硬件部分（精选3篇）
硬件部分 篇1
一、概述
数控部分是机床数控环境的中央执行部分, 对整个机床起到智能控制作用。它的设计主要包括硬件设计和软件设计两部分。
二、数控硬件部分的设计
数控硬件的设计, 即单片机应用系统接口电路的设计, 包括系统扩展, 系统配置等内容。系统扩展指单片机片内功能单元如EPROM, RAM, I/O口, 定时/ 计时器, 中断源等容量的片外扩展;系统配置是指系统功能要求配接外部设备。
2.1数控硬件
8031单片机内部包括:8位CPU, 片内振荡器;128字节RAM;21个特殊功能寄存器;32根I/O线, 4个I/O口;可扩展64K字节的外部数据存储器和64K字节的外部程序存储器;两个16位定时器/ 计数器等。
2、通道引脚。P0口是一个8位漏极开路型双向I/Od端口。在访问片外存储器时, 它分时作低8位地址线和8位双向数据总线用。 P1口内部带上拉电阻的8位准双向I/O口, 可带4个LSTTL。 P2口是一个带内部上拉电阻的8位准双向I/O端口。在访问片外存贮器时, 它输出高8位地址。 P3口也是一个带内部上拉电阻的8位准双向I/Od端口。
3、地址锁存器74LS373。P0口是一个分时输出低8位地址和数据的通道口。那么就存在一个P0口的地址信息分离保存, 以便为外接存储器提供低8位地址信息问题, 采用74LS373作为地址锁存器, 并由CPU发出地址允许锁存信号ALE的下降沿, 将地址信息锁存入地址锁存器。74LS373的引脚D0 ∽D7是输入端, Q0∽ Q7是输出端, OE是片选端, 选通端LE与8031单片机的地址锁信号ALE连接。当选通端LE=1时, 74LS373的输出端与输入端相同, 当LE端高电平返回低电平 ( 下降沿) 时, 输入的地址信息就被锁入Q0∽ Q7中。
4、译码器74LS138。译码器电路将地址空间划分若干块, 其输出分别选通各存贮器芯片。常用译码器有74LS138是“3 - 8”译码器, 具有3个选择输入端, 组合成8种输出状态。输入端有8个, 每个输出端分别对应8种输入状态中的1中, 0电平有效。它还具有3个使能端E3、、和, 必须同时输入有效电平, 译码器才能工作。
5、程序存储器2764。2764是一个8K字节可编程只读存储器, 单一+5V供电, 工作电流为100m A, 维持电流为50m A, 读出最大时间为250ns, 28脚双列直插式封装。
6、数据存储器6264。
6264是8K字节的随机存储器芯片, 单一+5V供电, 额定功耗200m W, 典型存取时间200ns, 为28脚双列直插式封装。
7、可编程接口8155。
8155具有三个可编程I/O端口 (A口和B口是8位, C口是6位) , 一个可编程14位定时计数器和256字节的RAM, 能方便的进行I/O扩展和RAM扩展.
硬件部分 篇2
提高系统计量精度的首要环节是选用高精度的传感器, 即非线性误差、重复性误差、滞后误差都是越小越好。上述三个误差一般都要求达到万分之几的范围, 才能算是高精度的传感器。没有高精度的传感器, 要取得计量的高精度是根本无从谈起的。由于计量系统总的误差为:
σTΣ—称重传感器的总误差;
σAΣ—电测仪表的误差;
σJΣ—沉重误差;
σDΣ—动态称重引起的误差。
若称重精度要求达到0.5‰, 则传感器的误差。σTΣ应在万分之几的范围内。目前国内生产的高精度电阻应变片传感器的误差在万分之二左右, 已能满足要求。
在选用传感器时, 除了考虑高精度这一因素以外, 还要考虑组成同一称重电子秤的传感器的灵敏度具有一致性。因为传感器承受重量时其输出电压由下式确定:
S一传感器的灵敏度, mV/V;
V1—传感器的电桥工作电压, V;
P一传感器的量程, Kg;
F一传感器所承受的压力或拉力, Kg;
U0—传感器承受压力为F时的输出电压, m V。
从式 (2) 中不难推出:
通过实验验证及计算我们发现, 若系统采用两个传感器对称相连组成一个秤时, 一定要保证两个传感器灵敏度基本一致。
例如:当灵敏度基本一致的两个传感器构成一个计量秤时, 负荷为100kg时的输出电压几乎是负荷为50kg时的输出电压的二倍 (仅差0.02mV) ;而灵敏度相差较大的两个传感器构成一个计量秤在负荷为100kg时的输出电压与负荷为50kg时输出电压的二倍相差较大, 达到0.552mV。这么大的输出误差电压经过电压放大电路、A/D转换、计算机计算处理等过程, 在显示器上显示的重量就
会有较大的误差, 使称重精度明显受到影响。因而在投产前的调试或维修中更换传感器时, 一定要用灵敏度基本一致的传感器组成一个计量秤。
从式 (2) 中还可以看出, 传感器的输出电压与它的供桥电压V1有关。在加载时若V1不够稳定, 则直接影响传感器的输出电压, 从而影响称重精度。所以设计稳定的稳压电路非常重要。
传感器将它所受的力转化为电信号 (通常为电压) , 正常情况下, 传感器所受的力同它的电压输出应呈线性关系。进行校验, 如果传感器受力与电信号输出的线性相关系数过小, 说明传感器的质量存在问题。此外, 传感器的容量选择过小或过大, 也易引起上述线性关系的变化从而引起称量误差。同时随着使用周期的增大, 元器件的老化, 温度的变化, 传感器的输出也会出现漂移。
传感器受力不均衡, 也会造成称量误差。主要是由于传感器支承点分布不均。一般计量秤采用2只传感器对称分布, 在安装传感器时要使传感器的受力沿着传感器的轴线方向。若传感器是受压的, 则最好实现点接触。
电阻应变式称重传感器本身是一种坚固、可靠、耐用的机电产品。但为了保证精度, 使用中仍有许多要注意的问题, 下面是传感器输出连接的一些基本要求:
a) 传感器的信号电缆, 不和强电电源线或控制线并行布置 (例如不要把传感器信号线和强电电源线及控制线置于同一管道内) 。若它们必须并行放置, 那么, 它们之间的距离应保持在50cm以上, 并把信号线用金属管套起来。
b) 不管在何种情况下, 电源线和控制线均应绞合起来, 绞合程度50转/米。
c) 若传感器信号线需要延长, 则应采用特制的密封电缆接线盒。若不用此种接线盒, 而采用电缆与电缆直接对接 (锡焊端头) , 则应对密封防潮特别予以注意, 接好后应检验绝缘电阻, 且需达到标准 (2000~5000M) , 必要时, 应重新标定传感器。
d) 若信号电缆线很长, 又要保证较高的测量精度, 应采用带有中继放大器的电缆补偿电路。
e) 所有通向显示电路或从电路引出的导线, 均应采用屏蔽电缆。屏蔽线的联接及接地点应合理。
f) 传感器输出信号读出电路不与能产生强烈干扰的设备 (如可控硅, 接触器等) 及产生可观热量的设备放在同一箱体中。若不能保证这一点, 则应考虑在它们之间设置隔离板, 并在箱体内安置风扇。
g) 用以测量传感器输出信号的电子线路, 应尽可能配置独立的供电变压器, 不和接触器等设备共用同一主电源。
2 从机械谐振分析称量精度
机械谐振 (或机构谐振) 是由传动装置 (或传动系统) 和机械装置的弹性变形而产生的振动。为了控制计量系统的精度并满足响应速度要求, 必须提高控制系统的频率宽度, 避免结构谐振频率接近控制系统的带宽或落在带宽内, 否则系统会产生自激振荡而无法工作或使机构损坏。因此, 结构设计时必须兼顾它的结构、尺寸、材料性能及受力状况等。本系统使用环境比较复杂, 在实际生产过程中, 生产线各个机器、现场各运转设备都有各自机械谐振频带宽度, 这些机械谐振频带宽度叠加后的频带宽度可能与控制系统的带宽相重叠, 必须避免。所以在结构设计时必须兼顾机械结构、形状尺寸、材料性能及受力状况, 并采取一系列有效、可行、实用的减震措施。本计量系统中的机械谐振与控制系统的带宽完全相离, 经过滤波电路将机械谐振产生的干扰信号完全过滤掉, 消除了机械谐振对计量精度的影响。
3 从承载机构设计和安装分析称量精度
常见的秤斗安装错误是秤斗与各传感器的接触点不在同一个平面上, 这将使传感器受力不均, 同时使传感器的受力方向偏移它的轴线。后者使传感器受到侧向作用力, 造成传感器测量误差。此外, 秤斗安装时, 如果上下软连接不当, 造成计量秤与上下设备之间存在力的传递, 同样会引起称量误差。
由于所称物料的特性不一样, 物料在承载体上加载时对其产生冲击力的大小也不一样, 引起承载体摆动, 使传感器受到侧向力的影响, 严重影响称重精度。为了避免承载体的摆动, 保证传感器正常受力, 采取有效的措施, 克服长期过大冲击力引起上平面变形。
摘要：本文主要研究高精度称重系统中硬件及机械承载部分的精度。主要是从三个方面展开分析, 即传感器、机械谐振和承载机构设计和安装与称量精度的关系进行研究。
关键词：硬件,机械承载,传感器,精度
参考文献
[1]刘继平, 王庸贵, 李运涛.一种新型的实时计量系统的开发与应用[J].机械, 2003, 5.
[2]张继红.包装机械的创新设计必须面向机电一体化技术[J].包装机械, 2004, 4.
硬件部分 篇3
6月20日邯郸测试新局HDGS11上报0框1槽GCU单板故障, 同时有M3UA链路故障告警。经过多次拨打测试发现被叫有时不能正常接通。由于上面配置有CCU/CDB/VDB/BSG进程模块, 除了BSG模块是负荷分担外, 其它都是主备用的, 当时在1槽是主用的模块已经倒换到了0槽。但由于BSG上配置有M3UA链路, 导致该BSG上的M3UA链路故障。
二、问题、事件描述
0框1槽GCU单板配置有CCU/CDB/VDB/BSG进程模块, 除了BSG模块是负荷分担外, 其它进程模块都是主备用的。在1槽GCU单板故障时, 在1槽是主用的模块均倒换到了0槽。但由于BSG模块是负荷分担, 1槽模块上配置有M3UA链路, 所以导致该BSG上的M3UA链路故障。
三、分析与对策
1.单板故障原因分析从单板故障日志可以看到“VRD Power:Power supply failure.”的打印, 即0框1槽单板VRD电源硬件故障失效且不稳定, 引起单板内的VRD电源模块供电不足, 单板异常下电;单板VRD供电不稳定导致单板反复重启, 一直无法进入操作系统, 频繁引起单板异常下电告警。
2.0槽的WCCU模块记录的到1401、1403BSG模块链路状态正常 (这两个BSG在1槽单板, 实际已经故障) , 造成三种拨测失败现象:现象一:取漫游号码时没有位置区, 被叫失败。没有位置区时, POOL局点默认不会下发全网寻呼, 因此也不分配漫游号码。没有位置区的原因, 也是由于1300, 1301VDB的用户位置更新失败 (同样是位置更新的时候, 这些WCCU将消息发到了故障BSG) , 删除了用户数据, 做被叫时触发了被叫恢复, 但POOL局点不会成功, 因为POOL局点关闭了全网寻呼;现象二:取漫游号码失败。若HLR将PRN消息送到这些WCCU模块, 返回PRN时, 同样可能送给这两块BSG, 导致失败。现象三:取路由失败。若BSC上来的业务在这些WCCU上处理, WCCU可能将取路由消息发给这两块故障BSG, 而这两块BSG的链路是故障的, 所有消息无法发出。发给其他BSG则正常处理。综述, 只要用户位置更新成功, 或者做一次主叫, 就能解决现象一。若业务进入了异常WCCU和故障BSG这条路径处理, 则出现呼叫受损。
3.出现异常WCCU和故障BSG路径的原因1槽单板上有1401, 1403两个BSG模块, 0槽和1槽的WCCU模块互为主备。单板故障后, 平台检测到BSG故障, 会通知0槽的1000至1007的WCCU模块刷新链路状态, WCCU正好是从备升主的倒换过程, 此时刷新链路状态失败, 这些WCCU仍然认为这两个BSG上的链路仍然是好的, 所有消息有可能发给故障BSG, 造成业务受损。
四、处理结果
经过分析此故障解决方式有三种:
(1) 与故障单板形成主备关系的单板 (如1槽和0槽) , 将该单板上WCCU模块复位 (实际上只要复位由备升主的模块即可) ;
(2) 更换故障单板, 链路恢复后, 能够正常处理消息;
(3) 督促厂家进行软件补丁加载彻底解决该问题。
HDGS11的解决方案是对0槽单板的WCCU模块进行复位后告警消除, 故障消失。
建议与讨论