攤鋪機控制器是攤鋪機工作的操作中心，控制著攤鋪機的發(fā)動、行走、送料、找平、攤鋪等動作，并通過各種儀器儀表顯示整機的工作狀態(tài)，是操控和監(jiān)視攤鋪機工作的平臺。開發(fā)先進的智能控制器能大大提高攤鋪機整體自動化水平和檔次，目前國外許多知名品牌攤鋪機廠家如ABG、戴納派克等，都推出了帶有智能控制器的攤鋪機。本文按照攤鋪機工作特點，在消化吸收ABG公司先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，按照全電子控制攤鋪機開發(fā)要求，應(yīng)用CAN總線技術(shù)設(shè)計了一種新型具有自主知識產(chǎn)權(quán)的智能控制器。該智能控制器能夠有效控制攤鋪機各個機械動作并集中監(jiān)測顯示工作狀態(tài)，與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，具有以下特點：（1）使用單片機系統(tǒng)進行控制，技術(shù)先進、集成化程度高；（2）更好地實現(xiàn)人機交互界面，顯示界面簡單美觀且更加友好；（3）使用CAN總線技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)字化、雙向通信，通信實時性強、靈活性高，硬件易擴展；（4）方便拆裝和攜帶，接線線路簡化，可根據(jù)需要放置在攤鋪機的任何位置。
　　1、CAN總線結(jié)構(gòu)及系統(tǒng)控制方案
　　攤鋪機系統(tǒng)復(fù)雜，其控制系統(tǒng)包括攤鋪機行駛系統(tǒng)、發(fā)動機電控系統(tǒng)、送料系統(tǒng)，大臂、熨平板和自動找平控制系統(tǒng)，顯示及報警系統(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、運動控制等都成為一個節(jié)點連接在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)計目的是實現(xiàn)攤鋪機的全電子控制，提供一個高質(zhì)量、人性化的硬件平臺和可靠的軟件控制系統(tǒng)。因此，硬件采用帶CAN控制器的單片機芯片作為CPU，各個外設(shè)通過各自接口電路進行連接和通信；軟件采用程序模塊化設(shè)計、主程序?qū)崟r查詢的方式執(zhí)行。各個控制模塊設(shè)計方式及其所需達(dá)到的功能如下：
　　（1）主機控制模塊。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)計等。主控制系統(tǒng)配合和協(xié)調(diào)各個子系統(tǒng)正常工作；鍵盤使用薄膜按鍵取代傳統(tǒng)的按鈕式或撥動式開關(guān)，按鍵響應(yīng)動作合理，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；LED和LCD顯示簡單美觀，并能故障報警。
　?。?）輸入輸出控制模塊。包括接收電位計的AD輸入、電磁閥開關(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)，保證輸入輸出信號的準(zhǔn)確性。
　?。?）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機及攤鋪機上其它CAN總線節(jié)點實時、可靠通信，具有檢錯和糾錯能力。
　?。?）電源模塊。使用2套隔離電源系統(tǒng)穩(wěn)定供電，避免電壓波動過大，具有抗外界干擾能力。
　　智能控制器硬件采用工程機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)動能力強，各輸出點具有短路和過載保護，配有CAN通信接口等特點；軟件采用模塊化設(shè)計，保證系統(tǒng)響應(yīng)實時性，便于程序的升級、修改、調(diào)試和移植。
　　2、硬件設(shè)計
　　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，該單片機支持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的擴充特性，其中包括增強型驗收濾波器，支持系統(tǒng)維護、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：
　?。?）控制器帶有CANBUS接口，可與CAN總線上其它節(jié)點進行CAN通信。只有一路RS232C串行端口，可與PC機通信。
　?。?）電位計控制器信號（模擬信號）輸入電路包括一個6輸入模擬多路復(fù)用器（6AI）和一個10位標(biāo)準(zhǔn)二進制逐次逼近式ADC，只有2路開關(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進行擴展，共驅(qū)動24個LED。這種方式硬件電路簡單，占用較少的I/O口。
　?。?）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，可直接與薄膜開關(guān)鍵盤電路相連。鍵盤為42個鍵，根據(jù)攤鋪機控制需求和操作規(guī)程合理布局，其中有6個是備用按鍵。
　?。?）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、直觀地顯示攤鋪機狀態(tài)參數(shù)、歷史數(shù)據(jù)、實時工況、報警與故障診斷數(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，可安全有效地保護控制器不受外來的干擾和破壞。
　　3、軟件設(shè)計
　　軟件開發(fā)系統(tǒng)使用廣州周立功單片機公司的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)計中采用KeilC51語言來實現(xiàn)功能。系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)如圖3所示。主控程序通過調(diào)用模塊子程序來實現(xiàn)功能，子程序中，LED驅(qū)動、RS232C驅(qū)動以及LCD顯示器驅(qū)動可直接調(diào)用開發(fā)系統(tǒng)中相關(guān)