控制系统跌落式落球试验机的控制系统由图像传感器

控制系统跌落式落球试验机的控制系统由图像传感器、数字计时计数器、89C51微处理器、显示器和相关输入输出接口电路组成。系统结构如示。试验机控制系统结构图控制系统是将3D图像传感器检测到的磨球图像信息通过信息处理后送入微处理器，能在很短的时间内判断磨球是否破碎或严重剥落，一旦发现有破碎球出现，能在显示器上显示，同时控制补球装置、碎球回收器工作，实现**破碎球、补充新球的功能。此外，控制系统中设有一个计时计数器，3D图像传感器检测到的信息通过处理后送入计时计数器进行计数，并在显示器上显示。

　　硬件的组成根据跌落式球落试验机的控制要求，控制系统采用89C51微处理器作为控制系统的核心部件，再配以输入与输出接口电路，构成一个较小的单片机系统。由于89C51本身片内有8KEPROM，还有4个I/O口，因此完全能满足程控器的硬件要求。硬件结构框图从可以看出，控制系统的输入量多为开关量，这些开关量经过信号处理和光电隔离后即进入单片机5。输入接口的光电隔离电路如所示。

　　输入接口的构成：开关量信号信号处理光电隔离进入单片机。从中还可以看到，控制系统的输出端多为交流电动机、双重电磁阀等感性负载，这些感性负载的控制器件为触点式继电器。为了驱动这些感性负载，从单片机中输出的信号必须经过光电隔离、信号放大及继电器驱动等多个环节后才能驱动负载工作5。

　　输出接口的构成：输出信号光电隔离信号放大继电器组驱动。输出接口的继电器驱动电路如所示。输入接口光电输出接口的继电器隔离电路驱动电路从中可以看出，输出接口的继电器选用JZC-6F，该继电器线圈额定电压为直流12V，内阻约400.选用SN7407六同相驱动器驱动该继电器6。由于SN7407的每个同相器大吸入电流达40mA，其输出晶体管集电集的耐压达30V，因此完全可以胜任此型号继电器的驱动要求。

　　由于本系统的硬件组成较为简单，在输入输出环节上采取了光电隔离双重抗干扰措施，所以系统工作稳定，特别适于工业控制现场使用。

　　软件的设计根据跌落式落球试验机的控制要求，控制系统将CCD固体图像传感器测到的磨球的图像信息通过模数/数模转换，将信息处理后送入微处理器，通过微处理器判断磨球是否破损，若破损，则通过声光报警器报警，并立即切断提升机电源，使提升机停止工作。同时，补球装置自动补充新球，破球回收器自动回收旧球。并将计时计数器检测到的破球数量及时间等相关信息通过信息处理后送入微处理器，并在显示器上显示。其程序流程图如所示。