Stýrikerfi sem kjarnahluti umhverfisprófunarbúnaðarins hefur stjórnunarnákvæmni þess bein áhrif á nákvæmni og trúverðugleika umhverfisprófunar sem búnaðurinn gerir. Sem stendur er notkun umhverfisprófunarbúnaðarstýringarkerfis aðallega skipt í almenna-tilgang og sérhæfða gerð. Eitt af almennu-stjórnunarkerfunum vísar til hefðbundinnar-vélaviðmóts (HMI) og forritanlegs stýringar (PLC) samsetningar stjórnunaraðferða, eða iðnaðar PC stillingarhugbúnaðar og PLC samsetningar stjórnunaraðferða; hollur stjórnandi vísar til eftirlitseiginleika mismunandi umhverfisprófunarbúnaðar sem þróaður er fyrir sérstaka stjórnandann. Innlendur sérstakur umhverfisbúnaður stjórnandi sviði miðað við erlend lönd er tiltölulega auður, sem einnig stafar af innlendum umhverfisprófunarbúnaði nákvæmni og stöðugleiki er almennt óæðri en helstu ástæður fyrir erlendum umhverfisbúnaði, þannig að þróun sérstakra stjórnenda fyrir þróun innlendra umhverfisprófunarbúnaðar er mjög mikilvæg.
1 . Hönnunarregla
Í þessari grein er eftirlitskerfið fyrir umhverfisbúnað aðallega miðað við hitastigsprófunarbúnaðinn, svo sem prófunarhólf fyrir háan hita, prófunarhólf fyrir háan og lágan hita, prófunarhólfið fyrir kalt og hitauppstreymi, stöðugt hitastig og rakastig, rakt og heitt kassi. Og umhverfisprófunarbúnaður hitastigsins samanstendur venjulega af aðalboxinu, hitakerfi, kælikerfi, vindhringrásarkerfi, aðalstýringarkerfinu, eins og sýnt er á mynd 1.
Helstu stjórnunarhlutir alls búnaðarins eru: kæliþjöppu, rafeindastækkunarventill og stjórn á köldu losunar segulloka í kælikerfinu; miðflóttavifta vindhringrásarkerfisins; hitakerfi í solid state gengi og AC tengiliði.
Helstu mælingarbreytur alls tækisins eru: hitastig og þrýstingur útblásturslofts þjöppunnar í kælikerfinu, úttakshitastig eimsvala, hitastig uppgufunarinntaks og úttaks, rekstrarstraums og spennu þjöppunnar; vindhringrásarkerfi viftuhitastig, rekstrarstraumur og spenna; hitakerfi í rafmagns hitari rekstrarspennu og straumi; hitastig og raki inni í kassanum og svo framvegis.
Í ofangreindum mæligildum hafa sumar færibreytur og stjórnunarferli búnaðarins ekki bein tengsl, svo sem rekstrarspenna þjöppu og viftu og straumur, viftuhraði og vindhraði. Hins vegar, með hraðri þróun nútímavísinda og tækni og iðnaðarupplýsingatækni, í geimferðum, flugi, iðnaðarumsóknum og öðrum sviðum búnaðar og kerfa fyrir áreiðanleika, eru öryggis- og efnahagskröfur sífellt háar, sem veldur bilunarspá og heilsustjórnun (Prognostics and Health Management, PHM) hefur smám saman orðið ein af almennum þróunarstefnu iðnaðarbúnaðar. Hins vegar þarf að byggja PHM kerfið á grundvelli alhliða eftirlits með rekstrarskilyrðum búnaðarins og notkun almenns -PLC stýrikerfis, of mikil færibreytuöflun þýðir aukningu PLC eininga, sem bætir ekki aðeins framleiðslukostnað búnaðarins, heldur gerir það einnig að verkum að rúmmál búnaðarstýringarkerfisins verður uppblásið. Í þessu skyni leggur þessi grein til innbyggt-stýringarkerfi, með notkun innbyggðra kerfa til að þróa mikið frelsi, litlum tilkostnaði, markvissa, rauntíma, mikla samþættingu forritsins, framkvæmd allrar eftirlits með rekstrarbreytum búnaðarins; og auðveldara að ná fram flóknum reikniritum, til að bæta stjórnnákvæmni og stöðugleika búnaðarins, svo sem óljós PID-stýringaralgrím búnaðarins, meðaltal and-hvöttruflunarsíunar, takmarkandi meðaltalssíun Stafrænar síunarreiknirit eins og and-hvöttruflunarmeðalsíun, takmarkandi meðaltalssíuaðferð.
2. Stýrikerfi vélbúnaðar hönnun
Stýrikerfi samanstendur af stjórnandi og mælingar- og stýrieiningu; hvaða mælingar- og stýrieining, þ.mt I/O eining og mælieining, eru mátshönnun, uppsetning búnaðarins sem þarf til að auka eða lækkun mátsins; og stjórnandi aðeins fyrir mismunandi stillingar tækisins til að gera viðeigandi hugbúnaðarstillingar eða stillingar. Þetta er ekki aðeins ódýrt-kaup á rekstrarbreytum búnaðar; en einnig til að bæta samþættingu stjórnkerfisins, draga úr stærð stjórneiningarinnar. Stýrikerfi vélbúnaðarramma sýnd á mynd 2, stjórnandi til að fá mælieininguna verður safnað af vélbreytum, í samræmi við stjórnstillingar á I / O einingunni fyrir I / O og PID stjórnunarúttak.
Stjórnandi og I / O mát, mælieining byggt á 485 tengi Modbus samskiptareglum. Þar sem Modbus strætó er mikið notaður á mörgum sviðum eins og tækjabúnaði, snjöllum há- og lágspennutækjum, sendum, forritanlegum stjórnendum, HMIs, inverterum, sviði greindar tækjum osfrv., gerir það stjórnandann og I/O einingarnar, mælieiningar hafa mikla stækkanleika og möguleika á að verða vörur sjálfstætt.
2.1 Hönnun stýribúnaðar
Innbyggði stjórnandinn er byggður á ARM Cortex-A9 quad-kjarna vélbúnaðarþróunarvettvangi örgjörva, er aðallega ábyrgur fyrir stýrikerfinu í rekstri mannlegs-vélaviðmóts, rökfræðiaðgerðum, I/O og PID-stýringu. Exynos4412 örgjörvinn sem notaður er í vélbúnaðarvettvangnum hefur-afkastamikla gagnavinnslugetu og fullkomnari vélbúnaðarviðmót, sem veitir góðan vélbúnaðargrunn til að byggja inn Linux innbyggð kerfi. Virka blokkarmynd vélbúnaðarþróunarvettvangs stýribúnaðarins er sýnd á mynd 3, með innbyggðu WIFI, 3G einingu, 10M/100M aðlögunarnetkorti, 10,1 tommu LCD snertiskjá, 4-rása USB HOST og svo framvegis.
Vélbúnaðarvettvangurinn styður ræsingu frá eMMC eða SD korti. eMMC er notað til að brenna kerfismynd, þannig að stjórnandinn byrjar sjálfgefið frá eMMC eftir að kveikt er á honum; á meðan hægt er að nota ræsingaraðgerð SD-korts með USB OTG til að gera sér grein fyrir hraðri uppfærslu á fastbúnaði og kerfishugbúnaði. WiFi, wcdma 3g, lan og önnur netviðmót eru notuð til að tengja stjórnandann við internetið í mismunandi tilfellum, sem hægt er að nota fyrir fjarstýringu, fjarstýringu við bilana eða viðvörun, fjarstýringu, fjarstýringu við bilanaviðvörun eða viðvörun, fjarstýringu, fjarstýringu við bilanaviðvörun eða viðvörun, fjarstýringu við bilanaviðvörun eða viðvörun, fjarstýringu við bilana eða viðvörun og fjarstýringu. WIFI, WCDMA 3G, LAN og önnur netviðmót eru notuð til að tengja stjórnandann við internetið undir mismunandi kringumstæðum, veita vélbúnaðarstuðning við framkvæmd fjarstýringar á búnaði, fjarstýringu við bilanaviðvörun eða viðvörun, fjarlægur bilanaleit sérfræðinga og önnur ný forrit.
Til þess að tryggja að stjórnandinn geti áttað sig á -raunhraða-áreiðanlegum samskiptum við mæli- og stjórnborðið, er hönnun tveggja RS485 samskiptahringrásanna byggð á ADM2483. ADM2483 er samþætt samskiptaeinangrun RS485 senditæki, hæsti samskiptahraði allt að 500kbps, til að tryggja að samskiptahraði og hæfni til að standast truflanir undir þeirri forsendu að forðast notkun opto-tengieinangrunarhönnunar þarf að taka upp stærra PCB skipulagssvæði. Skipulagssvæði. Og ADM2483 notað til að takmarka sveifluhraðahönnunina, þrýstingssveifluhraðafallsstýringin á viðeigandi stigi, getur dregið úr óviðeigandi tengisamsvörun og tengjum sem myndast af BER. Viðmótshringrás samskiptaeiningarinnar samþykkir hönnun straum- og spennutakmarkana, eins og sýnt er á mynd 5, spennustillir D1, D2 og sjálf{15}}endurheimt sameina PTC1 og PTC2 við tengirásina til að mynda skilvirka vörn til að bæta rafmagnsáreiðanleika 485 samskiptaeiningarinnar.
2.2 Vélbúnaðarhönnun mæli- og stjórneiningar
Vélbúnaðarblokkarmynd mælingar- og stýrieiningarinnar er sýnd á mynd 6, með LPC1758 sem kjarna, sem ber ábyrgð á öflun rekstrargagna tækja, afkóðun I/O vistfanga og I/O stjórn; viðeigandi hitastig, straumur, spenna, rakastig, þrýstingur og aðrar breytur tækisins í gegnum öflunarrásina, og síðan með LPC1758 stafrænni síun, geymd í FLASH; stjórnandinn getur átt samskipti við LPC1758 í gegnum RS485, lesið nauðsynlegar færibreytur fyrir rökfræðiaðgerðir og síðan I/O stjórnskipanirnar til að framkvæma LPC1758 eftir aðgerð; I/O hringrásir innihalda smáraútgang, gengisútgang og síðan I/O stjórnskipunina til að framkvæma LPC1758. Stýringin getur átt samskipti við LPC1758 í gegnum RS485, lesið nauðsynlegar færibreytur fyrir rökfræðiaðgerðir og síðan sent I/O stjórnskipanirnar til LPC1758 til framkvæmdar eftir aðgerðina.I/O hringrás inniheldur smáraútgang, gengisútgang og úttak fyrir sérstök forrit, svo sem rafræn stækkunarventilstýringu I/O, tíðnibreytir stjórn I/O og svo framvegis.
Síusýnatökurásin notar 24-bita 24-bita ADC MAX11210 frá Maxim með einni rás, sem samþættir hliðræna og viðmiðunarinntaksbuffermagnara og býður upp á fjögur GPIO tengi sem hægt er að nota til að stjórna utanaðkomandi 16 rása hliðrænum rofa, sem gerir MAX11210 til að safna 16 rásum 16 rása merki5/7 auðlindum á skilvirkan hátt á 16 rása 17 auðlindum. Sýnatökurásarblokkskýringarmyndin er sýnd á mynd 7. Sýnarásarblokkamyndin er sýnd á mynd 7.
Að lokum, til að tryggja nákvæmni og áreiðanleika I/O hringrásarinnar, er I/O ástandsgreiningarhönnuninni bætt við vélbúnaðarrásina. Fyrir úttakspunktinn myndar I/O ástandsgreiningarrásin samsvarandi úttaksröð merki frá úttaksstöðunni, og þegar skipun stjórnandans um að breyta úttaksstöðunni er send til LPC1758 og framkvæmd, er stöðu úttakspunktsins breytt og LPC1758 ber saman breytt úttaksröð merki við úttaksskipunina sem stjórnandi gefur út til að tryggja nákvæmni úttaksins; en fyrir inntakspunktinn framleiðir það þegar inntaksástandinu er breytt, ber LPC1758 saman raunverulegt inntaksástand við inntaksröð merkið til að ákvarða hvort inntaksrásin sé í villu.
3. Hönnun stýrikerfishugbúnaðar
Til þess að uppfylla fjöl-vélbúnaðarviðmót stjórnandans, þróun fjöl-hugbúnaðarforrita, fjöl-skráarekstur, kerfisaðlögun og aðrar kröfur, innbyggða Linux stýrikerfið, aðalforritið er með mannlegt-vélviðmótsforrit, gagnavinnsluforrit, mjúkt PLC forrit, eins og sýnt er á mynd 7. Þar á meðal er HMI forritið búið til með því að grafískur hugbúnaður keyrir undir Windows umhverfinu í gegnum samsetningu grafískra þátta, stýringa og makróskipana, sem hægt er að flytja inn í stjórnandann með USB til að átta sig á uppfærslu HMI. Gagnavinnsluforritið er aðallega ábyrgt fyrir búnaðarstýringarskrá, PID-aðgerð, eftirlit með stöðu búnaðar og aðrar aðgerðir. Mjúka PLC forritið er þróað af Infoteam OpenPCS hugbúnaði frá Þýskalandi, sem styður sex IEC tungumál, nefnilega ST, IL, SFC, FBD, LD og CFC, og ber ábyrgð á I/O rökfræði rekstri.
Þar sem mæli- og stýrieiningin þarf ekki of mörg forrit og grafísk viðmót er uC/OS-II, sem er miklu minna miðað við innbyggða Linux stýrikerfisskipulagið, valið. Kerfið er ríkt af eiginleikum- og nær yfir aðgerðir eins og verkáætlun, verkefnastjórnun, tímastjórnun, minnisstjórnun og milli-samskipti og samstillingu verkefna [6]. Helstu forritin eru gagnaöflunarforrit, I/O uppgötvunarforrit og I/O stjórnunarforrit. Allt I/O-stýringarflæðið er sýnt á mynd 9. Ef I/O hringrás villuviðvörun er til staðar getur notandinn valið að slökkva á og endurræsa tækið eða beðið um tæknilega aðstoð.
4 Niðurstaða
Innbyggt eftirlitskerfi umhverfisprófunarbúnaðar sem hannað er í þessari grein, stjórnandi þess og mælingar- og eftirlitseining hafa kosti þess að vera með litlum tilkostnaði, mikilli samþættingu, mikilli nákvæmni, stækkanleika og svo framvegis, sem getur bætt að vissu marki eiginleika umhverfisprófunarbúnaðar eins og lítillar lotustærðar og margar tegundir af skaðlegum áhrifum á hönnun og framleiðslu. Og með því að nýta að fullu kosti framleiðslu fyrirtækisins okkar á umhverfisprófunarbúnaði getum við stöðugt bætt áreiðanleika stýrikerfishönnunarinnar með umhverfisprófunum. Stýrikerfið er nú notað í staðlaðri röð umhverfisbúnaðar okkar, stjórnunarnákvæmni og stöðugleiki hafa náð háþróaða innlendu stigi og vélbúnaðaruppsetningin er rík, með góða getu til að stækka.