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工业自动化

工业自动化是在工业生产中广泛采用自动控制、自动调整装置,用以代替人工操纵机器和机器体系进行加工生产的趋势。在工业生产自动化条件下,人只是间接地照管和监督机器进行生产。工业自动化,按其发展阶段可分为:(1)半自动化。即部分采用自动控制和自动装置,而另一部分则由人工操作机器进行生产。(2)全自动化。指生产过程中全部工序,包括上料、下料、装卸等,都不需要人直接进行生产操作(人只是间接地看管和监督机器运转),而由机器连续地、重复地自动生产出一个或一批产品。[1]
  • 基于ARM的数控冲床自动送料系统的设计

    数控冲床送料系统主要用于与冲床实现配套,在冲孔过程中按照程序设定控制板料移动和冲床冲孔,实现冲孔的高度自动化。自动送料机构作为冲压加工生产实现自动化的最基本的要求,它的自动化程度高低,直接影响着冲压生产效率以及冲压生产整体自动化水平,只有其自动化程度与冲压设备相匹配甚至高于冲压设备,才能够实现冲压生产的完全自动化。 嵌入式系统是继IT网络技术之后,又一个新的发展方向,由于嵌入式系统自身的优点,现在已经广泛应用到军事国防、消费电子、工业控制等各个领域。随着电子、计算机、自动控制以及精密机械与测试技术的不断提高和发展,自动送料装置也在随着数控机床的发展而在迅速发展和演变。而随着嵌入式微处理器的发展,嵌入式系统也开始运用到数控冲床自动送料系统中来。 本文采用目前广泛使用的32位ARM微处理器,Samsung公司基于ARM920T的S3C2440A作为系统的主控制器,该处理器主要面向嵌入式设备,具有性价比高、功耗低的特点,并且在嵌入式Linux操作系统下可移植性好,具有较强的控制能力和丰富的片内资源。该系统能实现数控冲床的自动送料,软硬件结构简单,定位精度高,操作简单方便,具有良好的人机界面。论文首先根据生产实际要求和控制系统设计原则,确定了送料系统的软硬件总体设计方案。硬件方面,在S3C2440A的基础上扩展了NANDFlash、NORFlash、SDRAM、LCD触摸屏模块,并设计了X、Y轴电机及其驱动电路。软件方面,选用Linux操作系统,在此基础上构建了嵌入式Linux开发环境,实现了Bootloader、Linux内核、YAFFS根文件系统的移植,选用Qt/Embeded设计系统的操作界面,给出了系统各个模块的程序设计,包括人机界面、速度预处理、插补模块和电机控制部分,文章对系统的软硬件的抗干扰技术也专门做了介绍。随后,文章还介绍了积分分离的PID控制算法,并通过使用matlab对电机控制进行仿真,验证了该算法的可行性。 文章在最后对整个设计进行了总结和展望,指出了系统存在的问题和一些可以改进的地方。

    标签: ARM 数控 自动

    上传时间: 2013-06-28

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  • 基于ARM的现场总线控制系统主控节点设计

    现场总线技术以其先进性、实用性、可靠性、开放性等优点,已经成为自动化技术发展的热点。现场总线控制系统作为一种开放的、具可互操作性的、彻底分散的分布式控制系统,已经对传统的PLC、集散控制系统形成了巨大的冲击,具有广阔的发展前景。 作为现场总线之一的CAN总线以其可靠性高、实时性好、价格低廉、容易实现等优点,被广泛应用于工业控制领域。与传统的控制系统相比,基于CAN总线设计的工业控制系统可以减少系统控制的复杂性,降低成本,并能提高系统的稳定性和扩展性。 本论文针对某石材加工厂的具体应用需求,在分析了CAN总线协议的基础上,给出了工业控制网络的总体解决方案,主控节点硬件设计、软件设计,人机界面设计,以及网络通讯结构模型及具体实现流程,完成的主要工作如下: 软硬件平台设计,基于ARM处理器LPC2378开发了工控网络主控节点。设计了该节点的硬件电路,包括CAN总线接口电路、串行接口电路、AD、DA转换隔离电路等。在硬件平台上进行μC/OS-II操作系统移植,基于该操作系统编写了各硬件模块驱动程序,主要包括串行接口和CAN模块的初始化、数据接收以及发送。 通讯设计,根据工业控制应用的具体需求,设计了网络整体解决方案,包括网络拓扑方案,通讯结构等,基于CAN总线技术规范CAN2.0B自定义了CAN总线网络应用层通信协议CAN08。 人机界面设计,基于威纶MT505设计了工控网络的人机界面,编程实现人机界面与主控节点的Modbus通讯。

    标签: ARM 现场总线 控制系统 主控

    上传时间: 2013-07-09

    上传用户:familiarsmile

  • 基于ZigBeeARM技术的智能公交系统的研究与实现

    智能城市公交系统为解决城市交通拥堵、空气污染,降低交通事故提供了解决方案,并在世界各国达成广泛的共识。我国政府为改善城市公共交通系统投入了大量的财力对公交系统进行升级和改造,智能调度、自动报站、车辆监控等新技术应用于城市公交系统中。IEEE802.15.4/ZigBee标准的制定,不仅为工业控制、家居自动化控制和遥测遥控等领域提供了一种无线互联互通的标准,而且给智能公交系统带来了新的生机,为智能交通系统及相关产业的发展提供了有力的契机。 本文给出了IEEE802.15.4/ZigBee标准的介绍,给出了协议栈框架结构,从物理层到应用层进行了分析,并将ZigBee技术与其他无线通信技术做了比较,分析了ZigBee技术应用的场合。 在查阅大量参考文献的基础上,,设计了基于ZigBee技术的智能公交系统的框架结构,分析了始发站、中间站、终点站的功能,并尝试采用挪威Chipcon公司的ZigBee—CC2430无线模块来代替GPS技术实现公交车辆自动报站。 在始发站停车场监控系统中,重点研究ZigBee定位机制,研究了多边定位算法、几何算法、加权质心算法等,并改进现有的定位算法,并使用MATLAB工具进行仿真分析,实现了基于ZigBee技术的公交车定位系统;在中间站电子站牌设计中采用能量检测算法实现了与车载终端的通讯,编写了电子站牌和公交车载终端的通信协议并实地测试了自动报站功能。 最后设计了以Philips公司的ARM7芯片LPC2364为微处理器的智能公交车载终端,并给出了各部分的硬件电路设计。

    标签: ZigBeeARM 智能公交系统

    上传时间: 2013-05-25

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  • 基于ARMLinux的喷油泵测试试验系统的设计

    发动机的燃油系统是发动机的关键部分,直接影响着发动机的动力性能、经济性能和使用性能,其中喷油泵是该系统中至关重要的部件,是燃油系统的核心,而喷油泵试验台是检测和调整发动机喷油泵所必需的关键设备。 喷油泵实验系统被广泛应用在教学、科研及生产部门,成为我国喷油泵研究与制造水平的关键。传统的实验系统多属于简单机电式的,效率和自动化程度较低。近年来出现的一些实验系统结合了现代计算机技术,在性能和功能上有所增强,但在硬件和软件方面还存在着结构复杂,可靠性、稳定性差等问题,且此类系统通常只能在实验室进行研究,难以实时的在现场进行检测,难以方便的应用于工业生产、维修的厂况,也不能满足科学研究及生产制造等方面的要求。 本论文将喷油泵实验系统与计算机及嵌入式技术有机结合起来,充分发挥嵌入式系统实时性强、功能专一的特点,研制了一种基于ARM-Linux的喷油泵实验系统。系统采用Samsung公司性价比较高的ARM9芯片S3C2410A为硬件核心,移植嵌入式Linux作为操作系统,编写应用程序,开发了友好的人机交互界面,具有体积小、重量轻、功耗低、操作简单、可靠性高等特点,对于我国的教学、科研及工业生产具有重大意义。 文中首先简要介绍了喷油泵实验系统的发展现状、嵌入式系统的基本定义以及本课题所要研究的内容和意义,然后在对系统的需求进行分析的基础上,给出了系统的总体方案设计,并进一步分块探讨了:系统的硬件设计;系统软件设计(详细阐述了将嵌入式Linux操作系统移植到ARM微处理器S3C2410A上的过程);应用程序设计。最后对本文所开发的实验系统进行了调试并对后续工作做了展望。结果证明,此喷油泵实验系统运行稳定,性能可靠,能够方便快速的应用于教学实验、科学研究以及生产实践中,是性能优良的喷油泵实验系统。

    标签: ARMLinux 喷油 测试

    上传时间: 2013-06-08

    上传用户:diaorunze

  • 基于ARM的超声波电机嵌入式驱动控制系统研究

    超声波电机是一种全新原理的直接驱动电机,它利用压电陶瓷逆压电效应激发的超声振动作为驱动力,通过定转子间的摩擦力来驱动转子运动。与传统的电磁电机相比,它具有低速大转矩、无电磁干扰、动作相应快、运行无噪声、无输入自锁等卓越特性,在非连续运动领域、精密控制领域要比传统的电磁电机性能优越得多。超声波电机在工业控制系统、汽车专用电器、精密仪器仪表、办公自动化设备、智能机器人等领域有广阔的应用前景,近年来倍受科技界和工业界的重视,成为当前机电控制领域的一个研究热点。 本文主要研究了行波型超声波电机的嵌入式驱动控制系统设计。系统是基于ARM嵌入式微控芯片设计的。全文共分为6部分。第一章主要介绍了国内外超声波电机驱动控制技术在国内外的发展状况,ARM芯片的结构原理以及本课题的选题意义。第二章在前人的研究基础上做了系统仿真,为系统的硬件设计提供设计指导。第三章提出了基于ARM的超声波电机嵌入式驱动控制系统设计方案,并介绍了系统各个模块的设计与调试的过程和结果。第四章介绍了uC/OS-Ⅱ操作系统在ARM上的移植,以及基于该操作系统的电机控制系统软件设计流程。第五章介绍了系统各子程序的设计,速度控制与定位控制的算法设计,以及系统调试的结果。第六章总结了本论文的主要贡献、存在问题以及后续课题的研究方向。

    标签: ARM 超声波 电机 嵌入式

    上传时间: 2013-04-24

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  • 基于ARM的家庭自动化系统的研究

    随着嵌入式技术的发展,ARM处理器以其独特的优势在计算机、电子和通信的各个领域得到广泛应用,将网络技术、控制技术和视频监控技术相融合,在更大程度上促进了家庭生活的信息化和自动化。系统采用先进的ARM处理器作为控制平台,与使用C51单片机相比,提高了性能,缩短了开发周期;与使用传统的PC机相比,兼顾了系统功能,又节约了成本,在家庭自动化领域具有较好的理论价值和广阔的应用前景。 本文在分析国内外家庭自动化发展现状的基础上,采用先进的ARM技术,给出了多模式网络通信方案,解决了家庭自动化系统对不同通信网络的兼容性问题,在公用电话网语音通信中,提出了通信状态机模型,讨论了电话按键检测和超时无选择的问题,对语音处理技术的实现进行了研究;在无线网络通信中,通过短消息的发送和接收,实现了远程用户和系统之间的信号传输,对系统无线GPRS通信的实现进行了技术研究;在远程图像监控的实现中,给出了单帧图像采集的实现方法,对C/S模式下远程监控技术进行了研究;为实现系统与终端之间的信号传输,给出了家庭内部控制网络接口设计方案,实现了家电设备控制和自动报警功能,在系统安全问题方面,给出了系统身份认证的实现方法。在此基础上,构建了一个低成本、高性能、高可靠性的家庭自动化系统。

    标签: ARM 自动化系统

    上传时间: 2013-06-21

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  • 基于ARM的嵌入式测控平台的设计及实现

    嵌入式测控系统和测控装置在工业生产过程控制、仪器仪表及自动化系统、智能楼宇监控等方面得到广泛的应用。由于嵌入式测控系统监控对象的多样性,因此通用性不是很强,传统的设计方法都是从底层的硬件设计开始,再设计专用的软件,导致设计周期长,重复工作多,成本增加。微电子技术和计算机技术的飞速发展,使得微处理器的性能和功能得到极大的提高,为通用型测控平台的构建奠定了基础。 本文提出了一种嵌入式测控平台的设计思路。采用主板和扩展板相结合的模块化设计,使嵌入式测控系统可以在一个标准化平台上进行构建。平台主板选用基于32位ARM7TDMI-S内核的微控制器LPC2292作为核心,加上以太网芯片、CPLD以及其它外围电路,构成了一个维持系统正常运行的最小系统。扩展功能模块包括ZigBee无线通信、USB、A/D、D/A、液晶触摸屏等模块,通过层叠式结构与主板连接。测控开发平台在功能、电路、结构上实现了可裁剪、可扩展,能满足大多数嵌入式测控系统的需求。 在实现嵌入式测控开发平台硬件设计的基础上,嵌入式测控平台引入了Nucleus Plus实时操作系统来完成系统资源的管理和任务的调度。文中提出了启动代码模版的概念,简化了移植操作系统的工作,提高了效率。 基于ARM的嵌入式测控开发平台为开发各种智能化、小型化现代测控系统提供了可重用、高性能、图形化、网络化软硬件基础平台和高效的开发模式。从而,大大缩短了软、硬件开发的周期,具有十分重要的意义。 作为在测控开发平台的基础上构建测控系统的实例,研制了气门弹簧负荷计算机自动分选系统的现场级控制器。

    标签: ARM 嵌入式 测控平台

    上传时间: 2013-06-16

    上传用户:kkchan200

  • 基于ARM的嵌入式工业过程数据采集记录系统的研究与实现

    研究如何将当前流行的嵌入式技术应用于工业领域中的数据采集与记录方面,是当今工业过程测量控制领域发展的一个必然方向。 本论文所设计完成的嵌入式工业过程数据采集与记录系统,是以32位ARM7微处理器S3C44B0X为核心,取代了传统的单片机,并且引入了μClinux多任务实时操作系统。采集到的工业现场的实时数据,经A/D转换等步骤处理后,显示在高分辨率的彩色LCD上。在MiniGUI的支持下,通过丰富的图形界面功能,以曲线或表格的形式显示工业现场实时数据的变化趋势,具有良好的人机界面。输入功能通过点击触摸屏来实现,可以像使用Windows操作系统一样,点击菜单、滚动条、列表框、按钮等控件以完成相应的操作。数据的记录完全脱离PC机,显示在LCD上的数据,可以实时的以文件的形式存储在Nand Flash中,必要的时候通过USB接口用U盘导出。μClinux操作系统中移植了BOA网络服务器和CGI脚本程序,因此具有动态Web监控功能,用户可以在PC机上的浏览器中通过网络随时监测工业现场的实时数据。 经过测试,该系统可以稳定可靠的运行,完全实现了工业现场数据的实时采集、人性化显示、规范化操作、脱机化记录和网络化监测等一系列功能,取代了传统的底层智能仪表搭配PC机的构架,将其功能合二为一,对工业企业的技术进步和生产过程的现代化有着重要的作用。

    标签: ARM 嵌入式 工业过程 数据采集

    上传时间: 2013-07-18

    上传用户:qwe1234

  • 基于ARM的嵌入式系统教学实验系统的设计与研究

    随着信息技术的发展和数字化产品的普及以及Intemet广泛深入的应用,从消费电器到工业设备,从民用产品到军用器材,嵌入式系统己被广泛的应用到网络、手持通信设备、消费电子和自动化控制等各个领域。嵌入式系统的广泛应用和发展潜力使其成为21世纪的应用热点之一。为了学习、研究和使用嵌入式技术,国内许多高校都在开展或计划开展嵌入式系统教学。因此,研制基于ARM的嵌入式系统教学实验系统已迫在眉睫。 本文在分析了各种嵌入式教学实验系统功能的基础上,提出并研究设计了一款基于ARM的嵌入式系统教学实验系统。本文概括地阐述了嵌入式系统的概念、设计流程、发展趋势,分析了嵌入式系统教学开展的必要性。根据实验系统的需求分析、功能规划和教学内容安排,设计了一个基于ARM的嵌入式系统教学实验系统的硬件平台,详细论述了硬件平台的设计及实现过程,同时给出了电路原理图。研究了嵌入式操作系统的启动和移植,包括嵌入式操作系统的选型、系统引导程序Bootloader的设计与实现、嵌入式操作系统uCLinux内核的移植。以嵌入式网络为应用背景,分析了嵌入式Boa服务器的程序结构,修改并实现了嵌入式Boa服务器。在Boa服务器的基础上,设计并实现了远程控制嵌入式系统I/O端口的应用程序,实现了通过浏览器控制A/D转换器进行模拟信号采集并获得采样数据的功能。 实验结果表明,所设计的基于ARM的嵌入式系统教学实验系统达到了预期的设计目标,能够满足嵌入式系统教学实验的要求。

    标签: ARM 嵌入式系统 教学实验系统

    上传时间: 2013-05-23

    上传用户:shenglei_353

  • 基于ARMDSP双核与ucLinux的玻璃缺陷在线检测系统

    随着微电子技术和计算机技术的发展,工业生产过程的自动化和智能化程度越来越高。就玻璃工业生产而言,以前浮法玻璃生产线上所用的质量检测都是通过利用人眼离线检验或专用仪器抽样检测,无法满足实时检测的要求,并且人眼检测只能发现较大的玻璃缺陷,所以玻璃质量无法提高。目前国内几家大型玻璃生产企业都开始采用进口检测设备,可以对玻璃实现100%在线全检,自动划分玻璃等级,并获得质量统计数据,指导玻璃生产,稳定玻璃质量水平。 但由于价格昂贵,加上国内浮法玻璃生产线现场条件复杂,需要很长时间的配套和适应,而且配件更换困难以及售后服务难以到位等问题,严重束缚了国内企业对此类设备的引进,无法提高国内企业在国际市场的竞争能力。 应对此一问题,本文主要研究了基于DSP+ARM的独立双核结构的嵌入式视频缺陷在线检测系统的可行性,提出了相应的开发目标和性能参数,并在此基础上主要给出了基于TI公司TMS320C6202B DSP的视频图像处理以及缺陷识别的总体方案、硬件设计和相应的底层软件模块;同时论述了嵌入式工业控制以及网络传输的实现方案——采用Samsung公司的基于ARM7内核的S3C4510B作为主控芯片,运行uClinux操作系统,设计出整个嵌入式系统的软件层次模型和数据处理流程,其中编程底层的软件模块为上层的应用程序提供硬件操作和流程,从而实现缺陷识别结果的控制与传输。同时,本文还对玻璃缺陷的识别原理进行了深入的探讨,总结出了图象处理,图象分割以及特征点提取等识别步骤。 本系统对于提高玻璃缺陷在线检测的工艺水平、灵敏度、精度等级;提高产品质量、生产效率和自动化水平,降低投资及运行成本都将有着极其重要的现实意义。

    标签: ucLinux ARMDSP 双核 玻璃

    上传时间: 2013-07-02

    上传用户:shenglei_353