综合底层生产设备控制的自动化生产线智能可重构控制系统

深入研究自动化生产线底层生产设备智能可重构控制系统设计及与上层计划调度层多agent制造平台融合形成统一自动化生产线可重构控制环境问题,应用基于IEC61499标准的功能块(function block)机理设计与实现底层自动化生产设备的可重构控制系统,设计了四层层状结构,即底层FB生产网络层、设备实时通讯层、设备生产信息层、设备智能协调层组成的生产设备可重构控制智能封装结构,通过该结构与计划调度层的智能可重构控制系统的集成,最终实现综合底层生产设备的生产线可重构控制.     

功能块在STEP—NC数控铣削系统中的应用

文章在Visual C 6.0环境下,基于PC平台、DSP运动控制卡和相应的驱动器,构建模块化的STEP-NC数控铣削系统,通过STEP-NC解释器解释AP238文件信息,运用模块化的设计思想建立功能块,用VC高级编程语言使刀具轨迹生成器与解释器、功能块、动态链接库和函数库相关联.基于STEP-NC及功能块的数控铣削系统能够读取和解释STEP-NC数控程序,给出了功能块的文件类型定义(DTDs),以功能块为基本单元生成刀具轨迹.结果表明:把功能块模块化的处理事件方式和IEC61499标准定义的标记语言引入到STEP-NC数控加工,构建模块化的STEP-NC数控铣削系统,提高了数控加工的高效性、可读性和可移植性.     

基于IEC61131-3标准运动控制器的设计与应用

以实现运动控制器图形化编程为目的,在MLUTIPROG ProConOS eCLR软件中,增加符合IEC61131-3标准的PLCopen运动控制功能块,结合PLC编程,设计出一种新颖的运动控制系统。同时为弥补MLUTIPROG软件不能实现多轴控制和使用多轴功能块的缺陷,并提高用户的使用效率,自主研发了控制器的辅助软件,称为"Assistant"。使用该软件,成功验证了多轴功能块的可行性。最后以贴标机为例,完成其运动控制,证明了该控制系统在易于编程、多轴控制等方面的明显优势。     

程序控制技术（十三）

4．4．4．程序设计语言的功能前面已经叙述了程序设计语言的分类和通用要素，现在叙述PC伪IEC标准程序设计语言的功能及FBD与ST．关于IL和LD已经作了说明．1．高级运算处理功能和FBD正如在功能与功能块中所阐述的那样，程序设计语言具有各种高级功能。就以功能和功能块为例，表410是标准功能一览表，表4．11是标准功能块与IEC标准中的模拟处理一例。从这些表中还可以明确其它方面的内容，如·除具有过程控制所须的数值运算、选择。比较功能外，还可以进行PID运算等；具有作为过程控制用中心控制设备的特点。·高级功能与计算机的…     

基于PLCopen标准的剪板机数控系统设计

基于PLCopen标准与IEC61131-3标准,结合嵌入式软PLC技术和后挡料闸式剪板机工艺需求,设计出了一种剪板机数控系统。该系统由嵌入式软PLC、伺服驱动、HMI等设备构成,程序使用IEC61131-3语言编写,系统符合剪板机的过程控制与运动控制要求,运动控制功能块遵循了PLCopen定义的运动控制功能块函数模型。该系统可移植性强,开放性、可维护性好,成本低。最后,在江苏扬力集团MS8型机床本体上验证了该系统的可行性。     

基于IEC61499的网络化生产线底层生产设备分布式控制

计算机数字控制CNC和可编程逻辑控制PLC构成了目前自动化生产线底层生产设备两类主要的控制器.在基于总线系统连接的网络化生产线中,两类控制器的分布式控制机理相互独立,这对生产线整体的分布式控制、优化的控制性能及进一步的柔性智能可重构控制带来困难.将IEC61499分布式控制机制引入到设备层控制网络.将PLC与CNC控制器设计为Device元素层次的模型,从而形成设备层控制器统一的分布式控制体系.基于数控系统开放式体系结构与STEP-NC控制器设计了CNC控制器的Device模型.并以应用模型Application为基础形成底层设备的分布式控制网络.以固高公司的柔性自动化生产系统和GMD四轴运动控制开发平台构建实例系统进行验证.     

实时工业以太网技术的研究

实时工业以太网是工业控制通信领域研究的热点.对国际电工委员会制定的工业以太网与现场总线规范进行了深入研究,并对入选其中的10种实时以太网技术进行了分析、归类.重点对目前工业以太网中实时性最好的EtherCAT协议进行了深入研究,详细分析了EtherCAT网络的拓扑结构、通信原理及其主站、从站的协议构成.经过对IEC61158中的各种工业通信标准进行分析后,得出工业通信网络的发展方向:实时以太网和现场总线将向着开放统一的方向发展.     

Windows 环境下的实时串行通信研究

根据Windows环境下分布式控制系统上下位机间串行通信的实时性要求，研究了Vxd的工作特点与Windows串行通信原理，给出利用VtoolsD工具开发Vxd实时串行通信程序的编程方法，有效地解决了精密加工控制系统开发中的关键问题。     

分布式控制系统发展综述

分布式控制系统是现代工业过程控制得以实现的主要渠道。在对分布式控制系统一般结构和主要特点进行必要阐述的基础上，从PLC技术的应用、现场总线技术的应用、智能控制技术的应用以及标准化等四个方面较为详细地论述了分布式控制系统的发展趋势，进而指出：计算机技术与先进控制理论的快速发展与应用，是分布式控制系统不断进步与完善的有力保证。     

基于EtherCAT总线的工业机器人控制系统设计

为了简化工业机器人控制系统结构,降低工业机器人运动控制器硬件成本,提出了一种基于x86平台和Ether CAT总线的实时工业机器人运动控制器设计。借助Windows可扩展内核的特性,使用RTX64作为控制系统的实时内核,并使用Kingstar Motion作为Ether CAT主站,搭建了一个工业机器人的实时控制系统。使用共享内存实现实时系统和Windows内核的数据交换,实现了在Windows内核中对实时内核程序的指令下达和状态查看,在RTX内核中使用多线程方式实现了对驱动器多种不同类型数据的处理。实验表明,该控制系统具有良好的实时响应性能,能够满足工业机器人的控制要求。     

基于IEC61499标准的可重构数控系统设计方法

可重构数控系统采用模块化结构和开放式系统接口,可充分利用先进的控制技术、硬件产品等有利资源,提高系统功能的自适应性与快速响应能力.根据制造技术不断变化的发展要求,通过对IEC 61499功能模块模型进行研究,提出了一种控制逻辑可重构的数控系统设计方法,规范软件功能模块的接口信息与控制算法描述,提高系统功能的升级、集成与二次开发能力.为了验证所提出的设计方法,搭建了可重构数控系统的基本原型,并进行加工测试.     

基于Fieldbus和PLC的分布式控制系统综述

现场总线技术和PLC器件的研究与应用,是现代分布式控制系统得以实现的主要途径之一。在概述分布式控制系统发展历程的基础上,以PLC为核心控制器件,结合应用成果,就Modbus支持下的分布式控制系统、Controller Link支持下的分布式控制系统以及Profibus支持下的分布式控制系统进行了讨论,总结并提出了制造业信息化进程中分布式控制系统的发展方向。     

基于CORBA的DNC系统的实现

在分布式车间层控制系统开放式平台的基础上,采用面向对象方法对ＤＮＣ 系统进行详细功能分析和类层次设计,最终在Ｏｒｂｉｘ 平台上实现了三层客户服务器结构的ＤＮＣ系统应用程序。     

基于RTX的软PLC多任务系统研究

软PLC是实现软数控开放性的重要组成部分。为了实现具有良好开放性的软数控系统,提出了一种基于RTX的软PLC多任务系统实现方法,该方法参照IEC61131-3,利用RTX的特性和优点,在以其为实时扩展的W indows NT操作系统中,利用V isual C ,实现了软PLC功能。规划了系统模块结构及任务,模块功能由对应的任务线程或接口函数实现,系统任务分为系统级和用户级;分析了各任务的执行时序,任务之间的切换由直接或间接调度机制平滑处理;研究了系统的程序指令集、逻辑堆栈和I/O存储器数据类型,实验表明系统具有良好的实时性和可靠性。     

基于IEC61131 3标准的多轴联动伺服电机运动控制的研究

针对多轴联动伺服电机的运动控制进行研究。分析CoDeSys软件的结构框架和主要功能,对多轴联动的直线运动控制进行建模,基于IEC61131-3标准,在软件中采用ST与CFC结合的编程方式,将输入的合速度分解到各个运动坐标轴,实现多轴联动伺服电机的运动控制,并设计一款便于用户监控和操作运行设备的可视化界面,为在运动控制器中设计基于IEC61131-3标准的伺服电机多轴直线联动程序提供了解决方案与可扩展的平台。     

软PLC虚拟机中元件库的研究与开发

介绍了软PLC系统iComacPLC1.0的体系结构及其基于PLC虚拟机的执行机制,并着重分析了虚拟机中元件库模块的功能和开发过程.该模块提供了梯形图编程元素的相关信息,由于符合IEC61131-3标准,并且采用面向对象的编程方法进行设计,具有通用性强、易于扩充等优点,提高了整个软PLC系统的柔性.     

基于牛顿迭代算法的伺服压力机控制系统研究

为了实现伺服压力机滑块位移在特定工艺条件下的精确控制,以四连杆压力机为研究对象,以实现拉深工艺曲线为例,提出了基于牛顿迭代法伺服控制系统的设计方案。通过几何方法建立曲柄转角-滑块位移的数学方程式,得到运动学方程并进行仿真,根据仿真数据拟合出曲柄转角-滑块位移的数学关系式;利用MATLAB软件拟合目标工艺曲线,基于牛顿迭代算法实现了利用滑块位移对曲柄转角的多点一次性精确求解,并进一步利用计算结果拟合出曲柄转角-时间的函数;推导出控制周期内目标工艺曲线滑块位移对应的脉冲频率与个数,利用STM32实现输出目标脉冲。研究结果表明,目标工艺曲线与滑块实际位移曲线基本吻合,证明了该控制系统的设计方案可以实现对滑块位移的精确控制。     

用于控制系统设计的自动机床分析与建模方法的研究

自动机床多采用可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller．PLC）作控制系统。文章针对PLC软件设计标准IEC61131-3，提出了一种自动机床分析与建模方法，该方法以统一建模语言（Uniform Modeling Language，UML）为工具，以机床组件类库为基础，通过机床功能分析、结构分析、行为分析来定义机床行为状态图，遍历该状态图即可抽取顺序功能图（Sequential Function Chart，SFC）控制程序，该方法用于自动机床建模，简化了自动机床控制系统的编程过程，增加了控制程序的可维护性。     

数字化制造设备信息采集技术方案

通过对数字化制造设备信息采集技术方案的描述,说明构建DNC系统的目的和意义;分析国内外构建DNC系统的技术现状和存在的问题,介绍针对不同数控系统进行数据采集的原理、技术路线和方法,提出了必要的改进措施和建议。