機床裝備監(jiān)控系統(tǒng)可配置底層平臺設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、機床裝備作為制造業(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下，對其加工過程中的可靠性、可視化、低能耗、低成本及環(huán)境保護等要求越發(fā)嚴格，為更好的保障這些性能要求，完善的測量技術(shù)與高效的監(jiān)控系統(tǒng)是不可或缺的。雖然目前在機床裝備監(jiān)控方面有較多研究，但仍然存在監(jiān)控目標有限、監(jiān)控系統(tǒng)通用性、兼容性差以及缺乏對機床輔助設(shè)備、外圍設(shè)備的控制等問題，其本質(zhì)上是監(jiān)控系統(tǒng)底層平臺缺乏可配置性。為此，本文設(shè)計并實現(xiàn)了可配置底層平臺，以滿足多種機床

2、裝備及其輔助設(shè)備的多種監(jiān)控需求。
　　論文首先對監(jiān)控系統(tǒng)底層平臺的基本需求及其可配置性需求進行了分析，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計了可配置底層平臺的總體方案，將底層平臺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，論文重點對可配置底層平臺的關(guān)鍵技術(shù)進行了研究，包括機床多類型信號歸一化適配技術(shù)，解決多類型信號輸入底層平臺時的不匹配問題；兩級DMA傳輸方案以及改進的數(shù)字濾波算法實現(xiàn)多傳感器采集過程中對實時、準確、高速的要求；制定了數(shù)據(jù)與指令傳輸?shù)耐ㄐ艆f(xié)議以及底層平臺的存儲機制，確保數(shù)據(jù)與指令傳輸?shù)目煽啃裕换赬ML語言，設(shè)計了底層平臺的可配置方案。
　　之后，論文確立了以STM32F407為底層平臺的核心控制器，對可配置底層平臺的軟

4、、硬件實現(xiàn)進行了研究，其中硬件實現(xiàn)部分設(shè)計了基于機床PLC的開關(guān)量信號采集電路、基于繼電器的機床開關(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；軟件實現(xiàn)部分，通過 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)計了多組測試實驗，對可配置底層平臺的各個功能模塊進行了測