嵌入式定长剪切控制系统的研究及实现

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定长剪切控制是工业应用中常见的问题,原料的定长切割作为生产线所必需的一道工序,其自动化程度和切割精度对整条生产线的产量和成品质量以及原料的利用率都起着重要的作用。 本文在分析和研究了定长剪切控制和嵌入式的应用现状后,提出了一个基于ARM核心控制器的定长剪切控制系统。该系统采用了双ARM控制器架构,其中一片ARM负责人机交互,另一片ARM负责运动控制和运动曲线的生成,从而保证了系统的实时性和控制的精度,并且提高了系统设计和修改的灵活性。 定长剪切控制系统的核心是运动控制,而运动曲线的选择直接决定了运动控制的优劣。首先,本文对“线性加减速”和“S型加减速”两种运动曲线作了较为全面的对比,最终选择了“S型加减速曲线”作为送料电机的运动曲线。其次,由于工业应用现场工况和负载的多变,在生成运动曲线时,还运用了ARM芯片的“在应用编程(IAP)”功能。此功能允许用户任意设置运动曲线,从而使系统可以满足各种负载变化的要求。另外,控制脉冲的发送是基于ARM芯片的PWM功能,控制功能灵活可靠,软件编程简洁。 本系统主要的模块有人机交互模块和运动控制模块。在人机交互模块中显示器件采用LCD显示屏,界面设计基于ZLG/GUI,操作简单,界面友好。在界面的软件实现时,采用了状态机,有效地减少了逻辑判断的遗漏,提高了软件流程的清晰性和代码的可读性;在运动控制模块中最主要的工作有步进电机脉冲的发送、方向控制、输入输出信号的处理等。 该定长剪切控制系统已应用于工业包装行业,运行效果良好,控制精度完全满足生产工艺要求。
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