基于网络架构的手套机控制系统设计

摘要

近年来，随着网络技术与嵌入式技术的不断发展，手套机控制系统正朝着网络化、高速化、人性化、远程监控以及集群控制等方向进行发展。目前，手套机的单机控制技术已趋向于成熟，而网络化集群控制将成为企业的重点研究方向。在国内，大部分手套生产企业均是采用RS485、CAN等现场总线或串行总线来构建车间内的网络架构。这种网络架构存在着网络开放性差、数据传输慢、多总线不兼容等问题。
　　因此，本文在分析手套机的工艺与控制原理后，采用了基于TCP/IP协议的工业以太网技术与嵌入式技术，构建了一种基于工业以太网网络架构的手套机控制系统。该系统包括了三层架构，分别为底层执行层、现场监控层、远程 PC监控层，用户可以在现场或远程端通过以太网技术对车间内所有手套机进行集群控制。
　　在本系统的设计中，首先根据企业控制管理系统的需求，构建了基于以太网通讯的分布式网络架构。其次，根据手套机的手套编织要求和机构工作原理，设计了手套机底层控制系统，主要包括电磁铁的时序控制、运行信号的检测与采集、变频调速控制等，实现了单台手套机的生产控制和状态检测。同时，现场监控层采用S3C6410微处理器作为控制核心，在Tiny6410核心板上扩展了触摸显示屏模块、USB模块以及以太网模块等，完成了硬件平台的搭建，并在该平台上移植WinCE操作系统，采用C＃语言编写基于TCP/IP协议的以太网通信程序以及人机交互应用程序，完成多台或单台手套机的参数设置与显示，实现了手套机的现场监控。最后，在远程 PC端上搭建 Web服务器，建立了手套机数据库，且采用ASP.NET技术对Web应用程序进行开发，实现了手套机的远程网络监控与管理。
　　本文对底层控制层、现场人机监控层、远程 PC监控层进行了系统功能测试，主要测试了三者之间的网络通信连接、数据传输与接收以及各个模块的执行功能。测试结果表明，该控制系统不仅界面美观、人性化，而且操作方便、通讯速度快，能够实现手套机的现场集群监控与远程集群监控，满足了现代化企业的功能需求。

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第一章 绪论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 国内外研究现状与发展

1.3 课题研究的内容及关键技术

1.4 本章小结

第二章 基于网络架构的手套机控制系统总体方案设计

2.1 基于网络架构的手套机控制系统的功能需求分析

2.2 网络通讯架构设计

2.3 系统的总体结构设计

2.4 本章小结

第三章 手套机底层执行端的控制系统设计

3.1 底层执行端的总体结构设计

3.2 底层执行端的硬件电路设计

3.3 底层执行端的软件设计与实现

3.4 本章小结

第四章 手套机现场监控层的人机交互系统设计

4.1 现场监控主机的硬件设计

4.2 现场监控主机的软件开发环境

4.3 现场监控主机的软件设计与实现

4.4 本章小结

第五章 手套机远程监控层的软件设计与实现

5.1 远程监控系统的简介

5.2 手套机数据库的设计

5.3 Web应用程序的设计与实现

5.4 本章小结

第六章 系统测试与结果分析

6.1 测试平台的搭建

6.2 测试结果与分析

6.3 本章小结

第七章 总结与展望

参考文献

读硕士期间公开发表的学术论文

致谢