[发明专利]一种嵌入式张力控制器

说明书

本发明涉及一种嵌入式张力控制器，其特征在于该控制器包括编码器、MCGS触摸屏、ARM cortex‑M3微处理器、模拟输入模块、USB模块、232模块、DA模块、运算放大器、电源模块和脉冲输入模块，所述ARM cortex‑M3微处理器、模拟输入模块、USB模块、232模块、DA模块、运算放大器、WIFI模块、电源模块和脉冲输入模块集成在一块电路板上；所述ARM cortex‑M3微处理器的输出端通过USART分别与WIFI模块、USB模块和232模块连接，所述232模块通过RS232与MCGS触摸屏连接，ARM cortex‑M3微处理器与MCGS触摸屏通过Modbus协议进行通讯，ARM cortex‑M3微处理器与WIFI模块通过USART协议通讯，所述WIFI模块与外部智能设备连接；所述USB模块通过USB数据线与外部计算机连接，且与外部计算机通过Modbus协议进行通讯；ARM cortex‑M3微处理器通过I²C总线与DA模块连接。

技术领域

本发明涉及张力控制相关实验装置技术领域，具体涉及一种嵌入式张力控制器。

背景技术

张力控制器被用于对长条材料的张力进行控制的设备，广泛应用于锂电池极片制造业，造纸业等行业。现有的张力控制器采用可控制编程器(PLC)进行控制，成本较高，并且需要专业人员进行操作维护。因此需要发明一款具有安全、开发性好、可实现远程控制、易于操作维护、人机界面良好的张力控制器。

申请号为201220189685.5的中国专利公开了一种嵌入式张力控制器，其控制器以欧姆龙PLC为核心，通过接近开关反馈的放卷机构的转速信号计算布卷的转动角速度、并结合伺服电机运行线速度、实时测量布卷半径。接近开关反馈的信号误差系数大，致使精度低，且没有涉及人机交互功能，工作人员操作难度大。

申请号为201620255289.6的中国专利公开了一种基于自动验布机的恒张力控制系统，其控制系统核心为PLC，能够实时地根据布卷惯量的变化而调节放卷制动力的大小，从而使布面张力恒定。结构较复杂，成本较高。该控制系统根据接近开关判断电机转速，以此确定卷径的大小，但是分辨率较低，并且利用齿轮传动，长时间使用会发生齿轮磨损，使精度降低。

在《基于ARM多功能张力控制器的实现》中提到的张力控制器是以STM32F103ZET6芯片为核心，进行模块化设计，成本较高，但该系统中的人机装置为LED显示屏，不能实现真正意义的人机交互；并且本系统未对远程控制方向进行研究。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明要解决的实际技术问题是，提供一种嵌入式张力控制器。该控制器利用Modbus协议将ARM cortex-M3微处理器与MCGS触摸屏进行通讯，利用MCGS触摸屏对控制器进行监测与控制，实现人机交互，本发明所要控制的对象的放卷与收卷的主轴分别由相应的伺服电机同轴控制，通过控制编码器的反馈信息，对收卷与放卷的转速进行控制，从而实现对控制对象张力大小的控制。同时本发明控制器带有WIFI模块，可将控制过程中的速度与扭矩的值，实时上传至服务器，以供远程客户端查看及对控制器进行控制。