[發(fā)明專利]基于Arduino軟硬件平臺(tái)的超聲波雙張控制系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911183677.2
• 申請(qǐng)日: 2019-11-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110861401B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏曉鋒;肖巍;朱衛(wèi);邱英華;王謙明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州日?qǐng)?bào)報(bào)業(yè)集團(tuán)盛元印務(wù)有限公司
• 主分類號(hào): B41F33/00
• 分類號(hào): B41F33/00
• 代理公司: 杭州裕陽(yáng)聯(lián)合專利代理有限公司 33289
• 代理人: 姚宇吉

1.基于Arduino軟硬件平臺(tái)的超聲波雙張控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

一超聲波雙張檢測(cè)傳感器，所述超聲波雙張檢測(cè)傳感器用于檢測(cè)空張、單張、雙張信號(hào)；

所述超聲波雙張檢測(cè)傳感器包括超聲波發(fā)射器、接收器、處理器；

所述超聲波發(fā)射器、接收器位于同一傾斜直線上，且超聲波發(fā)射器、接收器之間的直線距離為20～70mm，超聲波發(fā)射器在下方、接收器在上方，紙張從超聲波發(fā)射器、接收器之間輸出；

一雙張邏輯控制器，所述雙張邏輯控制器通過(guò)線路與超聲波雙張檢測(cè)傳感器連接；

所述雙張邏輯控制器采用Arduino UNO R3作為主控制板，接入超聲波雙張檢測(cè)傳感器雙張脈沖信號(hào)、膠印機(jī)合壓信號(hào)、前規(guī)脈沖信號(hào)；并利用軟件編程實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能，通過(guò)計(jì)數(shù)器進(jìn)行計(jì)數(shù)；

所述雙張邏輯控制器在計(jì)數(shù)器數(shù)值溢出時(shí)輸出報(bào)警信號(hào)，并將報(bào)警信號(hào)與膠印機(jī)機(jī)械雙張報(bào)警信號(hào)并聯(lián)接入膠印機(jī)PLC，實(shí)現(xiàn)雙張報(bào)警停機(jī)；

所述處理器內(nèi)置在接收器里，所述超聲波雙張檢測(cè)傳感器為透射式，輸出為低電平，工作電壓為24V直流電壓；

所述超聲波雙張檢測(cè)傳感器安裝在靠近膠印機(jī)的前規(guī)入口15～20cm處；

所述膠印機(jī)的輸紙臺(tái)板上開(kāi)設(shè)有一大于超聲波雙張檢測(cè)傳感器直徑2～3mm的光孔；

所述超聲波雙張檢測(cè)傳感器傾斜對(duì)準(zhǔn)光孔安裝，超聲波雙張檢測(cè)傳感器與輸紙臺(tái)板之間的水平夾角為45?～70?；

所述超聲波雙張檢測(cè)傳感器設(shè)有紅、灰、綠、藍(lán)、黃、白六種顏色的LED顯示狀態(tài)，并分別對(duì)應(yīng)有紅、灰、綠、藍(lán)、黃、白六種顏色的接線；其中，LED顯示藍(lán)色表示空張，LED顯示綠色表示單張，LED顯示紅色表示雙張；

所述超聲波雙張檢測(cè)傳感器的測(cè)試方式為：

SS01：接線：安裝完成后，將紅色線接入+24V直流電壓，灰色線接入0V直流電壓，白色線接入雙張邏輯控制器，其余線不接；

SS02：通電后，LED顯示藍(lán)色；否則，調(diào)整超聲波發(fā)射器和接收器的角度、超聲波發(fā)射器與接收器之間的距離；

SS03：分別將一張紙和兩張紙放入超聲波發(fā)射器和接收器之間，一張紙時(shí)LED顯示綠色，兩張紙時(shí)LED顯示紅色，即為正常；否則，檢查確認(rèn)超聲波雙張檢測(cè)傳感器是否完好；

所述主控制板輸入、輸出均為+5V直流電壓；

輸入信號(hào)采用一四路高速光耦隔離板、輸出信號(hào)采用一5V直流電壓繼電器板實(shí)現(xiàn)主控制板與膠印機(jī)PLC之間的信號(hào)轉(zhuǎn)換；

所述計(jì)數(shù)器啟動(dòng)信號(hào)為膠印機(jī)印刷滾筒合壓信號(hào)；

所述計(jì)數(shù)器先接入前規(guī)脈沖信號(hào)，再接入雙張脈沖信號(hào)，否則機(jī)器空轉(zhuǎn)時(shí)，前規(guī)動(dòng)作開(kāi)始計(jì)數(shù)，造成雙張誤報(bào)警停機(jī)；

設(shè)定所述計(jì)數(shù)器從0開(kāi)始計(jì)數(shù)，溢出值設(shè)定為2，將前規(guī)脈沖下降沿信號(hào)作為正向加計(jì)數(shù)信號(hào)，將雙張脈沖下降沿信號(hào)作為負(fù)向減計(jì)數(shù)信號(hào)，前規(guī)脈沖下降沿信號(hào)進(jìn)入計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值加1，雙張脈沖下降沿信號(hào)進(jìn)入計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)值減1，計(jì)數(shù)值始終在1-0之間交替變化，計(jì)數(shù)器值不會(huì)溢出；而一旦輸紙機(jī)出現(xiàn)雙張異常下紙，雙張脈沖信號(hào)始終保持高電平，這就在計(jì)數(shù)器上缺失了一個(gè)減計(jì)數(shù)信號(hào)，隨著下一個(gè)周期的前規(guī)脈沖下降沿信號(hào)進(jìn)入，計(jì)數(shù)器值會(huì)跳變至2，計(jì)數(shù)器值溢出，輸出報(bào)警停機(jī)信號(hào)；

所述超聲波雙張檢測(cè)傳感器進(jìn)行空張、單張、雙張檢測(cè)的方法為：

所述超聲波雙張檢測(cè)傳感器根據(jù)超聲波在空氣、紙張不同介質(zhì)中傳輸能量衰減程度不同實(shí)現(xiàn)空張、單張、雙張的檢測(cè)；

S001：超聲波發(fā)射器發(fā)出的聲波僅穿透空氣介質(zhì)到達(dá)接收器，為空張；

S002：超聲波發(fā)射器發(fā)出的聲波分別穿過(guò)空氣、紙張、空氣后到達(dá)接收器，為單張；

S003：超聲波發(fā)射器發(fā)出的聲波分別穿過(guò)空氣、紙張、空氣、紙張、空氣后到達(dá)接收器，為雙張；

還包括所述超聲波雙張控制系統(tǒng)的調(diào)試方法：

S0：將各硬件接線完成，并將程序代碼編譯下載至主控制板；

S1：分別檢查確認(rèn)雙張脈沖信號(hào)、膠印機(jī)合壓信號(hào)、前規(guī)脈沖信號(hào)輸入是否正常；

S2：再模擬生產(chǎn)中出現(xiàn)的情況，輸入各信號(hào)使計(jì)數(shù)器顯示不同數(shù)值，確認(rèn)報(bào)警輸出功能是否可以實(shí)現(xiàn)；

S3：借助監(jiān)視窗口直觀判斷信號(hào)的有無(wú)，并針對(duì)性排除相應(yīng)故障；

所述監(jiān)視窗口通過(guò)Arduino UNO R3串口監(jiān)視器功能實(shí)現(xiàn)，且在編程時(shí)將各信號(hào)狀態(tài)和計(jì)數(shù)器數(shù)值讀取并顯示在監(jiān)視器窗口內(nèi)。