数控同步现场总线与CAN总线网关的设计

众多总线标准的并存与不兼容制约了现场总线的发展与应用,使得各现场总线之间的互联成为当务之急.参考开放式数控系统中有关现场总线的规范,设计了数控同步现场总线与CAN总线的通信网关,其主要包含数控同步现场总线模块、CAN总线模块和数据帧封装转换模块三部分.在对这两种现场总线深入研究的基础上,设计了带优先级的CAN数据帧的缓冲队列,提出了数控同步现场总线应用层封装CAN数据帧的方法,保障了数控同步现场总线与CAN总线之间速率和周期的协调.     

基于LabVIEW &小波分析的便携式数控机床刀具磨损监测系统

基于LabVIEW 8.2虚拟仪器软件开发平台和USB总线技术构建了便携式数控机床刀具磨损监测系统,从硬件和软件两方面详细论述系统设计思想和关键技术.给出了基于USB通信的多功能数据采集箱的设计方案和原理框图,对基于LabVIEW平台的监测软件的开发思想进行详细阐述.实验证明,该系统能有效地实现实时多通道数据采集、数据流实时存盘、试验数据的分析处理、历史数据查询和波形回放、生成及打印实验报告等功能.     

DCS与PROFIBUS—DP现场总线通信方案的设计和实现

提出了一种基于接口模块实现将标准PROFIBUS—DP从站设备连入DCS系统的解决方案,并且给出了模块的总体原理结构和具体硬软件设计方法。模块主要由ARM7 CPU和PROFIBUS—DP设备通信部分组成,具有组态下载、实时数据交互、PROFIBUS-DP总线通信和系统诊断等功能,有效地实现了DCS系统与PROFIBUS—DP现场总线之间的通信。另外通过链接器和耦合器还可以将PROFIBUS—PA等其他设备接入DCS系统,大大提高了DCS系统的兼容性与开放性。该方案已经在浙江中控SUPCONECS-100系统上得到实际应用,并在机械制造和自动化加工业中取得良好使用效果。     

基于LabVIEW的电子压力机压力位移测控系统设计

基于LabVIEW研究设计了电子压力机压力位移测控系统。介绍了硬件设计和软件设计,阐述了系统的数据采集模块设计、PLC程序设计、LabVIEW程序编写和LabVIEW与PLC的通信过程。根据实际运行结果表明:该系统能够对压力位移进行实时的运动控制、数据采集、监测、分析和报警。     

MECHATROLINK-Ⅲ总线I/O从站设计与实现

目前MECHATROLINK-Ⅲ总线在国内数控产品中获得了广泛应用,数控设备的开发需要大量基于MECHATROLINK-Ⅲ总线的从站.针对从站开发的需求和从站开发缺乏规范流程指导的问题,对总线从站中重要的I/0设备从站进行开发.应用SOPC技术搭建了从站的Nios系统,将驱动程序移植到该系统中,并完成通信程序实现MECHATROLINK-Ⅲ总线主从站的通信,最终实现了MECHATROLINK-Ⅲ总线的I/0从站.该I/0从站已应用于实际数控产品中,可时其他类型MECHATROLINK-Ⅲ从站的设计提供指导和参考.     

基于SoC的NCSF总线系统的研究与设计

针对数控系统软件对强实时性,高可靠性总线系统的应用需求,提出一种基于SoC(System on Chip)的NCSF(Numerical Control Synchronous FieldBus)总线系统实现方法.将NCSF协议栈的应用层和数据链路层实现在FPGA芯片上,用户层行规实现在数控系统软件上,两部分通过PCI接口进行通信.测试结果表明,新设计可提供速率为100Mps,同步抖动小于0.6μs,通信周期为31.25μs的通信服务,能够满足高档数控机床的加工需求.     

自动化锻造生产线实时数据采集和分析系统

针对自动化锻造生产线锻造中各种设备还处于离散状态的特点以及MES系统中的监控模块难以获取生产线的实时、完整的锻造过程信息等问题,自动化锻造生产线总线采用现场总线(Field Bus)技术,将离散状态的单台设备组成智能化网络,实现了单台设备的协同控制和生产线数据的高度集成。设计了由生产线层、数据采集层、网络层、应用层和交互层组成的自动化锻造生产线实时数据采集系统总体架构,编写了基于数据库层、中间件层和用户层3层结构的实时数据采集和分析系统软件,并成功地应用到自动化锻造生产线中,完成了实时数据采集,实现了与MES系统数据互通,完善了MES系统的功能。     

基于CAN总线的焊接封闭现场有毒气体检测控制系统

设计了一种基于CAN总线焊接现场气体检测报警系统。为了解决检测系统抗干扰性能较低、节点容量较少的问题,采用以ISO/OSI模型为基础的CAN总线技术,实现了监测区域内各探测器节点与主机之间的通信。详细介绍了其工作原理和系统结构、软件模块设计。主控制器以DSPTMS320F2812为控制核心,用于处理各节点数据和人机交互;探测器以PIC16F877A为控制核心,包括气体浓度数据采集电路、CAN总线通信电路、红外标定电路。系统运行表明,系统设计合理、性能稳定,具有较强的抗干扰能力和数据通信能力。     

实时工业以太网技术的研究

实时工业以太网是工业控制通信领域研究的热点.对国际电工委员会制定的工业以太网与现场总线规范进行了深入研究,并对入选其中的10种实时以太网技术进行了分析、归类.重点对目前工业以太网中实时性最好的EtherCAT协议进行了深入研究,详细分析了EtherCAT网络的拓扑结构、通信原理及其主站、从站的协议构成.经过对IEC61158中的各种工业通信标准进行分析后,得出工业通信网络的发展方向:实时以太网和现场总线将向着开放统一的方向发展.     

基于以太网的工业系统设备层实时通信系统研究

传统经典的PLC和现场总线技术已不适合工业自动化控制系统拓扑结构的分散化需求,基于以太网的工业系统设备层实时、可靠通信,是实现"一网到底"的最后目标.本文从分布式系统实时通信模型人手,分析跨网络、跨平台的工业测控系统的无缝通信问题,并利用自主开发的现场智能设备,研究解决设备层通信的实时性关键技术.该研究对于设备层的工业以太网实时通信系统设计具有参考意义.     

基于MCS51单片机的现场数据采集模块设计

根据监控系统设计时传感控制器件对数据采集模块端口组合类型及工作参数的需求不定的情况,经过对现场采集模块工作机理分析,提出了以MCS51单片机为控制器,模块端口可以根据需求定制的现场数据采集模块的设计方案并对其实例化.应用实践表明应用该方案设计的模块运行性能稳定,可以满足控制现场的要求.解决了控制系统设计过程中数据采集模块与传感控制器件之间不匹配的难题.     

数控仿真培训系统的研究与开发

介绍数控仿真培训系统的总体结构,着重研究系统NC代码解析模块的实现原理以及三维仿真模块的建模方法.针对某数控机床的数控仿真培训软件的测试表明:系统具有较好的实时性、交互性以及三维图形显示能力,能够有效地验证程序的正确性,实现加工过程的动态仿真,满足数控教学和培训的要求.     

基于传感网络的数控机床故障监控系统的设计

设计一种新型的数控机床故障监控系统,通过在数控机床上安装不同类型的传感器,对易产生故障的部位进行多参数综合监控。数据采集模块负责对各种动态参数进行实时采集,并通过无线网络方式将数据传输至上位机。上位机中安装有相应的故障监控软件,将通过软件界面显示故障信息并报警。实验结果表明:基于传感网络的数控机床故障监控系统可降低机床停机率,提高机床利用率并早期预防某些隐性故障。     

基于LabVIEW和S7-300 PLC的液压机监控系统设计

塑性加工过程中对各种成形参数进行实时记录和监控,对冲锻工艺的研究以及成形数值模拟时各阶段参数对比有着重要的意义。运用图形化编程语言Lab VIEW作为上位机软件开发工具,利用计算机的强大计算功能和良好的交互性能,与西门子S7-300 PLC及其采集模块相结合构建监控系统,无需配置采集板卡即可实现对冲压工艺状态信息的实时监控。运用OPC技术实现了Lab VIEW与PLC的通信,实现了运用上位机对液压机冲压试验过程的实时监控。实际运行结果证明:该系统运行稳定可靠,能够对液压机的位置、速度、压力等数据进行实时采集、监控、数据导出记录以及系统报警等任务。     

大型起重机械健康监测系统开发与应用

设计并开发了一种大型起重机械健康监测系统,该系统主要有光纤传感子系统、解调子系统、健康监测诊断与管理子系统等组成。其中健康监测诊断与管理子系统包含：基本参数模块、数据采集模块、数据处理模块、数据显示和回放模块、数据诊断模块以及设备信息管理模块。该系统的应用使原来繁琐、困难的数据采集变得更加可靠、安全、方便,为实现对起重机械在各种环境、荷载等因素作用下的长期实时监测提供了条件。     

数控机床健康诊断图形化动态交互平台的开发

为实现对数控机床智能化的状态监测与故障诊断,通过对数控机床健康诊断系统分析模型与交互特性的分析,根据数控机床故障类型与结构特点,利用Python开发一个图形化交互的数控机床健康诊断系统的动态交互平台,详细设计了系统的总体架构、数据采集模块、数据处理模块、诊断服务模块、人机交互界面。该平台可实现数控机床的动态监控、故障分析、状态数据显示及信息的发布与预警功能。     

基于OpenGL数控车削仿真的软件实现

本加工仿真系统以Windows2000为平台，利用VisualC 6.0发工具进行程序编制。利用基于OPenGL计算机仿真和动画技术，采用基于数控代码的仿真方法，设计了NC代码编辑器，便于用户进行手工编程；设计了数控程序检查器和解释器，很好的解决了数控代码的计算机识别和分析问题；设计了仿真模块，很好的实现了数控车削加工的三维仿真。     

基于OpenGL数控车削仿真的软件实现

文章中加工仿真系统以Windows2000为平台,利用Visual C 6.0开发工具进行程序编制.利用基于OpenGL的计算机仿真和动画技术,采用基于数控代码的仿真方法,设计了NC代码编辑器,便于用户进行手工编程;设计了数控程序检查器和解释器,很好的解决了数控代码的计算机识别和分析问题;设计了仿真模块,很好的实现了数控车削加工的三维仿真.     

基于PC的全软件雕铣机数控系统设计及实现北大核心

为简化雕铣机数控系统的硬件结构、降低硬件成本、增强可拓展性,基于PC平台提出一种全软件数控系统的设计方案。搭建雕铣机数控平台,构建以Linux+Xenomai双内核实时系统为基础的EtherCAT主站。在Linux域中基于Qt开发数控系统软件,设计UI界面、逻辑处理、运动控制、功能接口等模块;在Xenomai域中基于实时函数库开发硬件驱动程序,设计进程通信模块和定时驱动模块,重点说明采用有限状态机开发的定时驱动模块程序。阐述数控加工工作流程,进行系统性能测试和加工实验。结果表明:该系统实时性强、运行稳定,可满足雕铣机的数控加工要求。