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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CSCW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CSCW嵌入式织机模拟控制系统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CPLD扩展板为扩展系统的硬件设计方案,CPLD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CSCW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CSCW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ARM9作为核心系统的嵌入式处理器,据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CPLD芯片确定采用ALTERA公司的EPM7128S1,C84,并完成了CPLD扩展板的电路设计、制作;
5、采用Verilog HDL语言完成CPLD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LINUX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GPIO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CPLD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KDE集成开发环境,由QT设计了管理终端的用户界面,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。最后,通过模拟的方法,对基于CSCW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。