嵌入式数控卷板机控制系统研究

发布时间：2017-09-28 18:14

  本文关键词：嵌入式数控卷板机控制系统研究

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【摘要】：卷板机是一种广泛使用的板材加工装备,为了满足卷板机加工的高效、高精的要求,卷板机需配备数控系统。目前应用于卷板机上的数控系统多数是采用工业控制计算机和PLC或者是工业控制计算机和运动控制卡开发的,开发成本较高。因嵌入式系统具有成本低、可维护性好等特点,在工业控制领域得到了越来越广泛的应用。因此,本文对采用ARM和CPLD构建的嵌入式数控卷板机控制系统进行了研究。通过对采用液压传动的三辊、四棍卷板机的机械结构、工作原理和控制要求进行了分析,总结出卷板机在控制要求上的共同点,研究了卷板机控制系统应该具备的功能,提出了“ARM+CPLD”的嵌入式卷板机控制系统总体设计方案。根据系统总体设计方案设计控制系统的硬件,对ARM通过并行总线扩展CPLD器件的原理以及通过CPLD扩展开关量输入输出接口、模拟量输入输出接口以及编码器信号输入接口的原理进行了研究,设计出主控制板、数字I/O接口板、模拟量输入输出接口板以及编码器信号接口板,构建出控制系统的硬件平台。基于系统的硬件平台,采用Verilog HDL设计CPLD程序,包括ARM与CPLD通信、数字量输入输出处理、模拟量输入输出处理、编码器信号处理等几个部分,并对各部分程序进行了实验或仿真验证,使通过CPLD扩展的各类硬件接口实现相应的功能。基于以上研究,对嵌入式数控卷板机控制系统的软件进行研究,分析了控制系统的软件结构,并开发了数控系统的人机界面软件、控制软件以及设备驱动程序。最后通过全文的研究,设计一套嵌入式数控卷板机控制系统。
【关键词】：卷板机 数控系统 ARM CPLD Linux
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG334.9
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-20
• 1.1 数控卷板机的发展现状9-12
• 1.2 数控系统的发展现状12-15
• 1.3 嵌入式数控系统的发展现状15-18
• 1.4 课题主要研究内容18-20
• 2 数控卷板机控制系统总体设计方案20-30
• 2.1 三辊卷板机的控制要求20-23
• 2.2 四辊卷板机的控制要求23-26
• 2.3 卷板机控制系统功能分析26-27
• 2.4 数控卷板机控制系统总体设计方案27-29
• 2.5 本章小结29-30
• 3 数控卷板机控制系统硬件设计30-41
• 3.1 ARM与CPLD硬件互连30-31
• 3.2 数字量I/O接口31-33
• 3.3 编码器信号输入接口33-35
• 3.4 模拟量输入接口35-37
• 3.5 模拟量输出接口37-40
• 3.6 本章小结40-41
• 4 数控卷板机控制系统硬件接口功能实现41-51
• 4.1 CPLD程序功能模块41-42
• 4.2 数字量输入输出程序42-44
• 4.3 编码器信号处理程序44-47
• 4.4 A/D转换处理程序47-49
• 4.5 D/A转换处理程序49-50
• 4.6 本章小结50-51
• 5 数控卷板机控制系统软件研究51-63
• 5.1 系统软件结构51
• 5.2 系统人机界面软件51-54
• 5.3 系统控制软件54-57
• 5.4 系统驱动程序57-62
• 5.5 本章小结62-63
• 6 数控卷板机控制系统实现63-68
• 6.1 系统的结构与组成63-64
• 6.2 系统的功能64-65
• 6.3 系统的软件移植65-67
• 6.4 本章小结67-68
• 7 总结与展望68-70
• 7.1 总结68
• 7.2 展望68-70
• 致谢70-71
• 参考文献71-75
• 附录1 攻读硕士学位期间发表的论文75

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本文编号：937332