I/O主控器RC-207在XY双坐标扫描检测系统中的应用

    摘要：RC-207是日本RORZE公司生产的I/O主控制器芯片，其控制功能强。文中介绍了I/O主控器RC-207的主要性能和特点，给出了以RC-207为核心的X、Y扫描检测系统的硬件组成和软件设计方法。

    关键词：I/O主控器 扫描检测 工控机 RC-207

1 RC-207主要性能及特点

RC-207是日本RORZE公司生产的具有强大控制功能的I/O主控制器。它能产生控制信号，以使电机驱动器按要求发出功率脉冲。主控制器本身就是一台高性能的计算机，它具有二个串行口以及20个并行输入口，16个并行集电极开路晶体管输出口，除了进行一般的I/O操作外，其中部分端口可根据不同的工作方式定义为步进电机控制专用口。其内部监控程序已将有关定位控制以及步进电机操作的标准运输和、标准数据输入输出方式编成子程序，以指令的形式或以系统调用的形式加以引用，使得RC-207成为一个“智能控制系统”的一部分。由于其体积较小，因而可以安装在输入、输出源的附近，使用时应使其与控制单元的接线最短，以降低噪声干扰。还可以通过一台个人计算机或一个中央控制系统的主控机对步进电机的状态以及外部输入和输出状态进行实时监测。另外，采用光电隔离技术还可使过程控制在远程任一确定范围内进行通讯，其最远距离可达1km。在RC-207上可用高级语言（如BASIC语言、C语言）对ASC II命令编程以使电机执行各种功能。RC-207内部具有EEPROM，并有条件转移、调用子程序等程序控制指令。因此，一旦将程序装入其中，即可脱机运行。并可通过RC-002通信元件与上位机通信。为了提高通信的可靠性，可使用应答方式（echo back）来工作。

2 检测系统的构成及工作原理

如图1所示，XY双坐标扫描测系统主要由I/O主控器RC-207、通信主控元件RC-220A、电机驱动器RD-1234、工控机、步进电机M1、M2等组成。在使用DOP（邻萃二甲酸二辛酯）测试过滤器漏点时（DOP发雾通过风机进入样本箱，过滤器放在样本箱表面），可使用该检测系统代替人工操作控制两台电机，从而使机架上的探头沿类似方波的轨迹在过滤器的表面移动，以检测过滤器是否有泄漏点。其扫描轨道如图2所示。

系统的控制检测过程分为原点确认、泄漏检测、确认检测和记录泄漏点等，以下分别予以介绍。

2.1 原点确认

操作人员先根据产品的特性设置好产品的名称、型号、编号、高度、宽度等，并有计算机自动设置其坐标系统。在计算机点击“原点确认”按钮后，由计算机发出控制指令，该指令经RC-002通信主控元件变换后送入I/O主控器RC-207执行，然后输出控制信号给驱动器RD-1234，并使驱动器按要求发出功率脉冲给X轴步进电机和驱动机架探头。在X轴方向返回电气原点之后，点限开关SO1将此信号输入到主控器RC-207；计算机在接收到主控器RC-207发回的信号后，再发出控制指令，使探头在Y轴方向返回电气原点，当Y轴原点限位开关SO2检测到该控制指令后，输出信号给主控器RC-207。而后控头返回电气点，并经计算机确认后开始检测。

2.2 泄漏检测

点击开始按钮可使计算机发出控制信号给I/O主控器，主控器输出信号给驱动器和驱动机架，使探头沿着一个矩形方波的轨迹进行检测（如图2所示），同时计算机根据I/O主控器RC-207返回的探头位置信号还可在屏幕上显示出探头的运行轨迹。在检测过程中，如果检测到泄漏点，则保存其位置坐标，并在屏幕上以红色标示出泄漏点，同时由I/O主控器发出报警信号。

2.3 确认检测

第二次检测结束后，I/O主控器还将自动开始对泄漏点进行二次确认检测。系统可以首先根据记录的最后一个泄漏点的位置使探头以非常规的速度快速步进到泄漏点处对泄漏点进行二次确认检测。之后，以同样步骤进行下一个泄漏点的确认检测。如二次检测过程中原泄漏点经确认后不是泄漏点，则将其所存值删除，并在屏幕上清除所标示的泄漏点坐标。

2.4 记录泄漏点

确认检测结束后，探头返回到电气原点，并根据所置的打印标志来确认是否打印。如有泄漏点，则将泄漏点的坐标值、坐标系以及坐标系中的泄漏点位置打印出来。

3 系统程序设计

软件系统分为管理与控制通信、数据采集、处理三部分，为实现对过滤器检测的实时监控，工控机管理及监控软件采用Visual Basic编写，可运行在当前最受欢迎的Windows98和Windows NT系统，该程序采用面向对象的程序设计方法，界面友好。

该系统的主画面程序设计流程图如图3所示。图4为系统检测程序流程图。在这些软件支持下，该系统具有如下功能：

（1）检测功能，按测试按钮进入过滤器DOP检测画面，本功能主要用于过滤器检测探头的控制和对其运行轨迹的监控，以及泄漏点的记录和二次确认检测等；

（2）泄漏记录浏览功能，主要用来实现对历史记录的浏览及打印；

（3）手动控制功能，主要用于手动调整探头位置，可用画面按钮进行控制；也可用键盘光标键进行控制；

（4）数据分析功能，主要对已检测产品进行泄漏点位置分析和历史数据的查寻，并对检查结构进行打印；