基于嵌入式系统的定形机参数在线检测系统研究

发布时间：2017-09-04 10:46

  本文关键词：基于嵌入式系统的定形机参数在线检测系统研究

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【摘要】：随着我国建设资源节约型、环境友好型社会的推进,节能减排成为调整产业结构和技术创新的重要考虑因素,抑制高能耗、高排放工业过快发展和淘汰落后产能成为“十二五”计划落实节能减排的强制手段。作为传统工业的纺织印染行业属于高能耗、高水耗、高排放量行业,源于其工业自动化程度低,企业的技术创新成本投入比例小。定形机作为纺织印染后整理的主要设备,也是印染工艺的能耗和排放的主要设备,主要是由于实际生产中定形机不能实时显示工艺参数,操作工人不能实时了解工艺中的相关参数,仅凭操作工手感感知、视觉感知和操作经验来判断生产状况及进行控制。为使生产信息可视化、透明化,欧洲部分产品提供商率先开始研发定形机参数检测设备,由于其价格过于昂贵,而我国印染行业又是以中小型企业为主,导致其市场推广较慢。国内也有厂家开始研发类似产品,由于起步较晚,技术落后,导致产品效果不佳。因此研究和设计定形机参数在线检测系统意义重大,本课题在深入研究定形机各项参数的基础上,基于嵌入式系统开发一套定形机参数在线检测系统。本课题以RAPID(瑞比)定形机为实验平台,首先了解了定形机参数检测的发展现状和趋势,分析了本课题进行的意义和价值,然后对定形工艺中的主要参数及其检测方法作了深入研究,根据实际情况提出了选用S3c2440作为主控制器,采用电阻法测量织物含水率,红外法测量织物表面温度,二氧化锆传感器测量排气湿度,光电编码器测量导布车速和排气扇转速等检测方案,并采用变频器控制导布速度和排气扇转速。根据设计方案,搭建了各参数的子检测系统硬件平台,将非电量信号转换成电量信号,最后送入主控制器的A/D采集端,实现数据采集。软件方面基于嵌入式系统,分别开发了定形机参数检测系统在PC Windows和S3c2440所驱动的3.5寸触摸屏两个平台上的人机界面,提高生产信息的可视化程度和操作便利性,并详细设计了软件后台的A/D采集、软件滤波、实时显示和总线通讯等子程序。最后在实验室的条件下对所设计的系统进行了硬件和软件调试,并有针对性地对自主设计探头的织物含水率检测装置的数据进行拟合,并对测量结果进行了误差分析。由检测系统运行情况分析,所设计系统能有效提高纺织印染定形工艺中生产信息的可视化和信息化程度,有利于操作人员合理安排工艺中的物资能源供给,提高印染品质量的同时达到节能减排的目的。
【关键词】：定形机 嵌入式系统 参数检测 节能减排
【学位授予单位】：西安工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TS195.3;TP368.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-13
• 1.1 课题来源9
• 1.2 研究背景与研究意义9-10
• 1.3 发展现状与发展趋势10
• 1.4 论文主要工作及论文安排10-13
• 2 系统方案设计13-23
• 2.1 检测系统方案总体设计13-14
• 2.2 织物含水率检测方案设计14-17
• 2.2.1 织物含水率概述14
• 2.2.2 织物含水率检测方法研究14-16
• 2.2.3 电阻法检测织物含水率原理16-17
• 2.3 织物表面温度检测方案设计17-19
• 2.3.1 织物表面温度对纺织印染工艺的影响17
• 2.3.2 织物表面温度检测方法研究17-18
• 2.3.3 红外法检测织物表面温度原理18-19
• 2.4 排气湿度检测方案设计19-21
• 2.4.1 排气湿度对纺织印染工艺的影响19-20
• 2.4.2 排气湿度检测方法研究20-21
• 2.5 导布车速及排气扇转速检测方案设计21
• 2.6 本章小结21-23
• 3 系统硬件设计23-39
• 3.1 系统主控制器S3c2440概述23-24
• 3.2 织物含水率检测装置24-28
• 3.3 织物表面温度检测装置28-29
• 3.4 排气湿度检测装置29-30
• 3.5 电机控制装置30-33
• 3.6 电机转速检测装置33-34
• 3.7 通信装置34-37
• 3.7.1 USB转RS23234-36
• 3.7.2 RS232转RS48536-37
• 3.8 硬件整体安装37
• 3.9 本章小结37-39
• 4 系统软件设计39-55
• 4.1 软件体系设计39-40
• 4.2 软件开发设计流程概述40-41
• 4.3 软件开发工具41-43
• 4.3.1 虚拟机VMware Workstation41-42
• 4.3.2 fedora 9 操作系统42-43
• 4.3.3 Qt43
• 4.3.4 其他工具软件43
• 4.4 嵌入式Linux系统设计及移植43-46
• 4.4.1 Linux-2.6 内核简介43-44
• 4.4.2 主要设备驱动配置44-45
• 4.4.3 系统移植45-46
• 4.5 人机界面开发46-49
• 4.6 主程序设计49
• 4.7 A/D采样程序设计49-51
• 4.8 软件滤波程序设计51
• 4.9 电机控制程序设计51-52
• 4.10 串.通信程序设计52-53
• 4.11 软件运行效果展示53
• 4.12 本章小结53-55
• 5 系统调试及数据分析55-59
• 5.1 硬件调试55
• 5.2 软件调试55-57
• 5.3 数据处理及分析57-58
• 5.4 本章小结58-59
• 6 结论与展望59-61
• 参考文献61-65
• 作者攻读学位期间发表学术论文清单65-67
• 致谢67

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本文编号：791079