专利名称：一种卷板机控制系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及卷板机，为ー种卷板机控制系统。
背景技术：
卷板机是用于卷制各种形状板材产品的机床，是锻压机械中重要分支。目前国内通常采用单片机或PLC控制器构建卷板机控制系统。其中单片机构建的控制系统功能简単，PLC构建的控制系统采用“搭积木”的方式构成，结构松散。因此 上述控制系统都具有响应速度慢，控制精度低，无法完成板材端部自动预弯、自动滚圆功能等缺点。
发明内容本实用新型要解决的问题是现有卷板机的控制响应速度慢，精度不能满足需求。本实用新型的技术方案为ー种卷板机控制系统，包括人机交互子系统和实时控制子系统，其中人机交互子系统和实时控制子系统通过双端口内存DPRAM实时通讯，控制子系统采用DSP芯片为处理器。所述人机交互子系统采用AT91SAM9261芯片为处理器，所述实时控制子系统采用TMS320F28335芯片为处理器。本实用新型人机交互子系统和实时控制子系统分别用来完成控制系统的显示功能和控制功能，保证了卷板机控制系统运行实时性，不仅能够对卷板机运动部件达成高精度控制，而且具备多重安全保护机制，能够以高响应速度进行实时的运动控制与显示，采用DSP芯片为控制子系统的处理器，能够利用高速的实时运动控制能力，配合自动预弯算法完成板材自动预弯的精准控制，配合自动滚圆算法完成板材自动滚圆的精准控制。
图I为本实用新型的结构示意图。图2为本实用新型人机交互子系统结构图。图3为本实用新型实时控制子系统结构图。
具体实施方式
本实用新型卷板机控制系统基于DSP技术构建，如图1，该控制系统包括人机交互子系统和实时控制子系统，分别处理控制系统的显示部分和控制部分。该控制系统还设置有硬件平台，该硬件平台包括外围接ロ电路、信号处理电路、电源电路、40路数字输入、24路数字输出、8路模拟量输入及4路模拟量输出。其中人机交互子系统和实时控制子系统通过双端口内存DPRAM技术实时通讯。所述人机交互子系统采用AT91SAM9261芯片为处理器，完成键盘输入、状态指示、IXD屏显示等功能，并实现与实时控制子系统实时通讯。该AT91SAM9261处理器的最大处理速度达 200MIPS，内部 160kByte SRAM,外接 4M 字节 DataFlash, 64M 字节 SDRAM，64M 字节NandFlash0所述实时控制子系统采用TMS320F28335芯片为处理器，完成编码器、DI输入、DO输出、设计外围电路等功能，其内部还包含业务逻辑控制和安全保护等功能。该TMS320F28335处理器的最高工作频率为150MHz，支持浮点运算，内部资源包括256k X16bitFLASH, 34kX16bit RAM,外部 256KX16bitSRAM 等。本实用新型人机交互子系统是通过分层结构构建的，如图2，包括硬件驱动层、硬件抽象层、逻辑控制与协议层及应用层。其中，硬件驱动层根据各硬件功能完成电路设计和软件设计，包括最底层的键盘按键和液晶屏的硬件驱动功能；硬件抽象层是负责协调软件与硬件的中间层，其基于上述软件设计完成，该层设计出相应软硬件接ロ，以供上层功能调用；逻辑控制与协议层能够对具体的功能进行响应与实现，该层是独立于硬件电路的纯软件层；应用层响应用户的操作，并提供输出信息给用户。人机交互子系统的主要功能如下I人机界面显示；I接收用户按键并处理；I实时显示系统状态；I系统控制參数向实时控制子系统传送；I參数存储。实时控制子系统是通过分层结构构建的，如图3，包括硬件驱动层、硬件接ロ层、逻辑控制层及应用层。其中，硬件驱动层根据各硬件功能进行电路设计和软件设计，完成最底层的硬件驱动功能，使子系统与各电路单元实时通讯；硬件抽象层是协调系统软件与硬件的中间层，其基于软件设计完成，该层设计出相应的软硬件接ロ，以供上层控制功能调用；逻辑控制与协议层是卷板机控制系统的核心层，同时也是独立于硬件电路的纯软件层，用于对产品需求进行响应与实现；应用层对机床实时控制，包括对机床各个部件的状态进行实时跟踪与反应，以完成机床功能，同时提供安全保护措施。实时控制子系统的主要功能如下I机床部件的实时控制；I系统状态指示；I向人机交互子系统提供数据进行实时响应；I具有掉电时，存储实时參数功能。本实用新型卷板机控制系统的各个部分实现功能如下( I)设置自动控制參数本卷板机控制系统通过实时控制子系统的应用层来获取用户的设置參数，在逻辑控制与协议层中构建自动控制參数变量，用户可以手动建立和修改自动控制參数，建立或修改后的自动控制參数用于自动模式中的自动操作，并且自动操作临时编辑的參数，可保存为历史数据。(2)实时性的保证实时控制子系统的硬件驱动层能够产生Ims的定时中断，DSP芯片工作在IOOMHz的情况下，ImS处理的代码行数约为100000行单周期汇编代码，约30000行C代码，能够让子系统2的逻辑控制层23在ImS时中断内完成系统状态检测、运行逻辑控制、输出状态设置以及控制算法计算，能够对卷板机运动部件达成高精度控制效果。 (3)控制对象算法安排实时控制子系统的应用层接收实时控制子系统的各种自动控制參数变量，嵌入到实时控制子系统的逻辑控制层构成各种算法，使得本实用新型的控制系统可兼顾不同驱动类型的卷板机，能够直接控制电机、液压泵等动カ装置。(4)系统出错报警设计出错信息控制系统的工作状况，通过实时控制子系统的硬件驱动层驱动指示灯显示，同时由人机界面子系统的应用层控制显示界面，使得液晶屏上也有相应信息显示。控制系统设有复位按钮，用户可以按下复位按钮，将复位信号通过实时控制子系统的硬件接ロ层引入，再由实时控制子系统的逻辑控制层进行判断，以决定是否将控制系统恢复成未报警状态。·报警设计本实用新型卷板机控制系统的实时控制子系统的逻辑控制层中集成了控制系统中各个硬件模块的测试代码，能够将测试指令通过实时控制子系统的硬件接ロ层传递给硬件驱动层进行系统硬件诊断，如果发现硬件异常则报警处理。(5)系统维护设计本实用新型卷板机控制系统的人机交互子系统的应用层上构建有系统诊断页面，供专业人员检测系统部件的工作状况，对控制硬件是否损坏或异常作出检测。(6)系统特性设计本实用新型卷板机控制系统的人机交互子系统的应用层上构建有棒状图位置显示界面，通过棒状图显示卷板机上辊平移位移、翻倒侧和固定侧位移，实时变化，精确且直观。( 7 )板材自动预弯设计本实用新型卷板机控制系统的实时控制子系统中，其硬件驱动层能够产生高速的定时中断计算，能够让实时控制子系统的逻辑控制层根据硬件驱动层实时反馈上辊的坐标数据，利用逻辑控制层中包含的自动预弯算法，实时计算出板材预弯所需要各种控制參数，再通过硬件接ロ层将控制參数传递给硬件驱动层，以高精度的控制效果完成板材端部的自动预弯功能。( 8 )板材自动滚圆设计本实用新型卷板机控制系统的实时控制子系统中，其硬件驱动层能够产生高速的定时中断计算，能够让逻辑控制层根据硬件驱动层实时反馈上辊的坐标数据，利用逻辑控制层中包含的自动滚圆算法，实时计算出板材滚圆所需要各种控制參数，再通过硬件接ロ层将控制參数传递给硬件驱动层，以高精度的控制效果完成板材的自动滚圆功能。本实用新型卷板机控制系统利用DSP技术构建，保证了卷板机控制系统运行实时性，不仅能够对卷板机运动部件达成高精度控制，而且具备多重安全保护机制，能够以高响应速度进行实时的运动控制与显示，特别是能够利用高速的实时运动控制能力，配合自动预弯算法完成板材自动预弯的精准控制，配合自动滚圆算法完成板材自动滚圆的精准控制。
权利要求1.ー种卷板机控制系统，其特征是包括人机交互子系统和实时控制子系统，其中人机交互子系统和实时控制子系统通过双端口内存DPRAM实时通讯，控制子系统采用DSP芯片为处理器。
2.根据权利要求I所述的ー种卷板机控制系统，其特征是所述人机交互子系统采用AT91SAM9261芯片为处理器，所述实时控制子系统采用TMS320F28335芯片为处理器。
专利摘要一种卷板机控制系统，包括人机交互子系统和实时控制子系统，其中人机交互子系统和实时控制子系统通过双端口内存DPRAM实时通讯，控制子系统采用DSP芯片为处理器。本实用新型人机交互子系统和实时控制子系统分别用来完成控制系统的显示功能和控制功能，保证了卷板机控制系统运行实时性，不仅能够对卷板机运动部件达成高精度控制，而且具备多重安全保护机制，能够以高响应速度进行实时的运动控制与显示，采用DSP芯片为控制子系统的处理器，能够利用高速的实时运动控制能力，配合自动预弯算法完成板材自动预弯的精准控制，配合自动滚圆算法完成板材自动滚圆的精准控制。
文档编号G05B19/042GK202453686SQ201220021408
公开日2012年9月26日 申请日期2012年1月18日 优先权日2012年1月18日
发明者冯日月, 徐正华, 方四喜 申请人:南京埃尔法电液技术有限公司, 南京埃斯顿自动化股份有限公司