1. 研究目的与意义
控制器是机械的控制核心,在各种复杂机械中占据着极其重要的地位。一般来说,现在制袋机的控制器多趋于两种类型,即plc控制器和工控机。然而无论是plc动力负载控制器还是工控机,虽然都具有着各自的优点,但两者还是存在着一些非常明显的劣势。比如:目前国内plc市场基本由国外厂家垄断,价格较高;因为在实时信息上的欠缺,要实现跨plc的事件处理比较困难,速度延迟,效果不佳;系统升级须付出重新设计的成本和时间,其不可预见成本太高等。
对于工控机而言,其数据处理能力差,价格昂贵;数据安全性低;存储选择性小;可能出现兼容性问题。
相比较而言,arm结构的关键优点如下:采用risc架构,体积小、低功耗、低成本、高性能;支持thumb(16位)/arm(32位)双指令集,能很好的兼容8位/16位器件;大量使用寄存器,指令执行速度更快;大部分数据操作都在寄存器中完成;寻址方式灵活简单,执行效率高,指令长度固定。
2. 国内外研究现状分析
随着我国市场经济的完善和发展,商品流通的深度和广度进一步扩大,包装工业在国民经济中的作用和地位越来越高。根据各国经济发达水平不同,包装工业的产值通常占国民生产总值的1.5%~2.2%。经济越发达,包装工业所占的比重就越大,并成为排行在前10名的支柱产业。 我国包装机械工业是改革开放以后发展起来的,由于起步较晚,大部分设备都是通过引进设备消化吸收研制出来的。随着我国食品工业、包装工业和农业的迅速发展,我国的包装食品机械行业取得了世人瞩目的发展,产品品种的数量不断增加,使包装和食品机械行业成为直接为提高人民生活质量服务,为包装工业和食品工业服务,为农业和农副产品深加工业服务的新兴行业,成为我国机械工业十大产业之一。
目前,国外包装机械程度高的国度次要有美国、德国、日本、意大利和英国。其中,德国的包装机械在设计、制造及技术功能等方面均居于抢先地位。2002年德国包装机械产值已达34亿欧元,其产量77%为出口产品。近几年,这些国度包装机械设备展开呈现出新的趋向:
a) 工艺流程自动化程度越来越高
3. 研究的基本内容与计划
本课题研究的主要目的是为了探讨如何进一步提高软包装制袋过程的生产效率和质量,以实现优化协调控制及对制袋机控制系统进行研究,应用最新技术,以提高国产制袋机的技术水平。
设计arm与交流伺服电机的接口,建立arm与交流伺服电机的联系。由单片机读取编码器的电机转速和转角信号,并通过一定的控制算法实现arm与交流伺服电机之间的通讯,通过arm的来实现对交流伺服电机的启动、制动及调速的控制。要求通过rs232接口,采用modbus协议实现与伺服控制器的接连接。要求学会arm9处理器系统设计和编程、交流伺服控制器的使用。
主要包括以下问题:arm9处理器与触摸屏、交流伺服电机、变频器的硬件接口设计;伺服电机的控制算法;交流伺服电机的位置控制;角度编码器、光电传感器的选取;系统的可靠性和稳定性。
4. 研究创新点
采用基于ARM及嵌入式系统,具有体积小、低功耗、低成本、高性能;大量使用寄存器,指令执行速度更快;大部分数据操作都在寄存器中完成;寻址方式灵活简单,执行效率高,指令长度固定;系统内核小;专用性强;系统精简;高实时性的操作系统软件;嵌入式系统开发需要专门的开发工具和环境等一系列优点。
