论文题目: 双处理器数字化焊接电源控制系统的研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 材料加工工程
作者: 姬轩
导师: 胡绳荪
关键词: 数字化,焊接电源,双处理器,人机交互,通讯接口
文献来源: 天津大学
发表年度: 2005
论文摘要: 随着焊接技术的广泛应用,焊接质量与焊接生产效率的要求越来越高。高质量高效率焊接离不开高水平的焊接电源。随着数字化、智能化技术发展,焊接电源的数字控制技术已经成为该领域科学研究与应用的前沿与热门课题,数字化焊接电源代表了当今焊接电源发展的方向。本研究从完善数字化焊接电源系统以及更充分发挥数字化优势的角度出发,通过分析数字化焊接电源的整体结构以及各个部分功能特点,借助DSP的强大运算能力和数字信号处理能力,以及MCU多任务管理和流程控制的优势,设计出了一套可灵活应用于多种焊接方法的双处理器焊接电源数字控制系统。根据焊接电源系统的功能,给DSP和MCU双控制器分配了不同的任务,前者负责焊接电压、电流以及送丝速度等反馈信号的采集和处理、焊接电源特性与参数的动态控制、送丝机速度的数字化控制等;后者则用于人机交互和用户信息及参数存储以及外围通讯、焊接过程程序控制等。本文对焊接电源的人机交互系统做了较深入的研究,实现了焊接参数的设置与存储、焊接方法和参数的选择、焊接参数的动态数字显示、焊接参数的在线实时调节等功能,设计的人机交互过程具有界面友好、调节方便、显示直观等特点。本课题对DSP、MCU以及上位机之间通讯进行研究,完成了DSP中CAN现场总线接口以及与MCU通讯接口的设计,给出了MCU与DSP之间通讯网络模式选定和协议定制方案等,其中包括RS-232物理层、带加和校验位帧结构的数据链路层、定时互访出错重发的应用层,该模式选定及协议定制方案合理,并完成底层硬件的驱动程序的编写、调试和测试。在数字化控制系统和上位机通讯网络建立方面,采用DSP内置的CAN现场总线接口,使用该接口使通讯网络抗干扰能力和扩展能力大大增强,符合未来工业现场总线重要发展方向的要求。实验研究表明,本数字化控制系统可以用于焊接电源的控制,进行焊接。该控制器为今后焊接电源数字化控制的研究提供了一个研究平台。
论文目录:
中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 数字化电源的定义
1.2 数字化焊接电源的优点
1.3 数字化焊接电源的研究意义和现状
1.4 本文的研究目的和主要研究内容
第二章 硬件结构总体设计分析
2.1 总体设计
2.1.1 单MCU 结构的讨论
2.1.2 单DSP 结构的讨论
2.1.3 MCU+DSP 结构的讨论
2.2 MCU + DSP 结构功能分配设计
2.2.1 双处理器控制系统的总体设计
2.2.2 功能分配
2.3 多处理器之间的可靠通讯
2.4 本章小结
第三章 MCU 控制的人机交互设计
3.1 人机交互方式的选择
3.2 人机交互系统的硬件实现
3.2.1 MSP430F149 主控芯片的选定
3.2.2 键盘输入电路设计
3.2.3 液晶显示电路的设计
3.2.4 实时时钟系统的电路设计
3.2.5 外部存储器的电路设计
3.2.6 实现单片机远距离通信的电路设计
3.2.7 LED 显示电路的设计
3.3 人机交互系统的软件实现
3.4 本章小结
第四章 数字化焊接电源系统通讯及接口设计
4.1 双处理器间的可靠通讯
4.1.1 双处理器间通讯的一般方式
4.1.2 当前系统对通讯方法以及速率的要求
4.1.3 本控制系统选用的通讯方式
4.2 数字化焊接电源与上位机监控软件的通讯
4.2.1 MCU 与上位机通讯采用的RS-485 通讯方式
4.2.2 DSP 与上位机的通讯
4.2.3 上位机软件与外围总线的通讯接口
4.3 调试用DSP 控制板数字部分的硬件连接及接口
4.3.1 数字电路部分硬件连接框图
4.3.2 数字电路部分预留的接口说明
4.4 本章小结
第五章 数字化焊接电源系统软件设计
5.1 MCU 软件环境和程序流程
5.1.1 IAR Embedded WorkBench 的功能和特点
5.1.2 MCU 软件模块的组成
5.1.3 键盘／显示等人机交互模块的设计
5.1.4 焊接程序控制以及通讯模块的设计
5.1.5 MCU 各软件模块的配合和整体结构
5.2 DSP 软件环境及程序流程
5.2.1 CCStudio 3.1 的新功能和特点
5.2.2 A/D 转换子系统程序设计
5.2.3 D/A 转换子系统程序设计
5.2.4 旁路输出子系统程序设计
5.2.5 DSP 与MCU 通讯模块程序设计
5.2.6 DSP 处理系统整体设计
5.3 程序代码生成和优化
5.4 本章小结
第六章 数字化焊接电源系统功能的实验验证
6.1 MCU 人机交互验证
6.1.1 多重交互菜单的实现
6.1.2 焊接电流的实时显示及调节
6.1.3 焊接电压均值的实时显示和调节
6.2 DSP 控制系统的响应实验
6.2.1 A/D 变换与D/A 变换旁路输出的响应试验
6.2.2 数字控制与原模拟控制的实验效果对比
6.2.3 数字控制焊接过程中改变焊接参数的实验
6.3 本章小结
第七章 结论
参考文献
致谢
发布时间: 2007-04-17
参考文献
- [1].焊接参数对CMT3D成型影响的研究[D]. 李子炎.沈阳大学2018
- [2].弧焊电源焊接参数预置控制系统研究[D]. 杨建.西南交通大学2011
- [3].数字化焊机控制系统的研究[D]. 唐刚.哈尔滨工业大学2006
- [4].管道自动焊接中焊缝检测和焊接参数控制系统的研究[D]. 陈诚.天津大学2004
- [5].数字化薄膜电容器焊接电源研究[D]. 郭灿.上海交通大学2008
- [6].双金属带锯条精密焊接电源及实验研究[D]. 陈龙.广东工业大学2018
- [7].大功率全数字交流方波埋弧焊焊接电源的研制[D]. 崔福博.山东大学2011
- [8].全数字化焊接电源控制系统研究[D]. 王睿.兰州理工大学2005
- [9].150kHz高功率因数感应焊接电源的研究[D]. 杨青.江南大学2011
- [10].基于DSP的数字化逆变脉冲焊接电源研制[D]. 路广.兰州理工大学2005
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