更新时间:2022-09-25 17:33
通用控制系统, 是一种投资小, 通用性好, 组合灵活, 操作简单, 使用方便, 一机多用, 可适应不同生产对象, 能运行在各种生产环境的高性价比控制系统,可大可小, 较为实用。
定义
随着工业控制计算机(IPC)越来越便宜,产品质量越来越可靠,相应的应用软件越来越丰富,以IPC为核心的计算机监控系统的开发工作也越来越受到人们的普遍关注。针对我国中小型企业生产现状,从我国现有技术条件出发,为满足中小型企业技术改造的需要,多年来科学家们致力于研究开发以IPC为主要核心机的通用控制系统,力求投资小,通用性好,组合灵活,操作简单,使用方便,一机多用,开发出一种可适应不同生产对象,能运行在各种生产环境,控制系统可大可小,较为实用,性价比高的工控机通用控制系统。
系统设计思想
不同的生产工艺,其生产过程往往存在较大差异,但从测控的任务来看,主要需解决一般工艺参数的监测或重要被控参数的控制问题。当然,在实施过程中,监控系统具备辅助管理生产的功能也很重要。因此,集测、控、管为一体的计算机监控系统可满足大多数中小企业生产测控要求。
为适应工业监控领域先进性、可靠性和通用性的要求,选择价格低廉,质量可靠,接口板丰富,运行环境好的IPC,配置相应的外围设备,采用先进的工业控制软件为支撑,构成通用的控制计算机监控系统。
一般情况下,系统采用二级监控结构,第一级为现场监控级,第二级为监控管理级,需要时,可增加终端机级。
监控计算机
选用IPC作为监控用计算机,可以单机、双机热备份,上下位机等构建监控模式,配置相应接口板卡后可完成以下任务。可通过内置卡(A/D、DI、热偶、热阻)实时采集各被测模拟和数字输入量,或通过外置数据采集系统进行测量。
可进行相应的控制运算,并将控制输出量通过相应板卡(D/A、DO)送出,实施各测控回路的在线调节。显示系统当前的运行工况,包括总貌图、控制流程图、实时动态趋势、历史数据曲线、虚拟仪表盘等内容以定时中断方式与监控管理机通讯,发送实时采集数据及工况运行信息等,以随机中断方式接收监控管理机送出的工作指令及调节信号。
手操控制器具有手动/自动双向无扰动切换、手动遥控、电压电流转换等功能。手动控制输出通过仪表面板薄膜键盘的键入方式,通过数字电位器来实现输出的增大与减小。输出值可由手操器面板上的数码管显示,并可存储在EEPROM中,属于非易失记忆型手操器。正常工作时,可将D/A送来的1~5VDC转换成4~20mADC信号送往执行器。当监控机出现故障或生产需要时,可切向手动实现遥控操作。切换方式有软切换(通过计算机键盘实现)和硬切换(通过控制器面板按键实现),切换的优先权属硬手动遥控方式。
监控管理计算机
采用IPC或PC机作为监控管理计算机,配置相应外围设备后可完成下列任务。以定时方式与各子系统监控计算机通讯,获取实时显示及数据处理所需的数据,以随机方式发送管理机对各子系统监控计算机的工作指令或管理命令。对生产过程重要数据及当前运行工况进行图形、文本或报警显示。建立生产信息数据库,具备对运行数据的分析统计、历史数据的存储、查询功能。
系统内的各台工控机及管理机在Windows环境下,借助交换机(监控管理计算机)连接为一个局域网。通过UB中的控件开发了网络环境下的通讯程序,可根据实际情况采用TCP(传播控制协议)或UDP(用户数据报协议)进行通讯联系和数据传输。软硬件的设计开发较简单,而数据传输速度却比传统RS—422快数倍,并且抗干扰能力强。通过该局域网。可将生产信息经数据管理系统整合后,传递给生产管理及生产调度部门,从而实现信息共享与协调。
系统软件模块包括监控机软件,监控管理机软件,终端机软件等。
监控机软件
组态软件,主要由工程浏览器和画面运行系统两部分组成。工厂浏览器内嵌画面开发,用于完成画面的设计开发,画面运行系统则为浏览器生成的总貌图、仪表盘、对象状态等动画提供一个运行环境。采用VisualBasic语言设计应用程序,实现各种图形与曲线的显示、数据运算、控制算法、报表打印等功能,对于监控机扩展接口板的访问,采用Delphi语言编写链接库来实现,可完成应用系统中大量实时数据的采集与控制。
监控管理机软件
监控管理机软件与前述监控机软件模块基本相同。只有当监控机是作为上、下位控制方式中的上位控制计算机,或是作为双机热备份控制结构中的备用控制机时,否则监控管理机主要作用是进行生产运行的监控与管理,生产信息和管理指令通过通讯网进行交换,应用软件仍可由组态软件与VB两部分组成。
机器人通用控制系统
研究意义及系统要求
近年来,机器人控制系统的结构与特性越来越为人们所重视。特别是在与机器人控制有关的研究中,为了从关节这一级来改善和提高系统的性能,迫切要求机器人具有开放和人机交互特性。
为建立一个开放式机器人通用控制系统,需要解决以下两方面问题:
(1)针对“开放式”结构要求,应设法给用户提供一个标准的控制界面和一个常规的语言(如MicrosoftC)环境,借此,可实现对机器人结构参数的设置和可控参数的调节,以及对机器人进行其他一切作业级的操作与控制。
(2)针对“通用性”要求,应使所建立的系统不经任何改动或者仅需最小的改动就可适应不同机器人本体的要求。
系统软件结构
图为对应的机器人控制系统的软件结构。它由用户操作平台,PC运动函数库,用户应用程式,PC通讯程序,通讯缓冲区,DSP通讯程序,DSP中断服务程序,DSP运动函数库以及DSP主控程序所组成。由于这里用户操作平台建立在流行的PC机上,且提供常规的MSC语言离线编程环境,控制系统对用户具有全开放特性:用户不仅可以通过交互式操作平台对机器人本体进行基本操作和在线调试,而且还可以通过常规MSC语言离线编程环境,进行关节级的控制算法研究。现将系统软件各模块功能简述如下。