基于运动控制的PVC软标机控制系统设计及实现

摘要

为了解决当前PVC软标生产技术落后、效率低、质量不稳定、能耗高、工作环境差等问题,本文提出集注标、烘烤、冷却为一体的PVC软标机控制系统研制方案,并对软标机控制系统进行了设计及实现。
　　 PVC软标机控制系统采用“PC机+运动控制卡”开发模式,将计算机应用与运动控制技术有机结合起来,一方面利用计算机的高速度、强大的运算能力和方便的编程环境等特点;另一方面发挥运动控制卡在插补、位置控制等方面的优势,使PVC软标机控制系统有较强的数据处理和运动控制能力,实现高性能、高精度、复杂的控制算法,且控制软件修改方便,简化了系统软件的开发,缩短了应用系统开发周期。
　　 本文研究的主要内容是基于运动控制的PVC软标机控制系统硬件设计和软件开发。首先,详细介绍了系统各功能模块的硬件电路设计:包括运动控制卡和I/O卡的选型、输入输出接口电路设计、脉冲调制电路设计、伺服系统功能实现以及一些外围部件的选型。
　　 然后,在基于面向对象程序设计的理论指导下,提出了系统的软件架构,在此基础上详细阐述了软件设计的实现过程:通过对PVC软标机控制系统功能需求及多任务的分析,同时结合操作平台上应用软件的结构特点,本文对控制系统的实时任务和非实时任务进行了划分,对系统中多线程技术的使用进行了介绍;根据系统应用程序设计特点,利用VisualC++下的MFC框架设计了本系统的人机交互界面,通过各程序文件之间的相互调用,实现了本控制系统各功能模块的设计。
　　 接着,对控制系统的关键算法进行了探讨,主要包括积分分离PID算法、坐标映射算法和插补算法;针对本系统插补所需的精度和系统实时性要求,对数据采用直线插补算法,并通过S曲线加减速实现了系统的插补功能。
　　 最后,通过实验平台的搭建,对所设计的控制系统进行了调试。目前,PVC软标机控制系统的基本功能已经实现,能够在样机上稳定运行。所设计人机交互界面友好,便于用户使用和操作,基本实现预期目标。