機(jī)床裝備監(jiān)控系統(tǒng)可配置底層平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、機(jī)床裝備作為制造業(yè)的基礎(chǔ)生產(chǎn)設(shè)備，在智能化、網(wǎng)絡(luò)化、信息化制造的大趨勢(shì)下，對(duì)其加工過(guò)程中的可靠性、可視化、低能耗、低成本及環(huán)境保護(hù)等要求越發(fā)嚴(yán)格，為更好的保障這些性能要求，完善的測(cè)量技術(shù)與高效的監(jiān)控系統(tǒng)是不可或缺的。雖然目前在機(jī)床裝備監(jiān)控方面有較多研究，但仍然存在監(jiān)控目標(biāo)有限、監(jiān)控系統(tǒng)通用性、兼容性差以及缺乏對(duì)機(jī)床輔助設(shè)備、外圍設(shè)備的控制等問(wèn)題，其本質(zhì)上是監(jiān)控系統(tǒng)底層平臺(tái)缺乏可配置性。為此，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了可配置底層平臺(tái)，以滿足多種機(jī)床

2、裝備及其輔助設(shè)備的多種監(jiān)控需求。
　　論文首先對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)底層平臺(tái)的基本需求及其可配置性需求進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了可配置底層平臺(tái)的總體方案，將底層平臺(tái)劃分為輸入采集模塊、輸出控制模塊、通信傳輸模塊以及系統(tǒng)配置模塊。其中輸入采集模塊能夠?qū)崿F(xiàn)開(kāi)關(guān)量、多類型模擬量等的可配置采集；輸出控制模塊能夠?qū)崿F(xiàn)高/低電平、SPWM波、直流電壓等多種控制形式的可配置輸出；通信傳輸模塊支持 RS485、CAN、以太網(wǎng)三種傳輸形式的可配置。

3、　　接下來(lái)，論文重點(diǎn)對(duì)可配置底層平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，包括機(jī)床多類型信號(hào)歸一化適配技術(shù)，解決多類型信號(hào)輸入底層平臺(tái)時(shí)的不匹配問(wèn)題；兩級(jí)DMA傳輸方案以及改進(jìn)的數(shù)字濾波算法實(shí)現(xiàn)多傳感器采集過(guò)程中對(duì)實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高速的要求；制定了數(shù)據(jù)與指令傳輸?shù)耐ㄐ艆f(xié)議以及底層平臺(tái)的存儲(chǔ)機(jī)制，確保數(shù)據(jù)與指令傳輸?shù)目煽啃?；基于XML語(yǔ)言，設(shè)計(jì)了底層平臺(tái)的可配置方案。
　　之后，論文確立了以STM32F407為底層平臺(tái)的核心控制器，對(duì)可配置底層平臺(tái)的軟

4、、硬件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了研究，其中硬件實(shí)現(xiàn)部分設(shè)計(jì)了基于機(jī)床PLC的開(kāi)關(guān)量信號(hào)采集電路、基于繼電器的機(jī)床開(kāi)關(guān)量控制電路、基于采樣保持器的多路模擬量輸出控制電路、通信傳輸電路以及可配置電路等；軟件實(shí)現(xiàn)部分，通過(guò) MDK5完成了各類型數(shù)據(jù)的輸入采集程序、多種控制形式的輸出程序以及通信傳輸程序，使用Qt5.7開(kāi)發(fā)了可配置用戶界面，生成XML形式的配置文件，便于用戶的配置操作。
　　最后，設(shè)計(jì)了多組測(cè)試實(shí)驗(yàn)，對(duì)可配置底層平臺(tái)的各個(gè)功能模塊進(jìn)行了測(cè)