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基于CAN总线的多圈高地毯机上位机控制系统的研究

李侠  
【摘要】:簇绒地毯的需求量正呈现大幅上升趋势,而国内地毯簇绒装备主要依靠进口,簇绒地毯生产技术落后。 本课题在借鉴其他控制系统成型方案基础上,通过反复试验形成可行的技术路线,设计了基于CAN总线的多圈高簇绒地毯簇绒机控制系统,并分别对两个子系统提花控制系统和实时监测系统进行详细设计,并完成控制系统软件的开发与调试。具体研究内容如下: (1)控制系统总体设计:通过研究地毯簇绒原理和簇绒地毯的生产工艺,在基于CAN总线的通讯原理的基础上设计了控制系统总体结构。通过研究簇绒地毯工艺要求,设计了基于CAN总线的提花控制系统整体方案,根据现场生产和调试实际需求,设计了基于CAN总线的实时监测系统整体方案。 (2)提花控制系统设计:根据提花控制系统整体方案,结合簇绒工艺,详细设计了基于CAN总线的主轴电机-伺服电机-罗拉提花装置的提花控制系统。根据工艺图花型特点、工艺相关参数和图案变形原理优化了工艺图变形算法,设计了花型识别模块。制定了CAN通讯协议,利用线程技术设计了CAN总线通讯模块。通过研究地毯绒圈高度和伺服电机与主轴电机速比之间的关系获得了电机控制算法,设计了电机控制模块。基于优化后的单向散列算法设计了软件加密模块。 (3)实时监测系统设计:根据提花控制系统特点和实时监测系统整体方案,设计实现了一种基于CAN总线的新型地毯簇绒机伺服电机在线监测系统。在原有CAN总线结构基础上,完成系统参数的在线读取,在线监测和数据分析,实时在线监测地毯簇绒机上受控电机运行状态,并在系统异常情况下分别从通讯功能、电机控制电路板和电机三方面进行故障诊断,方便地毯簇绒机提花机构中伺服电机现场的安装调试以及故障检测。 最后利用Delphi开发了提花控制系统软件和实时监测系统软件。控制系统的软硬件已经完成现场安装调试,地毯簇绒机提花控制系统经过不断改进和完善,并投入生产,取得了良好的效果,为厂家获得了良好的经济效益。


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