壓鑄機實時監(jiān)測裝置設計

摘要

壓鑄機是壓鑄工業(yè)中十分重要的設備，但國產(chǎn)壓鑄機普遍采用PLC和工業(yè)控制計算機(PIC)進行控制，且絕大多數(shù)以開關順序控制為主，壓鑄質(zhì)量有待于進一步提高。
本論文主要研究利用性能優(yōu)越的DSP處理器(TMS320F2812)設計出一個壓鑄機實時監(jiān)測裝置，嘗試對傳統(tǒng)壓鑄機控制方式的改進，提高國產(chǎn)壓鑄機的競爭能力。以提高可靠性為目標，對基于DSP的壓鑄機實時監(jiān)測裝置進行了軟、硬件設計，以期提高壓鑄質(zhì)量。其中硬件部分：主要包括模擬量輸入輸出模塊、開關量輸入輸出模塊、通信模塊、人機界面模塊、存儲器擴展模塊和系統(tǒng)電源模塊等。軟件部分：對軟件結(jié)構(gòu)進行結(jié)構(gòu)化分析，具體介紹了軟件設計總體思想和軟件中各功能模塊的設計。并對此DSP控制器的可靠性進行了研究，介紹了本控制器設計時所采用的抗干擾技術(shù)。
作者對此DSP控制器構(gòu)成的壓鑄機監(jiān)測裝置進行了具體分析、設計和試驗的研究，初步的試驗表明，本控制器可以基本滿足壓鑄機的控制需求，為進一步的研究打好了基礎。
關鍵詞：壓鑄機；DSP；硬件；軟件；可靠性

Abstract

Die casting machine which is the die-casting equipment industry is very important, but it commonly used Chinese-made die-casting machine PLC and industrial control computer (PIC) to control, and to switch the order of the vast majority of control-oriented, quality die-casting to be further improved.
This paper studies the use of superior performance DSP processor (TMS320F2812) to design a die-casting machine in real-time monitoring devices, Die casting machine to try the traditional way of improving control, Chinese-made die-casting machine to increase the competitiveness of. To improve the reliability as the target, the die casting machine based on the DSP real-time monitoring devices the software and hardware design, with a view to improve the quality of die-casting. hardware components: the main include analog input and output modules, switch input and output modules, communication modules, human-machine interface module, memory expansion modules, such as power modules and systems.Software components: the structure of software for structural analysis, concrete design software, introduced the general ideas and software design of various functional modules. And the reliability of this DSP controller was studied on the design of the controller used by the anti-jamming technology.
The author of this DSP controller consisting of die-casting machine monitoring device specific analysis, design and test of the research, preliminary tests showed that the controller can basically meet the needs of die-casting machine control, in order to further lay the foundation for the study .
Key words: die-casting machine; DSP; hardware; software; reliability

目錄

0  前言 1
1  概述 2
1.1  選題背景及意義 2
1.2  我國壓鑄工業(yè)的發(fā)展及現(xiàn)狀 2
1.3  國外壓鑄工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 3
1.4  論文的主要內(nèi)容 5
1.5  本章小結(jié) 5
2  壓鑄機實時監(jiān)測裝置整體設計 6
2.1  系統(tǒng)設計原則與功能要求 6
2.2  系統(tǒng)硬件整體設計 6
2.3  系統(tǒng)軟件整體設計 8
2.4  本章小結(jié) 9
3  系統(tǒng)硬件電路設計 10
3.1  系統(tǒng)硬件電路整體設計概述 10
3.2  主板模塊 11
3.2.1  主控芯片選型 11
3.2.2  電源設計 12
3.2.3  存儲器擴展電路設計 12
3.2.4  鐵電存儲器擴展電路設計 13
3.3  模擬量輸入模塊 14
3.3.1  傳感器選型 15
3.3.2  合型力和油壓檢測電路設計 16
3.3.3  速度檢測電路設計 17
3.4  模擬量輸出模塊 17
3.5  開關量輸入輸出模塊 18
3.5.1  開關量輸入通道 18
3.5.2  開關量輸出通道 19
3.6  人機界面模塊 20
3.6.1  液晶顯示單元 20
3.6.2  鍵盤電路設計 21
3.7  通信模塊 26
3.7.1  RS232通信電路設計 26
3.7.2  RS485通信電路設計 27
3.7.3  USB通信電路設計 28
3.8  本章小結(jié) 28
4  系統(tǒng)軟件程序設計 29
4.1  系統(tǒng)主程序流程圖 29
4.2  數(shù)據(jù)采集模塊設計 30
4.2.1  概述 30
4.2.2  數(shù)字濾波 30
4.2.3  A/D初始化函數(shù) 32
4.2.4  A/D采樣函數(shù) 34
4.2.5  基于光電編碼器的脈沖信號處理子程序 36
4.3  人機界面模塊軟件設計 38
4.3.1  人機界面程序流程設計 38
4.3.2  參數(shù)設置模塊程序流程設計 39
4.3.2  窗口界面顯示 40
4.4  數(shù)據(jù)輸出模塊軟件設計 44
4.5  通信模塊軟件設計 46
4.6  本章小結(jié) 48
5  控制系統(tǒng)的抗干擾措施 49
5.1  概述 49
5.2  干擾源的產(chǎn)生 49
5.3  系統(tǒng)硬件抗干擾措施 50
5.3.1  信號線引入的抗干擾措施 50
5.3.2  電源引入的抗干擾措施 50
5.3.3  接地的抗干擾措施 51
5.3.4  PCB布局時抗干擾措施 51
5.4  系統(tǒng)軟件抗干擾措施 53
5.5  本章小結(jié) 53
6  系統(tǒng)測試與結(jié)果分析 54
6.1  光電編碼器計數(shù)脈沖檢測實驗 54
6.2  串口通信實驗 56
6.3　鍵盤電路仿真實驗及分析 57
6.3.1  掃描電路的輸出仿真波形 57
6.3.2  編碼器的仿真波形 57
6.3.3  去抖動電路的仿真波形 58
6.3.4  鍵盤控制器的整體仿真波形 58
6.4  本章小結(jié) 59
7　技術(shù)經(jīng)濟分析 60
7.1  系統(tǒng)成本分析 60
7.2  系統(tǒng)可靠性分析 61
7.3  本章小結(jié) 61
8  結(jié)論 62
致謝 63
參考文獻 64
附錄A  譯文 65
附錄B  外文原文 71
附錄C  PCB圖 83