卷板機數控系統的硬件和軟件設計

系統設計與開(kāi)發(fā)采用了面向對象的方法因為這種方法模擬了人類(lèi)認知客觀(guān)世界的過(guò)程；具有封裝性，集成性，以及消息驅動(dòng)等一系列特性，使得改造的系統模塊清晰、組裝維護方便，可擴充性可重組性強；面向對象模型將概念模型、邏輯模型和物理模型統一到一起，極大的降低了系統的理解難度。

采用PMAC可編程多軸控制器，因為它的開(kāi)發(fā)界面非常友好。它提供的PWIN 編程工具完全在Windows 環(huán)境，運行編輯修改非常容易。

遵照面向對象的系統設計與分析的主導思想，系統設計成若干個(gè)對象模塊的有機組合。宏觀(guān)上看系統分為系統層、應用層和物理層三個(gè)層面，如圖4所示。主要解決IPC 與PMAC，FlyVideo繼承的一系列技術(shù)問(wèn)題，因為PMAC 有自己的CPU 和RAM 還有EPROM; FlyVido 也有自己的RAM和相應的運算器，而PMAC和FlyVideo都是以總線(xiàn)方式與IPC相連，IPC要將這些資源和自身資源集成到一起形成完整的控制系統，必須有有效的集成手段。應用層是系統的主體部分，由若干個(gè)功能模塊組成。在系統層的支持下，各功能模塊獨立完成一部分任務(wù)，從而實(shí)現系統的所有控制目標。物理層是與物理空間相對應的機制，由若干和存儲文件結構對應的數據結構組成，用來(lái)滿(mǎn)足人機交互和訪(fǎng)問(wèn)數據庫的需求。

軟件設計過(guò)程中還必須實(shí)現下面這些技術(shù)要求：

(1) 上位機與下位機的實(shí)時(shí)通訊：上位機與下位機的實(shí)時(shí)通訊是利用DELTA TAU DATASYSTEM 公司提供的與PMAC相配套的PtalkDT類(lèi)實(shí)現的。PtalkDT類(lèi)通過(guò)添加ActiveX 的方式加以實(shí)例化，并由其中的GetResponse()方法完成雙向通訊。上位機與下位機通訊的速度取決于主計算機的主頻、PMAC CPU 的速度，以及系統程序和下位機控制程序的大小。

(2) 視頻顯示：視頻信號的處理及圖像顯示控制是通過(guò)對視頻卡的二次開(kāi)發(fā)實(shí)現的。FlyVideo視頻卡提供了OCX標準控件Capwnd與應用系統進(jìn)行集成。該控件的16 個(gè)主要方法和7 個(gè)屬性由MFC42.DLL 和MSVCRT.DLL兩個(gè)動(dòng)態(tài)連接庫支持，借助這兩個(gè)動(dòng)態(tài)連接庫支持，系統開(kāi)發(fā)了Overlay 和Peview 兩種圖像顯示模式，以方便現場(chǎng)的不同要求。

(3) 穩壓電源：大型卷板設備工作環(huán)境惡劣，尤其是電網(wǎng)電壓極不穩定，很容易沖擊數控系統，造成死機。其結果輕則產(chǎn)品作廢，重則損壞設備，損失難以估量。為了防止數控系統因電源干擾而產(chǎn)生控制失誤，系統專(zhuān)門(mén)配置了響應速度小于0.1ms 的在線(xiàn)不間斷穩壓電源。除此之外，系統還在軟件設計上進(jìn)行了必要的處理，為每個(gè)動(dòng)作編制了濾波程序。

(4) 控制時(shí)鐘：系統控制時(shí)鐘主要是從保證系統正常運行的角度，周期掃描下位機I/O 口、視頻信號狀態(tài)，以及中斷請求信息，實(shí)現上位機與下位機的實(shí)時(shí)通訊；獲取運動(dòng)坐標當前值；動(dòng)態(tài)管理數據庫；在線(xiàn)決策程序進(jìn)程等。此模塊由標準控件Timer 實(shí)現。為了提高可靠性，系統采用單時(shí)鐘驅動(dòng)時(shí)鐘，掃描周期80ms。

3 結論

經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐的檢驗，17000kNx3000mm上輥萬(wàn)能式卷板機數控系統的軟件和硬件設計完全符合生產(chǎn)。在生產(chǎn)過(guò)程中，系統控制軟件配合硬件順利地進(jìn)行數據輸入、數據處理、信息輸出以及對執行部件的控制，使數控卷板機按照設計要求，安全可靠地運行自動(dòng)卷制工藝過(guò)程。

參考文獻
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