J1128H数控压铸机实时控制系统设计

发布时间：2017-10-12 04:22

  本文关键词：J1128H数控压铸机实时控制系统设计

  更多相关文章： 压铸机 实时控制 CANopen 模糊控制

【摘要】：压铸行业的技术水准与生产能力是衡量一个国家工业发展水平的重要指标,然而国产压铸机自动化程度及控制性能与世界先进水平仍存在一定差距,因此开发以实时控制为核心的自动化、高性能和高品质压铸设备势在必行。本文设计了J1128H数控压铸机实时控制系统,主要研究内容如下：基于压铸机高实时响应性能要求,提出了由“管理单元—控制单元—执行单元”组成的分布式控制系统架构。各单元间采用不同的网络总线技术：管理单元与控制单元通过以太网通信,控制单元与执行单元以及各执行子单元之间均通过CAN总线通信并采用CANopen高层协议。执行单元基于自带MSCAN模块的MC9S08DZ128单片机,设计了数据采集模块(位移、压力和锁模力)、电液阀控制模块和开关量模块。各模块软件设计均采用前、后台程序模式,完成了CANopen从站设计并实现了压铸机工作状态的信息采集以及相应控制输出功能。控制单元基于PC/104总线工控机的硬件平台,采用Linux/Xenomai双内核实时操作系统的软件平台设计并实现了控制单元所有控制功能。采用了多线程编程技术,有效调度双内核实时系统资源；并将模糊自适应PID算法应用于非线性、大滞后性的压铸机压射控制系统。采用AMESim-Simulink仿真软件对J1128H压射速度控制系统进行联合仿真测试,仿真结果表明模糊自适应PID算法在压射系统的响应速度、跟随性能和稳态误差方面具有较好的效果。最后对系统进行模块化测试和联合调试,各模块功能以及模块之间以太网、CANopen主从站的数据通信完全正确。
【关键词】：压铸机 实时控制 CANopen 模糊控制
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG233.1;TP273
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-12
• 1.1 研究背景及意义8
• 1.2 压铸机研究与发展现状8-10
• 1.2.1 压铸机发展现状8-10
• 1.2.2 压铸机控制技术发展现状10
• 1.3 本文主要研究内容10-11
• 1.4 论文组织结构11-12
• 第二章 系统总体方案设计12-22
• 2.1 压铸机控制系统功能与需求分析12-13
• 2.2 压铸机控制系统总体方案13-15
• 2.2.1 控制系统结构13
• 2.2.2 网络通信协议13-14
• 2.2.3 实时系统环境14-15
• 2.2.4 主/被控单元选型15
• 2.3 控制系统硬件结构15-18
• 2.3.1 主板与板卡16
• 2.3.2 传感器16-17
• 2.3.3 执行模块17
• 2.3.4 比例溢流阀17-18
• 2.4 控制系统软件结构18-19
• 2.4.1 控制单元软件结构18-19
• 2.4.2 执行单元软件结构19
• 2.4.3 管理单元软件结构19
• 2.5 本章小节19-22
• 第三章 执行单元硬件设计22-34
• 3.1 主控单元设计22-25
• 3.1.1 核心电路设计23
• 3.1.2 CAN通信接口电路设计23-25
• 3.1.3 RS-232调试电路设计25
• 3.1.4 地址电路设计25
• 3.2 数据采集模块设计25-28
• 3.2.1 模拟信号预处理26
• 3.2.2 A/D电路设计26-28
• 3.3 电液阀控制模块设计28-29
• 3.4 开关量模块设计29-31
• 3.4.1 开关量输入电路设计30-31
• 3.4.2 开关量输出电路设计31
• 3.5 本章小节31-34
• 第四章 系统软件设计34-58
• 4.1 CANopen及其理论介绍35-38
• 4.1.1 CANopen基本理论35-38
• 4.1.2 CANopen通信实现方法38
• 4.2 CANopen从站设计38-47
• 4.2.1 总体程序流程38-39
• 4.2.2 Can通信功能实现39-41
• 4.2.3 数据采集功能实现41-43
• 4.2.4 输出控制功能实现43-46
• 4.2.5 开关量功能实现46-47
• 4.3 CANopen主站设计47-54
• 4.3.1 主站系统环境搭建47-50
• 4.3.2 主站系统软件设计50-54
• 4.3.2.1 数据采集实现机制51-52
• 4.3.2.2 实时任务设计52-53
• 4.3.2.3 非实时任务设计53-54
• 4.3.2.4 压铸机控制与反馈通信设计54
• 4.4 管理单元软件设计54-56
• 4.4.1 通信功能实现54-55
• 4.4.2 系统功能设计55-56
• 4.5 本章小节56-58
• 第五章 模糊控制算法在压射速度控制系统中的应用58-66
• 5.1 模糊控制理论及其实现方法58-59
• 5.1.1 模糊控制的基本原理58
• 5.1.2 模糊控制器结构58-59
• 5.2 模糊自适应PID控制器设计与仿真59-64
• 5.2.1 模糊自适应PID控制原理59-60
• 5.2.2 模糊自适应PID控制器设计60-62
• 5.2.3 实验仿真与结果分析62-64
• 5.3 本章小节64-66
• 第六章 系统测试与分析66-76
• 6.1 实时系统与实时任务性能测试66-68
• 6.1.1 实时系统测试66-67
• 6.1.2 实时任务测试67-68
• 6.2 综合调试68-74
• 6.2.1 调试方案设计68
• 6.2.2 调试环境构建68-69
• 6.2.3 CANopen功能测试69-74
• 6.2.3.1 从站功能测试69-72
• 6.2.3.2 主站功能测试72-74
• 6.3 本章小节74-76
• 第七章 总结与展望76-78
• 7.1 全文总结76
• 7.2 工作展望76-78
• 致谢78-80
• 参考文献80-84
• 作者简介84

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;压铸机[J];特种铸造及有色合金;2000年S1期

2 王坚;;压铸机开型冲击的消除[J];上海机床;2002年02期

3 顾金声;国外压铸机一瞥[J];特种铸造及有色合金;2002年S1期

4 郑桂云;大型压铸机抽杠机构的设计[J];机床与液压;2004年04期

5 ;压铸机介绍[J];铸造;2005年08期

6 王卫荣,黄康;基于有限元法的压铸机整机应力应变研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2005年09期

7 陈金城,彭余恭;压铸机的发展[J];铸造;2005年01期

8 彭余恭,陈金城;压铸机的分类及其工作方式[J];铸造;2005年02期

9 陈金城,彭余恭;压铸机的选用[J];铸造;2005年03期

10 彭余恭,陈金城;压铸机的使用与维护[J];铸造;2005年04期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 冯维彦;陈金城;;向绿色压铸的进军[A];2011重庆市铸造年会论文集[C];2011年

2 冯维彦;;压铸机再制造在现阶段的重要意义及政策建议[A];2014(第24届)重庆市铸造年会论文集[C];2014年

3 曾德友;周久兵;雷清明;;自动化压铸单元浅析[A];2010年重庆市机械工程学会学术年会论文集[C];2010年

4 曾德友;周久兵;雷清明;;自动化压铸单元[A];重庆市机械工程学会铸造分会、重庆铸造行业协会2010重庆市铸造年会论文集[C];2010年

5 陈劲;;浅释大型压铸机在高位回填区的基础构筑方式[A];2009重庆市铸造年会论文集[C];2009年

6 王有生;;意特压铸机控制系统特点及其故障排除[A];第八届21省（市、自治区）4市铸造学术年会论文集[C];2006年

7 冯维彦;杨锐;;两板式压铸机在中国市场的推广[A];2012(第22届)重庆市铸造年会论文集[C];2012年

8 刘刚;吴宪;;中国压铸机节能改造新东方[A];2013(第23届)重庆市铸造年会论文集[C];2013年

9 李哲;张国忠;杨锐;;压铸单元深度自动化方式浅谈[A];2014(第24届)重庆市铸造年会论文集[C];2014年

10 张名涛;祁向东;胡正平;赖秀峰;付启飞;;压铸线周边设备及工装优化研究及应用[A];2014(第24届)重庆市铸造年会论文集[C];2014年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 袁东旭邋陈坚;重视进口压铸机质量问题[N];中国国门时报;2008年

2 本报记者 金孝纯;上海压铸机厂何以连年夺魁[N];中国机电日报;2001年

3 原徐州航空压铸厂厂长 吴勇;探索企业改制脱困新思路[N];中国航空报;2007年

4 记者刘慧敏;力劲科技研发成功国内最大压铸机[N];宁波日报;2009年

5 安辉;德国富来并购米勒万家顿[N];中国有色金属报;2007年

6 王端忠;宁海欲做大压铸业　[N];中国工业报;2004年

7 通讯员 姜弘 张晶;港城三产品进入中国名牌培育名单[N];连云港日报;2007年

8 宋才飞 翟春泉 秦富生;有色金属压铸 资源增值之道[N];中国有色金属报;2002年

9 李文;震高压铸机被评为放心品牌[N];中国工业报;2003年

10 杨人祺 任远;力劲集团入选中国机械500强[N];中国有色金属报;2006年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 张华伟;高效节能的大型压铸机关键技术研究[D];华南理工大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王明君;J1128H数控压铸机实时控制系统设计[D];东南大学;2015年

2 马薇;压铸机高速流量阀及其控制策略研究[D];浙江大学;2006年

3 王文宇;压铸机电液比例控制系统的设计与仿真[D];浙江大学;2005年

4 齐晓斌;550T卧式冷室压铸机控制系统研究[D];辽宁工程技术大学;2007年

5 陈鹏程;变频调速技术在压铸机中的应用[D];华北电力大学;2014年

6 王琦;压铸机实时压射系统与后台数据库的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年

7 高姬;压铸机计算机监控系统研究与开发[D];辽宁工程技术大学;2005年

8 于鹏;基于变论域模糊控制的压铸机压力控制系统的应用研究[D];辽宁工程技术大学;2006年

9 李葳;压铸机实时压射系统的仿真优化及控制策略的研究[D];浙江大学;2010年

10 刘祥;大型半开放式铜模压铸的温度参数优化[D];昆明理工大学;2012年

，

本文编号：1016617