基于CSCW嵌入式纺织生产设备控制系统研究.pdf
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1、Y104225 8澎一涉理j 大学Z h e j i a n gS c i-T e c hUni v e r s i t y硕士学位论文论文题目:学科专业:作者姓名:指导教师:垄至丝垦型筮叁鱼丝墨篁圭监握别是嗷獭搽级沙张星拯船浓守翻擞投完成口期:讹、f2、珍,浙江理工大学硕上学位论文摘要纺织生产设备作为纺织工业的装备,是纺织产业的一个重要核心部分,当前我国纺织工业中应用的纺织生产设备控制系统多数还采用单机系统,且处理速度相对不高,针对此问题,本文对基于C S C W 纺织生产设备控制系统架构进行研究,并在此架构思想基础上,以织机的监控为研究背景,完成了基于C S C W 嵌入式织机模拟控制系统
2、中控制终端和现场管理终端设计、实现。系统设计中控制终端采用以嵌入式基础板为核心应用系统,以C P L D 扩展板为扩展系统的硬件设计方案,C P L D 分担了嵌入式处理器的处理任务,从而提高了系统实时性;现场管理终端通过网络和友好的人机界面与控制终端进行信息交互,从而将其从控制终端分离出来,提高了系统可靠性、稳定性,总结本文主要工作内容如下:1、对基于C S C W 嵌入式纺织生产设备控制系统进行研究,确定各组成部分功能,并在此思想基础上提出了基于C S C W 嵌入式织机模拟控制系统设计方案。2、对织机中选纬和送经机构控制原理进行分析,并据此完成了硬件接口的需求总结;3、通过对比分析,确定
3、A R M 9 作为核心系统的嵌入式处理器,掘此采购了嵌入式基础板,并对系统应用的接口电路进行分析,以确定与扩展系统的连接方式;4、整个系统硬件为多电压系统,通过对系统硬件电路电压分析,扩展系统中C P L D 芯片确定采用A L T E R A 公司的E P M 7 1 2 8 S L C 8 4,并完成了C P L D 扩展板的电路设计、制作;5、采用V e r i l o gH D L 语言完成C P L D 功能电路的设计,实现了对织机主要执行控制机构、传感信号的检测、位开关信号的控制以及故障报警功能等;6、对系统开发环境进行选择,并根据模拟控制系统要求,完成嵌入式L I N U X
4、内核的定制,分析设计了对织机控制终端和织机现场管理终端间的应用层数据通信协议及其通信策略;7、采用嵌入式G P I O 端口模拟总线的方案,完成了织机控制开关的驱动程序设计和C P L D驱动程序的设计;8、根据织机控制工艺和流程完成织机中设备控制函数和织机主控程序设计,主控程序一方面实现织机织造流程的模拟控制,另一方面实现了与管理终端通信功能。由于硬件只完成送经和选纬机构控制,所以对织机运转控制中必要信号采用了软件模拟来实现。9、根据织机管理需求,采用K D E 集成丌发环境,由Q T 设计了管理终端的用户界面,浙江理工大学硕士学位论文编写了功能代码和通信程序,最终实现织机现场管理终端的设计
5、。最后,通过模拟的方法,对基于C S C W 嵌入式织机控制系统进行调试,控制终端对织机选纬电磁铁和送经电机控制达到要求,现场管理终端通过人机界面与控制终端通信正常,基本实现了对织机监控功能。设计中充分考虑了系统的稳定性、可靠性和实时性。嵌入式系统技术和协同技术引入纺织生产设备控制领域,无疑为纺织生产设备管理提供了良好条件。关键字:C S C W、嵌入式系统、L i n u x、织机、C P L D、网络通信I I浙江理丁人学硕上学位论文S t u d yO nT h eE m b e d d e dT e x t i l eP r o d u c t i o nE q u i p m e n
6、 tC o n t r o lS y s t e mB a s e0 u C S C WA B S T R A C TT e x t i l em a c h i n e r yi so n eo fi m p o r t a n tc o r ee l e m e n t so ft h et e x t i l ei n d u s t r y C u r r e n t l y,t h ec o n t r o ls y s t e mf o rt e x t i l em a c h i n e r ym o s t l yu s e di nC h i n ai st h es i
7、r l g l es y s t 锄,a n da sar e s u l t,p r o c e s s i n gs p e e di sn o th i g h T oo v e r c o m et h i sp r o b l e m,t h i sp a p e rp u t sf o r w a r dt h ec o n t r o ls y s t e mf r a m eb a s e do nC S C W T h ep u r p o s eo f t h i sp a p e ri st of o r mt h el o o ms u p e r v i s o r
8、yc o n t r o l,b a s e do nt h ef r a m ei d e a s I tm a i n l yi n c l u d e st h ed e s i g no ft h es c e u em a n a g e m e n tt e r m i n a la n dc o n t r o lt e r m i n a lo f t h ee m b e d d e dl o o mc o n t r o ls y s t e mb a s e do nC S C W T h ee m b e d e di st h ec o r eo ft h el o
9、o mc o n t r o lt e r m i n a l,t h eC P L De x p a n s i o nb o a r di st h ee x p a n d i n gs y s t e mo ft h el o o mc o n t r o lt e r m i n a l,i ts h a r e st h ew o r ko ft h ee m b e d d e dp r o c e s s o r,t h u si m p r o v et h er e a lt i m eo fs y s t e m;t h eS C C I l em a n a g e m
10、 e n tc o m m u n i c a t ew i t hc o n t r o lt e r m i n a lt h r o u g hn e t w o r ka n dm a n m a c h i n ei n t e r f a c e,t h u ss 印a r a t e dt h em a n m a c h i n ei n t e r f a c ef r o mt h el o o mc o n t r o lt e r m i n a lt oi m p r o v et h er e l i a b i l i t ya n dt h es t a b i
11、 l i t yo ft h es y s t e m T h em a i nw o r ka n dr e s u l t sa r ea sf o l l o w s:1 T h ep a p e rs t u d i e dt h ee m b e d d e dt e x t i l em a c h i n ec o n t r o ls y s t e mb a s e do nC S C Wa n da s c e r t a i n e de v e r yi n 伊e d i e n tf u n c t i o n,a n dp u tf o r w a r dt h e
12、d e s i g no ft h ee m b e d d e dl o o mi m i t a t ec o n t r o ls y s t e mb a s e do nC S C W 2 T h ec o n t r o lp r i n c i p l eo f w e f t s e l e c t i o na n dl e t-o f f m o t i o ni ss t u d i e d A n dt h ed e f i n i t i o no fh a r d w a r ei n t e r f a c ei sc o m p l e t e d;3 A f
13、t e ri n v e s t i g a t i o n,t h es y s t e ms e l e c t e dt h eA R M 9a st h ee m b e d d e dp r o c e s s o r A c c o r d i n g l y,t h ee m b e d d e db a s i sb o a r dw a sp u r c h a s e d A n dt h ea p p l i c a t i o ni n t e r f a c ec i r c u i ti sa n a l y z e dt oc o n f i r mt h ec
14、o n n e c t i o nw i t he x t e n d e ds y s t e m;4 T h eh a r d w a r es y s t e mi sam i x e dv o l t a g es y s t e m T h eh a r d w a r ec i r c u i tv o l t a g eo fs y s t e mi sa n a l y z e d。T h ep a p e ra s c e r t a i n e dE P M 7 1 2 8 S L C 8 4m a d eb yt h eA L T E R AC o m p a n ya
15、st h ec h i po f C P L D,a n dt h e na c c o m p l i s h e dt h ew i r i n gd e s i g no f C P L De x p a n s i o nb o a r d 5 T h ep a p e rc o m p l e t e st h ed e s i g no f C P L Df u n c t i o nw i r i n gw i t hV e r i l o gH D L,a n da c c o m p l i s h e st h ec o n t r o lo fa c t u a t o
16、ri nt h el o o ma n dt h ed e t e c t i o no fs e n s o rs i g n a l、c o n t r o l浙江理工人学硕士学位论文s w i t c hs i g n a la n da l a r mo ff a u l t;6 T h ed e v e l o p m e n te n v i r o n m e n ti sc h o o s e d T h eL i n u xk e r n e li sc u s t o m i z e d T h ep a p e ra n a l y z e dt h ec o m m u
17、 n i c a t i o nd a t aa n d c o m m u n i c a t i o np o l i c yb e t w e e nl o o mc o n t r o lt e r m i n a la n dl o o ms c e n ec o n t r o lt e r m i n a l;7 A c c o r d i n gt ot h ec o n t r o lp r i n c i p l eo fG P I O,t h ep a p e ra c c o m p l i s h e dt h ep r o g r a mo fc o n t r o
18、 ls w i t c hi nt h el o o ma n dt h eC P L Dd r i v e rp r o g r a m 8 A c c o r d i n gt ot h ec o n t r o lp r o c e s s e sa n df l o w c h a r t,t h ee q u i p m e n tf u n c t i o na n dt h ec o n t r o lp r o g r a mo ft h el o o mi sa c c o m p l i s h e d T h ec o n t r o lp r o g r a ma c
19、c o m p l i s h e st h ec o n t r o lo fl o o ma n dc o m m u n i c a t i o nw i t hs c e n em a n a g e rt e r m i n a l 9 A c c o r d i n gt ot h en e e do fl o o mc o n t r 0 1 t h es y s t e mu s e dt h eK D Ea st h ed e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t T h ep a p e rd e s i g n e dm a l l
20、 m a c h i n ei n t e r f a c eo fs c e n em a n a g e rt e r m i n a lb yQ T,a n dt h e nf i n i s h e dt h ef u n c t i o nc o d ea n dc o m m u n i c a t i o np r o g r a m T h ee d b e d d e dl o o mc o n t r o ls y s t e mb a s eo nC S C Wi sd e b u g g e dt h r o u g hi m i t a t i n gm e t h
21、o d,t h ep a p e ra c c o m p l i s h e st h ec o n t r o lo fw e f t-s e l e c t i o na n dl e t o f f T h ec o m m u n i c a t i o no fs c e n em a n a g e m e n tt e r m i n a la n dl o o mc o n t r o lt e r m i n a li Sn o r m a l a n dt h ef u n c t i o no fl o o mm o n i t o ri sa c c o m p l
22、i s h e d T h er e l i a b i l i t y,s t a b i l i t ya n dr e a l t i m ep r o p e r t yo f t h es y s t e mw e r ef u l l yc o n s i d e r e dd u r i n gt h ed e s i g no f t h es y s t e m T h ee m b e d d e ds y s t e ma n dC S C Wa r eu s e di nt h ef i e l do f t e x t i l em a c h i n ec o n
23、t r o l,a n di tw i l lp r o v i d et h eb e t t e rc o n d i t i o nf o rt e x t i l em a c h i n em a n a g e m e n t K e yw o r d s:C S C W,e m b e d d e ds y s t e m,L i n u x,l o o m,C P L D,n e t w o r kc o m m u n i c a t e;渐汪蓬工大学学位论文原创性声葫事人郑章声明:我恪寄学术道德,岩尚严谨学风a 所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得
24、的成果。除文中已昵礴注明采引用的内容外,本论文不包食任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品及成果的内容。论文为本人亲自撰写,我对所写的内容负责,并完全意识至0 本声髓的法律结果由本人承担。学位论文作者莓名;歇日期:?内-7 年,p 月j。日浙江理工大学学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解学校有关保留,使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅或借阅。本人授权浙江理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印,缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文保密口,在年解密后适屠本版权书。本学位论文属于不保密学位论
25、文作者签名:谚茅乙日期:回年中月多E t指导教师签名:西珈日期:k 7 年7 月 E t浙江理工大学硕十学位论文第一章绪论1 1 研究背景纺织工业是一个传统行业。在我国,纺织工业已成为我国国民经济支柱产业之一。纺织生产设备作为纺织工业的装备,是纺织产业的一个重要核心部分。现代化的纺织生产设备对提高纺织品的产量和质量,增加产品附加值和出n g,J 汇起着至关重要的作用。1 1 1 国内外纺织生产设备控制研究现状纺织生产设备中应用了计算机控制技术,使其具备了自动化、智能化的控制功能。以织机为例对国内外纺织生产设备控制现状进行研究。中国是世界上四大文明古国之一,早在新石器时代就已出现了原始织机,它采
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- 基于 CSCW 嵌入式 纺织 生产 设备 控制系统 研究
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