(gòu)建磁選機(jī)現(xiàn)場(chǎng)自控系統(tǒng)的過程中，只需增加相關(guān)隔離措施，體現(xiàn)在增加光電耦合器4N33構(gòu)成的8 口線數(shù)字光電隔離抗干擾單元電路。與此對(duì)應(yīng)的開關(guān)量輸入通道也需增加對(duì)應(yīng)的基于4N33光耦抗干擾輸入單元。(4) C8051F020混合片上系統(tǒng)JTAG邊界掃描接口具有兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)流向，一個(gè)是在現(xiàn)場(chǎng)與U-EC5相聯(lián)進(jìn)行基于USB接口的現(xiàn)場(chǎng)在線調(diào)試，一個(gè)流向是通過RS485接口電平轉(zhuǎn)換接入現(xiàn)場(chǎng)總線PR0FIBUS/RS-485/F0，此次總線轉(zhuǎn)換，使得基于C8051F020混合片上系統(tǒng)的磁選機(jī)自動(dòng)控制與調(diào)試可以與車間級(jí)的工控機(jī)建立通信聯(lián)系。(5)現(xiàn)場(chǎng)總線實(shí)現(xiàn)一次制式轉(zhuǎn)換，PR0FIBUS/RS-485/F0轉(zhuǎn)換為PROFIBUS on Khernet/TCP-IP，這一次數(shù)據(jù)流的轉(zhuǎn)換使得在互聯(lián)網(wǎng)上的生產(chǎn)商總部的售后服務(wù)電腦終端能夠與正在使用的磁選機(jī)進(jìn)行通信，一方面可以監(jiān)控磁選的故障狀態(tài)，同時(shí)可以遠(yuǎn)程在線更新下載軟件。因?yàn)镴TAG邊界掃描的C8051F020混合片上系統(tǒng)具備空間與監(jiān)控管理的雙備份功能，使得遠(yuǎn)程下載與更新軟件成為可能，得以實(shí)現(xiàn)。采用其它技術(shù)實(shí)現(xiàn)的磁選機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)難以直接實(shí)現(xiàn)這一重要功能(6)人機(jī)接口采用TP170B彩色觸摸屏，主要用于現(xiàn)場(chǎng)操作人員輸入設(shè)定參數(shù)、監(jiān)控磁選機(jī)運(yùn)行過程及各參數(shù)實(shí)際值、出現(xiàn)故障后進(jìn)行維修時(shí)查找故障原因等。TP170B觸摸屏與C8051F020的通信基于PP I協(xié)議，通過RS485接口，采用屏蔽雙絞線實(shí)現(xiàn)PPI通信。(7)可控硅整流裝置用來完成交流到直流的變換，其整流后的直流電流經(jīng)直流變流器變換到磁選機(jī)所需要的勵(lì)磁電流值，其最大值高達(dá)1 600 A0勵(lì)磁電流值的大小可以通過控制觸發(fā)器的觸發(fā)角來改變。(8)溫度變送器、電流變送器、電壓變送器主要用于將可控硅元件的溫度、勵(lì)磁電流和電壓轉(zhuǎn)換成0 5V的電壓或4 20 mA的電流送入C8051F020的模擬量輸入/輸出模塊，經(jīng)A /D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后在液晶屏上進(jìn)行顯示，或者經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)總線傳到上位機(jī)在監(jiān)控界面上進(jìn)行顯示實(shí)時(shí)，并由C8051F020程序進(jìn)行處理后經(jīng)基于閉環(huán)控制算法形成開關(guān)量輸出控制風(fēng)機(jī)的啟停、形成模擬量輸出控制觸發(fā)器的觸發(fā)角，使可控硅元件工作在允許的溫度條件下，勵(lì)磁電流穩(wěn)定在設(shè)定值。(9)C8051F020與上位監(jiān)控機(jī)或主站的通信可以采用多點(diǎn)接口網(wǎng)絡(luò)(MPI)或PROF IBUS - DP現(xiàn)場(chǎng)總線接口等多種通信方式，本系統(tǒng)中C8051F020的CPU帶有通信接口，加驅(qū)動(dòng)就可以與上位機(jī)與主站之間建立通訊硬件聯(lián)系。(10)在片硬件故障軟維護(hù)技術(shù)傳統(tǒng)的電路制作，對(duì)已經(jīng)生產(chǎn)定型的產(chǎn)品與電路板，一般不能對(duì)現(xiàn)有硬件資源進(jìn)行重新組合配置的調(diào)整，一般只能進(jìn)行替換式的維修。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)由于使用C8051F020混合片上系統(tǒng)I/O端口交叉開關(guān)配置技術(shù)，此技術(shù)應(yīng)用可以使得部分已經(jīng)生產(chǎn)好的硬件資源失效時(shí)產(chǎn)生軟件編程修復(fù)的可能性。舉例說明，某個(gè)I/O 口輸出原理圖設(shè)計(jì)時(shí)是接在Pl. 0， 遇到Pl. 0驅(qū)動(dòng)故障時(shí)，我們可以通過編程調(diào)整如讓Pl. 1替代Pl. 0功能，這個(gè)過程不需要對(duì)電路板進(jìn)行劃線處理。此技術(shù)應(yīng)用可以使得部分已經(jīng)生產(chǎn)好的硬件資源失效時(shí)由產(chǎn)生軟件編程修復(fù)成為可能。該系列MCU具有標(biāo)準(zhǔn)8051的端口(0、1、2和3)。在F020/2中有4個(gè)附加的端口 (4、5、6和7)，因此共有64個(gè)通用端口 I/O。這些端口 I/O的工作情況與標(biāo)準(zhǔn)8051相似，但有一些改進(jìn)。每個(gè)端口 I/O引腳都可以被配置為推挽或漏極開路輸出。在標(biāo)準(zhǔn)8051中固定的“弱上拉”可以被總體禁止，這為低功耗應(yīng)用提供了進(jìn)一步節(jié)電的能力。可能最獨(dú)特的改進(jìn)是引入了數(shù)字交叉開關(guān)。這是一個(gè)大的數(shù)字開關(guān)網(wǎng)絡(luò)，允許將內(nèi)部數(shù)字系統(tǒng)資源映射到P0、P1、P2和P3的端口 I/O引腳。與具有標(biāo)準(zhǔn)復(fù)用數(shù)字I/O的微控制器不同，這種結(jié)構(gòu)可支持所有的功能組合?？赏ㄟ^設(shè)置交叉開關(guān)控制寄存器將片內(nèi)的計(jì)數(shù)器/定時(shí)器、串行總線、硬件中斷 ADC轉(zhuǎn)換啟動(dòng)輸入、比較器輸出以及微控制器內(nèi)部的其它數(shù)字信號(hào)配置為出現(xiàn)在端口 I/O引腳。這一特性允許用戶根據(jù)自己的特定應(yīng)用選擇通用端口 I/O和所需數(shù)字資源的組合。依據(jù)立環(huán)磁選機(jī)的礦漿、尾礦、注水流量一次測(cè)量，精礦品位，尾礦品位，作業(yè)回收率，富集比等相關(guān)指標(biāo)二次測(cè)算調(diào)整控制參數(shù)。主要測(cè)控要點(diǎn)與控制過程說明如下(1)磁場(chǎng)的大小控制產(chǎn)生穩(wěn)定的直流勵(lì)磁電流。這部分主要由三相半控整流電路、可控硅觸發(fā)裝置和變壓器組成。為了滿足不同型號(hào)SLon磁選機(jī)的要求，勵(lì)磁電流可以通過人機(jī)界面進(jìn)行設(shè)定。為確保磁場(chǎng)強(qiáng)度穩(wěn)定，必須使勵(lì)磁電流調(diào)整在相應(yīng)的值，因此， 采用P ID算法進(jìn)行電流控制。(2)互鎖控制為了使系統(tǒng)正常安全工作，必須確保立式轉(zhuǎn)環(huán)電機(jī)、脈動(dòng)電機(jī)及勵(lì)磁機(jī)構(gòu)按一定的順序起動(dòng)和停機(jī)，因此必須采用相應(yīng)的互鎖技術(shù)。本磁選機(jī)的啟停順序要求為在轉(zhuǎn)環(huán)電機(jī)、脈動(dòng)電機(jī)和風(fēng)機(jī)都起動(dòng)之后才能起動(dòng)勵(lì)磁機(jī)構(gòu)，否則按啟動(dòng)勵(lì)磁按鈕無效；轉(zhuǎn)環(huán)電機(jī)、脈動(dòng)電機(jī)和風(fēng)機(jī)中任何一個(gè)停止工作，勵(lì)磁機(jī)構(gòu)將自動(dòng)停機(jī)，并進(jìn)行聲光報(bào)警。(3)故障診斷與保護(hù)在三相整流變送環(huán)節(jié)，設(shè)置溫度傳感器變送可控硅元件表面的工作溫度，保護(hù)可控硅元件。當(dāng)可控硅元件的溫度超過40 °C時(shí)，風(fēng)機(jī)以高速檔運(yùn)行；當(dāng)溫度低于38 °C時(shí)，風(fēng)機(jī)以低速檔運(yùn)行。溫度測(cè)量采用當(dāng)磁選機(jī)系統(tǒng)某一部分出現(xiàn)故障， 如缺相、超溫、短路、過流、欠磁、缺水時(shí)，能自動(dòng)安全地關(guān)閉系統(tǒng)，停止磁選機(jī)工作，并進(jìn)行故障報(bào)警。(4)信息傳送為了將磁選機(jī)納入整個(gè)企業(yè)的過程自動(dòng)控制系統(tǒng)，必須設(shè)計(jì)與上位機(jī)通信的接口，并提供數(shù)據(jù)交換區(qū)的各變量存儲(chǔ)地址。(5)立環(huán)的轉(zhuǎn)速采用數(shù)字式霍爾傳感器測(cè)量轉(zhuǎn)速，其中，小磁鐵在轉(zhuǎn)子上安裝，數(shù)字式霍爾傳感器在固定基座上安裝。通過如圖所示的開關(guān)量輸入通道中的I/O 口線信號(hào)輸入到CPU內(nèi)，通過數(shù)字濾波算法計(jì)算出相對(duì)平穩(wěn)的立環(huán)轉(zhuǎn)速值參與控制運(yùn)算。(6)控制算法的運(yùn)行軟件框圖通過監(jiān)測(cè)、立環(huán)的轉(zhuǎn)速、供水系統(tǒng)的流速、液位的高低、尾礦排量等節(jié)點(diǎn)參量，由多參量PID算法與傳感器信息融合技術(shù)相結(jié)合，依據(jù)初始化的輸入條件與實(shí)時(shí)工況自動(dòng)調(diào)節(jié)各分系統(tǒng)的狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)智能控制。具體過程參見流程圖3。本實(shí)用新型所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行的描述，并非對(duì)本實(shí)用新型構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思想的前提下，本領(lǐng)域中工程技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求1. 一種立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選設(shè)備智能全自動(dòng)控制系統(tǒng)，其特征在于包括由 C8051F020混合片上組成的CPU、TP170B觸摸屏、可控硅整流裝置、三相自控整流電路、觸發(fā)器模塊、溫度變送器、電流變送器、電壓變送器；其中DC8051F020異步通信系統(tǒng)UART與其邊界掃描邏輯JTAG接口線通過RS485轉(zhuǎn)換接口線一并組合進(jìn)入 PR0FIBUS/RS-485/F0 ；2)依據(jù)磁選機(jī)整機(jī)現(xiàn)場(chǎng)的布局與安裝條件，采用了設(shè)備驅(qū)動(dòng)串行總線分布式配置，將其中的SPI總線用于磁選機(jī)上觸摸屏控制，SMBus串行總線用于專用液晶顯示器的控制；3)構(gòu)建磁選機(jī)現(xiàn)場(chǎng)自控系統(tǒng)的模擬量輸入、輸出通道4N33光耦抗干擾輸入單元，與此對(duì)應(yīng)的開關(guān)量輸入、輸出通道亦設(shè)置對(duì)應(yīng)的4N33光耦抗干擾輸入單元；4)C8051F020混合片上系統(tǒng)JTAG邊界掃描接口設(shè)有兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)流向，且 C8051F020混合片上系統(tǒng)的磁選機(jī)自動(dòng)控制與調(diào)試與車間級(jí)的工控機(jī)建立通信聯(lián)系；5)人機(jī)接口采用TP170B彩色觸摸屏，TP170B觸摸屏與C8051F020的通信基于PPI協(xié)議，通過RS485接口，采用屏蔽雙絞線實(shí)現(xiàn)PPI通信，6)溫度變送器、電流變送器、電壓變送器主要用于將可控硅元件的溫度、勵(lì)磁電流和電壓轉(zhuǎn)換成0 5V電壓或4 20 mA電流標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)后，送C8051F020的模擬量輸入/輸出模塊，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后在液晶屏上進(jìn)行顯示，或者經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)總線傳到上位機(jī)在監(jiān)控界面上進(jìn)行顯示實(shí)時(shí)，并由C8051F020程序進(jìn)行處理后經(jīng)基于閉環(huán)控制算法形成開關(guān)量輸出控制風(fēng)機(jī)的啟停、形成模擬量輸出控制觸發(fā)器的觸發(fā)角，使可控硅元件工作在允許的溫度條件下，勵(lì)磁電流穩(wěn)定在設(shè)定值；7)C8051F020與上位監(jiān)控機(jī)或主站的通信采用多點(diǎn)接口網(wǎng)絡(luò)MPI或PROFIBUS - DP 現(xiàn)場(chǎng)總線接口通信方式，且C8051F020的CPU帶有通信接口，可與上位機(jī)與主站之間建立通訊硬件聯(lián)系。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種立環(huán)脈動(dòng)高梯度磁選設(shè)備智能全自動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)由C8051F020混合片上組成的CPU、TP170B觸摸屏、可控硅整流裝置、三相自控整流電路、觸發(fā)器模塊、溫度變送器、電流變送器、電壓變送器等組成，采用混合片上系統(tǒng)C8051F020(SOC)為CPU，運(yùn)用多傳感器信息融合技術(shù)采用智能算法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制；片上系統(tǒng)串行總線采用分布式配置技術(shù)，將其中的SPI總線用于磁選機(jī)上觸摸屏控制，SMBus串行總線用于專用液晶顯示器的控制；系統(tǒng)可貯存多組特定工作模式，提高選礦品位和分選效率，改善操作者的工作環(huán)境和降低勞動(dòng)強(qiáng)度；通過采用現(xiàn)場(chǎng)總線、JTAG邊界掃描技術(shù)、C8051F020混合片上系統(tǒng)具備存儲(chǔ)空間與監(jiān)控管理的雙備份功能，使得通過互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控與更新軟件得以實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)G05B19/418GK202110420SQ20112004156
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月18日
發(fā)明者周應(yīng)創(chuàng), 朱朝暉, 湛騰西, 石勇 申請(qǐng)人:岳陽(yáng)科德科技有限責(zé)任公司