闸门开度检测.doc

摘要：PLC以其固有的特性，在闸阀门智能化处理中得到了广泛的应用。解决好PLC与闸阀门开度检测装置间的数据传输接口是实现闸阀门高效、可靠、安全运行的关键。虽然，PLC提供SSI输入模块，但这类模块价格太高，需要配置专用电缆和处理软件。利用单片机实现与闸阀门开度检测装置（SSI）的输入接口，实现串行数据转换成并行数据与PLC数值量输入模块连接的输出接口。这样既降低了成本，又简化了PLC的编程。 关键词：单片机 闸阀门 检测方法 闸阀门开度检测装置在淮安三线船闸工程中，是实现闸阀门安全、高效和智能化运行的主要设备之一。该检测装置运用主要目的为：（1）在闸阀门启闭操作时，用于实时指示闸阀门的开度位置，以利于操作员及时掌握闸阀门的运行情况；（2）闸阀门开度参与闸阀门的运行控制，如使阀门开启至任意设定开度，实时监视阀门在这一设定开度时的下滑情况，并根据阀门下滑至不同关键位置时，立即采取相应的处理措施。（3）控制左右人字闸门同步运行与平稳变速运行。ROQ425是德国海德汉（HENDENHAIN）的（13位+12位）绝对编码器。特别适合于高精度、大量程闸阀门行程测量和控制的场合，是构成闸阀门检测装置的主要部件。具有如下主要特点：（1）分辨率高，最高可达8192线/转（13位）；（2）量程大，最高可达4096转（12位）；（3）掉电位置保护，无论开度仪掉电多少时间，系统上电后，ROQ425总能准确地测量出闸门当前的开度。（4）数据输出接口，采用串行同步接口（SSI）传输数据。PLC以其固有的特性，在闸阀门智能化处理中得到了广泛的应用。解决好PLC与闸阀门开度检测装置间的数据传输接口是实现闸阀门高效、可靠、安全运行的关键。虽然，PLC提供SSI输入模块，但这类模块价格太高，需要配置专用电缆和处理软件。利用单片机实现与闸阀门开度检测装置（SSI）的输入接口，实现串行数据转换成并行数据与PLC数值量输入模块连接的输出接口。这样既降低了成本，又简化了PLC的编程。1. 硬件设计硬件设计方案主要实现（1）与ROQ425的SSI连接；（2）与PLC模拟量输入模块和MODBUS口的连接；（3）完成输入串行数据（ROQ425 SSI）到输出4-20mA的转换。（4）完成输入串行数据（ROQ425 SSI）通过MODBUS口输出到PLC1.1 ROQ425 SSI接口介绍ROQ425 SSI接口电压为5V5%，空载时最大电流功耗为250mA。采用差分SN65LBC176线接收/驱动器进行数据传输，最远传输距离可达100m。ROQ425内部接口见图1。ROQ425是多圈绝对型旋转编码器，每圈用13位表示精度，用12位记录圈数。因此，开度绝对位置值采用25位字长表示。数据发送时序关系见图2，其工作原理为： 不发送数据时，CLOCK为高电平。 数据发送过程：当ROQ425接收到CLOCK发送周期（nT）的第一个下降沿时，ROQ425读取25位字长的绝对位置值存入数据缓存器。数据缓存器中数据随着CLOCK发送周期的上升沿串行同步发送数据，第一个发出的数据位是绝对位置值的第25位（MSB），最后一个发出的数据位是绝对位置值的第1位。 中断数据发送：在数据发送过程中，当CLOCK为高电平时间超过t3(35us)时，ROQ425终止当前数据发送周期，为下一个重新开始的发送周期做好准备。 数据重发：当完成一个绝对位置值的数据字发送周期后，DATA维持t3时间的低电平。若在t3（1235us）内，CLOCK开始一个新的发送周期，就会重发刚才发送的绝对位置值数据。1.2 硬件工作原理硬件设计由SSI接口、I/O接口、单片机和电源四部分组成。（1）SSI接口选用ROQ425推荐的RS422接口芯片MAX488。（2）I/O接口采用光电耦合器隔离，DA模块采用AD7541和AD694。MODBUS接口模块采用MAX232E。（3）单片机选用高性能的AT89C51（单字长指令、定时/计数器、看门狗）（4）选用24VDC输入5VDC输出和24VDC输入15VDC输出的DC/DC模块电源。原理图如下转贴于 中国论文下载中2.软件设计 通过对AT89C51进行编程，达到实时将SSI接口数据转换成4-20输出或通过MODBUS口传送至PLC系统的目的。主要流程如下：第一步 ：初始化设置。包括串口设置，中断设置，PLC地址的设置，零点设置等第二步：读取ROQ425数据并转换成十进制第三步：将转换过的数据通过并口和串口输出第四步：重复第二步下面是AT89C51的部分源程序：#include #include /* define I/O functions */#include /* define absacc functions */#include /* define absacc functions */#include /*#define uchar unsigned char*/#define _Nop() _nop_()typedef unsigned int word;typedef unsigned char byte;typedef unsigned long dword;static word data da,db,dc,df,p,crc1,cir,high;static dword data da1,db1,dc1,df1,dd,de,max,zero,zero2,dcb;static byte data show7,show14,show24,sendm8,s4,bb4;static byte data dd1,watch,kk,t1,dd21;code byte disp16=0x77,0x41,0x3b,0x6b,0x4d,0x6e,0x7e,0x43,0x7f,0x6f,0x5f,0x7c,0x36,0x79,0x3e,0x1e; void readgray();/*读取ROQ425数据*/void delay();void i_start();void i_stop();void i_init();void i_send(byte);void display();void change(dword);void change1(dword);void setzero();void zero1();void nub();void addr();void cir1();void e_start();void e_stop();void e_send(byte);byte e_recevie();void e_ack(bit);void e_send1(dword);bit isend(byte,byte,byte *,byte);bit ireceive(byte,byte,byte *,byte);void watchdog();void one();void two();void three();void one1();void two1();void three1();void pos();void res();void comsend(byte);word crc16(byte *);byte shj();void main() register i,j,k,x; bit d; dcb=0; show0=0x70; show1=0x00; show2=0x27; display(); for (i=0;i4;i+) show1i=0; show2i=0; SCON=0xc8;/*采用方式3 */ TMOD=0x20; TH1=0xfd; TL1=0xfd; TR1=1; ET1=0; ES=0; EA=0; high=0x07; max=8000; dd1=0; sda1=1; delay(); sda1=0; dd20=0; while(1) for (j=0;j4;j+) for (x=0;x8;x+) zero2*=2; z=(bit)(show2j&0x80); if (z=1) zero2+; show2j=show2j1; P2=(dc1 & 0x00000f00)8;/(dc1 & 0x00001e00)9; if(t0=1) if(zero=0)&(zero10000000)&(zero=0)&(zero10000000)&(zero=33390591) two1(); else three1(); sendm0=0x06; sendm1=0x06; sendm2=0x00; sendm3=0x05; sendm4=dc1/256; sendm5=dc1%256; crc1=crc16(sendm); sendm6=crc