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摘要：摊铺机控制器是摊铺机工作的操作中心，控制着摊铺机的发动、行走、送料、找平、摊铺等动作，并通过各种仪器仪表显示整机的工作状态，是操控和监视摊铺机工作的平台。开发先进的智能控制器能大大提高摊铺机整体自动化水平和档次，目前国外许多知名品牌摊铺机厂家如ABG,戴纳派克等，都推出了带有智能控制器的摊铺机。
关键词：摊铺机；智能控制器；设计应用
1CAN总线网络拓扑结构
摊铺机控制系统包括摊铺机行驶系统、发动机电控系统、送料系统、自动找平控制系统、显示及报警系统、通信系统等。为了提高系统的可靠性以及机器整体的自动化水平，采用了基于CAN总线的多CPU控制全电子控制系统，从而使智能控制器、送料控制、运动控制等都成为一个节点连接在CAN总线上，该系统结构图如图1所示.
2智能控制器硬件设计
智能控制器中微处理器采用PIHIPS带CAN控制器的8位单片机P87C591，该单片机支持CAN2.OB通信协议，具有6路复用模拟输入的10位ADC变换器和片内看门狗定时器，以及带字节主从功能的IzC总线串行I/O口。P87C591具有CAN的扩充特性，其中包括增强型验收滤波器，支持系统维护、诊断、系统优化以及接受FIFO特J哇。以P87C591为核心的
智能控制器硬件结构如图2所示。智能控制器硬件具有如下的功能和特点。
1)控制器带有CANBUS接口，可与CAN总线上的其他节点进行CAN通信。另有一路RS232C串行端口，可与PC机通信。控制器可根据需要被放置在摊铺机的任何位置，使用CANBUS技术后使得原来需要50根出线的控制器现在只要5根线就可以了。
2)电位计控制信号(模拟信号)输入电路包括一个6输入模拟多路复用器(C6AI)和一个10位标准二进制逐次逼近式ADC。另有2路开关量输出(C2D0)，用于电磁阀控制。
3)高亮显示的LED能直观显示当前的工作状态。为使硬件电路简单，节约P87C591的I/O口，LED接口电路采用三片串行输入并行输出的移位寄存器74LS164进行扩展，驱动24个LEDo
4)CAN收发器采用高速收发器TJA1040}分别为总线和CAN控制器提供差动的发送和接收功能。6N137为高速光电祸合器，将微处理器与CAN总线的电源隔离，抑制干扰。
5)为实现更好的人机交互界而，采用薄膜按键取代了传统的开关，控制器模板带有键盘接口，可直接与薄膜开关键盘电路相连。键盘为42个键，其中有6个是备用按键。按键上印有中文标记，并根据摊铺机控制需求和操作规程合理布局。
3智能控制器软件设计
系统开发时使用了广州周立功单片机公司的TKS-591S仿真器、EASYPRO-100编程器和ZLG7290DEM0板作为一套仿真器材。程序设计中采用Kei1C51语言来实现功能，保证了系统响应的实时性以及程序的可读性和可移植性。系统程序结构如图3所示。主控程序采用实时查询的方式来执行，通过调用模块子程序来实现功能。子程序中，LED驱动、RS232C驱动以及LCD显示器驱动可直接调用开发系统中相关程序包进行简单修改即可完成。
3.1键盘子程序设计
键盘子程序中采用循环扫描的方法进行键盘的取值。系统采用非编码式键盘，使用P87C591单片机PO和P2口组成行列矩阵。按键使相应节点接通或断开，通过程序编码后，产生相应键值。按键功能分为单击有效和长按有效两种，单击有效时，直接传输键值到CANBUS，并设置通用寄存器进行当前值分析;长按有效时，采用查询方式进行操作，不断发送键值到CANBUS。部分键值见表1.
AD转换程序设计为了减小输入信号的干扰，AD转换子程序中采用加权求平均值的方法。转换结果从数组ADC-R中返回。
3.2CAN总线通信程序
设计在设计通信协议时，以CAN技术规范2.0B为标准。通信程序设计可分为两个部分：一是节点的初始化，二是信息的发送和接收。初始化处理应当包括以下几项：操作模式、验收滤波器、总线定时、TXDC输出管脚配置、中断配置。验收滤波器的设置决定了节点所接收的信息的格式；定时器用来设置CAN总线上数据传输的波特率。发送信息采用查询控制方式。当P87C591发送数据时，发送缓冲区对写操作锁定。这样CPU必须检查状态寄存器的“发送缓冲区状态”标志（TBS），以确定是否可以将一个新信息放入发送缓冲区。接受信息采用中断控制方式。如果P87C591已接收到一个信息，该信息通过验收滤波器并放入接收FIFO，则产生一个接收中断。这样CPU能够立即将接收的信息传送到自身的信息存储器并置位命令寄存器的释放缓冲区标志（RRB）。
4结论
目前，国外许多知名品牌摊铺机厂家如ABG、戴纳派克等，都推出了带有智能控制器的摊铺机。本文按照国内摊铺机工作特点，在消化吸收ABG公司先进技术的基础上，应用CAN总线技术设计出了一种新型的具有自主知识产权的智能控制器。该控制器操作简单，可靠性高，方便携带和拆装，完全保证了摊铺机在恶劣环境下正常、可靠、稳定的工作。带有智能控制器的摊铺机技术水平在国内工程机械行业中居领先地位，并达到国际同类产品先进水平。
参考文献：
[1]陈伟,赵德安,汤养.新型摊铺机智能控制器的设计与应用[J].建筑机械,2006(21):81-84.
[2]徐春惠.沥青宽幅摊铺机新型防离析螺旋的设计及应用研究[J].广东交通职业技术学院学报,2011,10(3):39-42.
论文作者:李植林
论文发表刊物:《建筑科技》2017年9期
论文发表时间:2017/10/12
标签：控制器论文; 摊铺机论文; 智能论文; 子程序论文; 总线论文; 系统论文; 信息论文; 《建筑科技》2017年9期论文;