I/O主控器RC-207在XY雙坐標(biāo)掃描檢測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用

摘要：RC-207是日本RORZE公司生產(chǎn)的I/O主控制器芯片，其控制功能強(qiáng)。文中介紹了I/O主控器RC-207的主要性能和特點(diǎn)，給出了以RC-207為核心的X、Y掃描檢測(cè)系統(tǒng)的硬件組成和軟件設(shè)計(jì)方法。

關(guān)鍵詞：I/O主控器 掃描檢測(cè) 工控機(jī) RC-207

1 RC-207主要性能及特點(diǎn)

RC-207是日本RORZE公司生產(chǎn)的具有強(qiáng)大控制功能的I/O主控制器。它能產(chǎn)生控制信號(hào)，以使電機(jī)驅(qū)動(dòng)器按要求發(fā)出功率脈沖。主控制器本身就是一臺(tái)高性能的計(jì)算機(jī)，它具有二個(gè)串行口以及20個(gè)并行輸入口，16個(gè)并行集電極開(kāi)路晶體管輸出口，除了進(jìn)行一般的I/O操作外，其中部分端口可根據(jù)不同的工作方式定義為步進(jìn)電機(jī)控制專用口。其內(nèi)部監(jiān)控程序已將有關(guān)定位控制以及步進(jìn)電機(jī)操作的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)輸和、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)輸入輸出方式編成子程序，以指令的形式或以系統(tǒng)調(diào)用的形式加以引用，使得RC-207成為一個(gè)“智能控制系統(tǒng)”的一部分。由于其體積較小，因而可以安裝在輸入、輸出源的附近，使用時(shí)應(yīng)使其與控制單元的接線最短，以降低噪聲干擾。還可以通過(guò)一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)或一個(gè)中央控制系統(tǒng)的主控機(jī)對(duì)步進(jìn)電機(jī)的狀態(tài)以及外部輸入和輸出狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。另外，采用光電隔離技術(shù)還可使過(guò)程控制在遠(yuǎn)程任一確定范圍內(nèi)進(jìn)行通訊，其最遠(yuǎn)距離可達(dá)1km。在RC-207上可用高級(jí)語(yǔ)言（如BASIC語(yǔ)言、C語(yǔ)言）對(duì)ASC II命令編程以使電機(jī)執(zhí)行各種功能。RC-207內(nèi)部具有EEPROM，并有條件轉(zhuǎn)移、調(diào)用子程序等程序控制指令。因此，一旦將程序裝入其中，即可脫機(jī)運(yùn)行。并可通過(guò)RC-002通信元件與上位機(jī)通信。為了提高通信的可靠性，可使用應(yīng)答方式（echo back）來(lái)工作。

2 檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理

如圖1所示，XY雙坐標(biāo)掃描測(cè)系統(tǒng)主要由I/O主控器RC-207、通信主控元件RC-220A、電機(jī)驅(qū)動(dòng)器RD-1234、工控機(jī)、步進(jìn)電機(jī)M1、M2等組成。在使用DOP（鄰萃二甲酸二辛酯）測(cè)試過(guò)濾器漏點(diǎn)時(shí)（DOP發(fā)霧通過(guò)風(fēng)機(jī)進(jìn)入樣本箱，過(guò)濾器放在樣本箱表面），可使用該檢測(cè)系統(tǒng)代替人工操作控制兩臺(tái)電機(jī)，從而使機(jī)架上的探頭沿類似方波的軌跡在過(guò)濾器的表面移動(dòng)，以檢測(cè)過(guò)濾器是否有泄漏點(diǎn)。其掃描軌道如圖2所示。

系統(tǒng)的控制檢測(cè)過(guò)程分為原點(diǎn)確認(rèn)、泄漏檢測(cè)、確認(rèn)檢測(cè)和記錄泄漏點(diǎn)等，以下分別予以介紹。

2.1 原點(diǎn)確認(rèn)

操作人員先根據(jù)產(chǎn)品的特性設(shè)置好產(chǎn)品的名稱、型號(hào)、編號(hào)、高度、寬度等，并有計(jì)算機(jī)自動(dòng)設(shè)置其坐標(biāo)系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)點(diǎn)擊“原點(diǎn)確認(rèn)”按鈕后，由計(jì)算機(jī)發(fā)出控制指令，該指令經(jīng)RC-002通信主控元件變換后送入I/O主控器RC-207執(zhí)行，然后輸出控制信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器RD-1234，并使驅(qū)動(dòng)器按要求發(fā)出功率脈沖給X軸步進(jìn)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)機(jī)架探頭。在X軸方向返回電氣原點(diǎn)之后，點(diǎn)限開(kāi)關(guān)SO1將此信號(hào)輸入到主控器RC-207；計(jì)算機(jī)在接收到主控器RC-207發(fā)回的信號(hào)后，再發(fā)出控制指令，使探頭在Y軸方向返回電氣原點(diǎn)，當(dāng)Y軸原點(diǎn)限位開(kāi)關(guān)SO2檢測(cè)到該控制指令后，輸出信號(hào)給主控器RC-207。而后控頭返回電氣點(diǎn)，并經(jīng)計(jì)算機(jī)確認(rèn)后開(kāi)始檢測(cè)。

2.2 泄漏檢測(cè)

點(diǎn)擊開(kāi)始按鈕可使計(jì)算機(jī)發(fā)出控制信號(hào)給I/O主控器，主控器輸出信號(hào)給驅(qū)動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)機(jī)架，使探頭沿著一個(gè)矩形方波的軌跡進(jìn)行檢測(cè)（如圖2所示），同時(shí)計(jì)算機(jī)根據(jù)I/O主控器RC-207返回的探頭位置信號(hào)還可在屏幕上顯示出探頭的運(yùn)行軌跡。在檢測(cè)過(guò)程中，如果檢測(cè)到泄漏點(diǎn)，則保存其位置坐標(biāo)，并在屏幕上以紅色標(biāo)示出泄漏點(diǎn)，同時(shí)由I/O主控器發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

2.3 確認(rèn)檢測(cè)

第二次檢測(cè)結(jié)束后，I/O主控器還將自動(dòng)開(kāi)始對(duì)泄漏點(diǎn)進(jìn)行二次確認(rèn)檢測(cè)。系統(tǒng)可以首先根據(jù)記錄的最后一個(gè)泄漏點(diǎn)的位置使探頭以非常規(guī)的速度快速步進(jìn)到泄漏點(diǎn)處對(duì)泄漏點(diǎn)進(jìn)行二次確認(rèn)檢測(cè)。之后，以同樣步驟進(jìn)行下一個(gè)泄漏點(diǎn)的確認(rèn)檢測(cè)。如二次檢測(cè)過(guò)程中原泄漏點(diǎn)經(jīng)確認(rèn)后不是泄漏點(diǎn)，則將其所存值刪除，并在屏幕上清除所標(biāo)示的泄漏點(diǎn)坐標(biāo)。

2.4 記錄泄漏點(diǎn)

確認(rèn)檢測(cè)結(jié)束后，探頭返回到電氣原點(diǎn)，并根據(jù)所置的打印標(biāo)志來(lái)確認(rèn)是否打印。如有泄漏點(diǎn)，則將泄漏點(diǎn)的坐標(biāo)值、坐標(biāo)系以及坐標(biāo)系中的泄漏點(diǎn)位置打印出來(lái)。

3 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

軟件系統(tǒng)分為管理與控制通信、數(shù)據(jù)采集、處理三部分，為實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)濾器檢測(cè)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，工控機(jī)管理及監(jiān)控軟件采用Visual Basic編寫(xiě)，可運(yùn)行在當(dāng)前最受歡迎的Windows98和Windows NT系統(tǒng)，該程序采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)方法，界面友好。

該系統(tǒng)的主畫(huà)面程序設(shè)計(jì)流程圖如圖3所示。圖4為系統(tǒng)檢測(cè)程序流程圖。在這些軟件支持下，該系統(tǒng)具有如下功能：

（1）檢測(cè)功能，按測(cè)試按鈕進(jìn)入過(guò)濾器DOP檢測(cè)畫(huà)面，本功能主要用于過(guò)濾器檢測(cè)探頭的控制和對(duì)其運(yùn)行軌跡的監(jiān)控，以及泄漏點(diǎn)的記錄和二次確認(rèn)檢測(cè)等；

（2）泄漏記錄瀏覽功能，主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)歷史記錄的瀏覽及打印；

（3）手動(dòng)控制功能，主要用于手動(dòng)調(diào)整探頭位置，可用畫(huà)面按鈕進(jìn)行控制；也可用鍵盤(pán)光標(biāo)鍵進(jìn)行控制；

（4）數(shù)據(jù)分析功能，主要對(duì)已檢測(cè)產(chǎn)品進(jìn)行泄漏點(diǎn)位置分析和歷史數(shù)據(jù)的查尋，并對(duì)檢查結(jié)構(gòu)進(jìn)行打印；

（5）系統(tǒng)說(shuō)明功能，用于顯示系統(tǒng)檢測(cè)說(shuō)明及操作幫助。