O 引言
在許多實際生產過程中，常常要用到具有自動換向功能的控制部件，例如機械加工中的往返運行（位移），直流電源的正反向輸出，電動機的正反轉運行等現象，都是當正向（或反向）運行到一定時間或一定位置時，則自動換為反向（或正向）運行的周而復始的過程。實現這一過程的自動化，必須設計一套控制電路，再配以位移傳感器或時間繼電器。目前市場卜現有的時間繼電器雖然可以用多個組合來滿足一些使用場合的要求，但仍存在著重復計時誤差大，穩(wěn)定可靠運行性不高，使用不簡便靈活等不足。為此，我們研發(fā)了以單片機為核心組成的時間/位移換向控制器SWHX—1，它具有成本低，精度高，運行穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。
1 電路組成及工作原理
SWHX—l的內部電路如圖l所示，分為輸入輸出電信號轉換，CPU軟件編程控制和定時延時設定3部分，共14條引出線，其中腳2、3、4為直流地線公共端VGND。該器件可交直流兩種供電方式工作。當用交流供電時，通過腳13、14輸入交流12V，經橋式整流、穩(wěn)壓后供給內部電路恒壓基準電源，并將整流后的直流12V經腳1和VGND送出，以供外部其他電路用；當用直流供電時，腳1和腳2、3、4
則為輸入端，輸入的12V直流電經穩(wěn)壓后再供給內部電路，該方式可省去交流電源，但要注意將腳14、13應置于懸空狀態(tài)。
SWHX-1內部電路設計有1路換向延時和2路定時輸出功能，換向延時時間是指正向（或反向）輸出組被關斷后延時一段時間后才開通反向（或正）組工作的時間，用戶可在0．5～2s之間任意設定；2路定時時間分別是指正向和反向組輸出的工作時間，用戶可在60s～7h31min之間任意設定。若60s~7h31min的定時時間不能滿足使用要求時，另留有4個端口P1～P4，可外接4個時間繼電器或4個行程開關以彌補。Pl和P3為正向組，P2和P4為反向組。
l.1 延時、定時時間設定
（1）延時時間設定法 圖1中t0～t4為換向延時時間設定短接開關，t0為對地公共端，t1～t4分別與O.5s、ls、1．5s、2s相對應，二者短接時，通過CPU軟件編程，則實現了相應的換向延時。例如tO與t1短接時，延時為0．5s，tO與t3短接時，延時為1．5s。
?。?）定時時間設定法 圖l中S1和S2為兩個8位定時時間設定撥位開關，每個開關前三位為小時位，后5位為分鐘位，采用二進制編碼方式，當8位撥碼選定后，通過CPU的P1和P2口送入，經軟件編程控制，實現相應的定時功能。所以每路的定時時間可在60s~7h31min之間任意設定。
1.2 用作定時換向器的工作原理
當SWHX—l用作定時換向控制時，CPU首先讀入撥位開關S的定時設定值，經軟件編程識別并通過CPU內部定時器和軟件延時實現，當定時時間到，則通過P0口經腳12和腳ll送出一個定時到脈沖，當腳12和腳11分別與腳5和腳7短接時，該定時到脈沖又向CPU產生一個中斷請求信號，當CPU接收到這一中斷清求后則通過引腳VS1端口輸出一個封鎖電位信號，以停止當前正在工作的一組，經0.5～2s的延時后，通過引腳VS2端口輸出一個啟動信號，啟動另一組開始工作，完成一次換向工作周期。反之亦然，周而復始。
1.3 用作位移換向器的工作原理
當SWHX一1用做位移換向控制時，上述中的定時功能不起作用，而是將位移檢測傳感器（一般為行程開關）送來的“位移到”信號通過腳5和腳7端口向CPU發(fā)出中斷請求，當CPU接到該中斷請求信號以后，則完成上述換向工作過程。另外，腳6和腳8是用于位移限制的，因為在絕大多數實際生產過程中位移是有限制的，所以將限位傳感器發(fā)出的信號經端口6、8送入，CPU接到該請求信號后，立即通過腳9和腳10發(fā)出限位封鎖信號，停止位移工作。
2 軟件設計
SWHX—l的軟件程序分為初始化，定時識別及延時處理和中斷換向處理3部分，程序流程如圖2所示。
3 在周期換向電源中的應用
在許多生產過程中要用到周期性換向電源裝置。這里僅以常見的電鍍電源中的一種為例說明其使用方法。圖3所示為三相雙反里形雙向6脈波周期換向電源的電路原理圖實例。該電源采用兩套品閘管可控整流電路，但在SWHX-1的控制下，在同一時間內只能有一套工作，另外一套被封鎖截止，兩套整流電路的工作時間通過圖1中的S1和S2來分別設定。圖3中的CF97088B是雙反星形6脈波晶閘管觸發(fā)專用器件，它除了產生6個同步觸發(fā)脈沖外，內部還具有電流、電壓雙PI負反饋調節(jié)功能，并且還能自動識別輸入三相電中的缺相、過電壓保護，過電流限制等功能，當有這些現象發(fā)生時，則自動封鎖觸發(fā)脈沖的輸出，起到保護和限制的目。W1和W3分別為正反向輸出電壓設定值調節(jié)旋鈕；W2和W4為正反向輸出電壓反饋量調節(jié)旋鈕。
該電源電路的優(yōu)點是結構簡單明了，便于組裝、調試和現場維護。由于CF97088和SWHX-1是全密封式器件，用于電鍍、電解和化工行業(yè)中，有防腐蝕作用，更為適合。
4 結語
基于單片機實現定時控制，以取代現行的定時器和時間繼電器．是今后的發(fā)展方向。本文介紹的SWHX-l器件作為一個嘗試，并在周期換向電源中應用結果表明，定時精確，運行可靠，效果較好。