攤鋪機(jī)控制器是攤鋪機(jī)工作的操作中心，控制著攤鋪機(jī)的發(fā)動(dòng)、行走、送料、找平、攤鋪等動(dòng)作，并通過(guò)各種儀器儀表顯示整機(jī)的工作狀態(tài)，是操控和監(jiān)視攤鋪機(jī)工作的平臺(tái)。開(kāi)發(fā)先進(jìn)的智能控制器能大大提高攤鋪機(jī)整體自動(dòng)化水平和檔次，目前國(guó)外許多知名品牌攤鋪機(jī)廠家如ABG、戴納派克等，都推出了帶有智能控制器的攤鋪機(jī)。本文按照攤鋪機(jī)工作特點(diǎn)，在消化吸收ABG公司先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，按照全電子控制攤鋪機(jī)開(kāi)發(fā)要求，應(yīng)用CAN總線技術(shù)設(shè)計(jì)了一種新型具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的智能控制器。該智能控制器能夠有效控制攤鋪機(jī)各個(gè)機(jī)械動(dòng)作并集中監(jiān)測(cè)顯示工作狀態(tài)，與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，具有以下特點(diǎn)：（1）使用單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行控制，技術(shù)先進(jìn)、集成化程度高；（2）更好地實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互界面，顯示界面簡(jiǎn)單美觀且更加友好；（3）使用CAN總線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、雙向通信，通信實(shí)時(shí)性強(qiáng)、靈活性高，硬件易擴(kuò)展；（4）方便拆裝和攜帶，接線線路簡(jiǎn)化，可根據(jù)需要放置在攤鋪機(jī)的任何位置。
　　1、CAN總線結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)控制方案
　　攤鋪機(jī)系統(tǒng)復(fù)雜，其控制系統(tǒng)包括攤鋪機(jī)行駛系統(tǒng)、發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)、送料系統(tǒng)，大臂、熨平板和自動(dòng)找平控制系統(tǒng)，顯示及報(bào)警系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等。采用多CPU控制的基于CAN總線的全電子控制系統(tǒng)，使智能控制器、送料控制、運(yùn)動(dòng)控制等都成為一個(gè)節(jié)點(diǎn)連接在CAN總線上。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

　　智能控制器的設(shè)計(jì)目的是實(shí)現(xiàn)攤鋪機(jī)的全電子控制，提供一個(gè)高質(zhì)量、人性化的硬件平臺(tái)和可靠的軟件控制系統(tǒng)。因此，硬件采用帶CAN控制器的單片機(jī)芯片作為CPU，各個(gè)外設(shè)通過(guò)各自接口電路進(jìn)行連接和通信；軟件采用程序模塊化設(shè)計(jì)、主程序?qū)崟r(shí)查詢的方式執(zhí)行。各個(gè)控制模塊設(shè)計(jì)方式及其所需達(dá)到的功能如下：
　?。?）主機(jī)控制模塊。包括主控制系統(tǒng)、鍵盤系統(tǒng)、模數(shù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、LED反饋指示系統(tǒng)、LCD顯示系統(tǒng)、面板設(shè)計(jì)等。主控制系統(tǒng)配合和協(xié)調(diào)各個(gè)子系統(tǒng)正常工作；鍵盤使用薄膜按鍵取代傳統(tǒng)的按鈕式或撥動(dòng)式開(kāi)關(guān)，按鍵響應(yīng)動(dòng)作合理，避免按鍵誤讀；使用集成模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的CPU，優(yōu)化電路設(shè)計(jì)；LED和LCD顯示簡(jiǎn)單美觀，并能故障報(bào)警。
　?。?）輸入輸出控制模塊。包括接收電位計(jì)的AD輸入、電磁閥開(kāi)關(guān)量輸出及其放大電路等。硬件采用光電隔離，軟件使用抗干擾技術(shù)，保證輸入輸出信號(hào)的準(zhǔn)確性。
　　（3）通信接口模塊。包括RS232C接口系統(tǒng)、CAN通信接口系統(tǒng)、光電隔離。要求智能控制器能夠與PC機(jī)及攤鋪機(jī)上其它CAN總線節(jié)點(diǎn)實(shí)時(shí)、可靠通信，具有檢錯(cuò)和糾錯(cuò)能力。
　　（4）電源模塊。使用2套隔離電源系統(tǒng)穩(wěn)定供電，避免電壓波動(dòng)過(guò)大，具有抗外界干擾能力。
　　智能控制器硬件采用工程機(jī)械專用的微處理器和性能成熟可靠的元器件，具有防塵、防振、防水、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，各輸出點(diǎn)具有短路和過(guò)載保護(hù)，配有CAN通信接口等特點(diǎn)；軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，保證系統(tǒng)響應(yīng)實(shí)時(shí)性，便于程序的升級(jí)、修改、調(diào)試和移植。
　　2、硬件設(shè)計(jì)
　　智能控制器中微處理器采用PIHIPS帶CAN控制器的8位P87C591單片機(jī)，該單片機(jī)支持CAN2.0B通信協(xié)議，具有6路復(fù)用模擬輸入的10位ADC變換器和片內(nèi)看門狗定時(shí)器，以及帶字節(jié)主從功能的I2C總線串行I/O口。P87C591具有CAN的擴(kuò)充特性，其中包括增強(qiáng)型驗(yàn)收濾波器，支持系統(tǒng)維護(hù)、診斷、系統(tǒng)優(yōu)化以及接受FIFO特性。以P87C591為核心的智能控制器結(jié)構(gòu)方框如圖2所示。

　　智能控制器硬件功能和特點(diǎn)：
　?。?）控制器帶有CANBUS接口，可與CAN總線上其它節(jié)點(diǎn)進(jìn)行CAN通信。只有一路RS232C串行端口，可與PC機(jī)通信。
　?。?）電位計(jì)控制器信號(hào)（模擬信號(hào)）輸入電路包括一個(gè)6輸入模擬多路復(fù)用器（6AI）和一個(gè)10位標(biāo)準(zhǔn)二進(jìn)制逐次逼近式ADC，只有2路開(kāi)關(guān)量輸出（2DO），用于電磁閥控制。
　?。?）高亮顯示的LED能直觀顯示當(dāng)前的工作狀態(tài)，LED接口電路采用3片串行輸入并行輸出的移位寄存器74LS164進(jìn)行擴(kuò)展，共驅(qū)動(dòng)24個(gè)LED。這種方式硬件電路簡(jiǎn)單，占用較少的I/O口。
　　（4）CAN收發(fā)器采用高速收發(fā)器TJA1040，分別為總線和CAN控制器提供差動(dòng)的發(fā)送和接收功能。6N137為高速光電耦合器，將微處理器與CAN總線的電源隔離，抑制干擾。
　?。?）控制器模板帶有鍵盤接口，可直接與薄膜開(kāi)關(guān)鍵盤電路相連。鍵盤為42個(gè)鍵，根據(jù)攤鋪機(jī)控制需求和操作規(guī)程合理布局，其中有6個(gè)是備用按鍵。
　　（6）控制器模板帶有LCD接口，可直接與LCD顯示器相連。LCD顯示器用于形象、直觀地顯示攤鋪機(jī)狀態(tài)參數(shù)、歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)工況、報(bào)警與故障診斷數(shù)據(jù)，并提供設(shè)置參數(shù)界面。
　　（7）采用2套隔離電源：工作電壓為24V、GND，供電電壓為5V、GND，可安全有效地保護(hù)控制器不受外來(lái)的干擾和破壞。
　　3、軟件設(shè)計(jì)
　　軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)使用廣州周立功單片機(jī)公司的TKS-591S仿真器、EASYPRO-100編程器和ZLG7290DEMO板作為一套仿真器材，程序設(shè)計(jì)中采用KeilC51語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)功能。系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)如圖3所示。主控程序通過(guò)調(diào)用模塊子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)功能，子程序中，LED驅(qū)動(dòng)、RS232C驅(qū)動(dòng)以及LCD顯示器驅(qū)動(dòng)可直接調(diào)用開(kāi)發(fā)系統(tǒng)中相關(guān)