Автор: Васинский А.А., Овчинников А.А.
Источник: информационный журнал "Вологодские чтения" – 2006, №61. – С. 60 – 61.

Целью данной работы является разработка микропроцессорной системы автоматического управления (САУ) для точечной сварочной машины типа МТМ-160. САУ позволяет работать машине в автоматическом, полуавтоматическом и ручном режимах управления, обеспечивает сварку в импульсном и непрерывном режимах, с полным или экономичным армированием, с переменным или постоянным шагом, обеспечивает гибкую настройку параметров сварочного процесса для конкретных технологических целей. Разработка состоит в том, чтобы на основе микроконтроллерного модуля и его модулей расширения фирмы "Фрактал" изготовить САУ и написать программу на языке программирования FRACTAL-BASIC. Модуль MCU42-3 представляет собой одноплатный контроллер. MCU42-3 входит в состав комплекта модульных контроллеров MCU4. Модуль предназначен для решения задач управления различными узлами электронной аппаратуры или для применения в системах на базе комплекта MCU4. Встроенный интерпретатор Fractal-BASIC позволяет быстро создавать и отлаживать программы, не заботясь об особенностях процессора и схемотехники контроллера. Конструктору для создания управляющего узла на базе MCU42-3 достаточно ознакомиться с перечнем сигналов на разъемах и несколькими специальными операторами Fractal-BASIC ориентированными на удобное сопряжение с объектом управления. Другими словами, инженер знакомый с азами программирования на Бейсике может применить MCU42-3 как микросхему со встроенным Бейсиком. Программа пишется в обычном текстовом редакторе и передается в контроллер через стандартный СОМ - порт. После подачи команды SAVE программа записывается в SEEPROM и сохраняется там при выключении питания, а после включения автоматически загружается в ОЗУ и запускается на исполнение. Перезапись может быть осуществлена не менее 100 000 раз. Модуль обладает мощной системой ввода-вывода. 12 линий могут быть использованы либо как отдельные входы/выходы цифровые и аналоговые, либо как комбинация линий ввода-вывода и последовательных интерфейсов. Fractal-BASIC поддерживает интерфейсы: RS422, RS232C, I2C, SPI, MicroLan. Модуль может применяться в сложных системах с большим числом линий ввода-вывода. В этом случае он дополняется необходимыми модулями расширения, которые поддерживаются Fractal-BASIC.

Технические характеристики:
Процессор AT89S53 / 22,1184 МГц;
объем Flash 12 кБайт;
ОЗУ 62С1024 / используется 64 кБайта;
SEEPROM 24LC256 / 32 кБайта;
супервизор / Watchdog ADM1232;
драйвер DS232AR;
пользовательские интерфейсы RS232C, I2C, SPI, MicroLan;
скорости обмена; RS232C – до 250 кБод;
I2C – 100 кГц 7 бит адрес, мастер;
SPI – до 2 МГц, 3 бит адрес;
количество линий ввода / вывода 12 (не считая I2C и RS232/RS422);
в том числе аналоговых линий 4;
нагрузочная способность интерфейсных линий 1,6/-0,060 мА;
электропитание 7–ЗОВ или 5В+-5%;
типичный ток потребления 35 мА.

Принцип действия САУ основан на последовательном выполнении микроконтроллерным модулем программы операций, необходимых для сваривания сеток:

подача продольного прутка; подача поперечного прутка; сжатие, сварка, проковка; резка и пакетирование.

Встроенная энергнезависимая память позволяет сохранять настроечные параметры, а также ход выполнения программы, что позволяет продолжить выполнение программы после пропадания питания с того места, на котором процесс остановился.

САУ управляет внешней нагрузкой до 4 А посредством симисторных ключей, расположенных в блоке питания. Входные и выходные цепи устройства имеют потенциальную оптическую развязку с допустимым напряжением изоляции 2.5 кВ.

САУ состоит из блока питания и выходных реле, блока управления и выносного пульта.

На пульте САУ расположены кнопки «Пуск», «Стоп», переключатели режима работы «Сварочный ток» и «Ручная работа», а также кнопки ручного управления сварочной машиной. Дополнительно на пульт может выноситься звуковая и световая индикация.

В блоке питания располагаются источники питания 5 и 24 В, симисторные ключи для управления электропневматическими клапанами и двигателями сварочной машины, модуль управления тиристорами.

На передней панели блока вынесена световая индикация сети и напряжений питания. На передней панели блока управления расположены кнопки настройки «+», «-», «Отмена», «Ввод», символьный двухстрочный жидкокристаллический дисплей для индикации режимов настройки и работы. В правой части лицевой панели располагается звуковая и световая трехцветная светодиодная индикация.

Внедрение микроконтроллерного модуля и бесконтактных элементов повышает надежность, экономичность системы управления и облегчает ее настройку.