基于ARM-WinCE的混匀堆料机自动控制系统的研究与实现

论文摘要

随着现代工业的发展,对自动化控制提出了许多新的要求。基于PLC的自动控制系统,在很多场合由于其固有的局限性,已经难以满足需求。而嵌入式技术依靠其体积小、成本低、功能强、易扩展等特点,适应了工业自动化发展的要求。本文以DBH1900型堆料机控制系统作为主要研究对象。在全面深入地考察该堆料机的生产工艺过程和生产效果的基础上,建立了完善的数学模型,并在对数学模型进行了验证后,提出了一种改进工艺的自动控制的方案,设计并实现了对原设备改造方案的完整自动控制系统。该控制系统以Intel-Xscale体系结构的嵌入式微控制器PXA270为核心,配以必要的外围数据量采集电路,并在设计中充分考虑到硬件的抗干扰和可扩展性能;软件以嵌入式实时操作系统WinCE为基础,并在WinCE上成功移植和应用了嵌入式数据库Sqlite3,采用了层次化、模块化的设计方法,实现了一个稳定性好、可靠性高的嵌入式控制系统软件。经过现场运行表明,该系统具有友好的界面、良好的可靠性和稳定性,达到了预定目标。系统不仅可应用在混匀堆料机行业中,而且对钢铁生产、水泥厂、港口等行业也具有重要的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的目的和意义
• 1.2 堆料机自动控制系统的发展历史
• 1.2.1 单机手动控制阶段
• 1.2.2 半自动控制阶段
• 1.2.3 自动控制阶段
• 1.3 课题的研究方法和主要内容
• 1.3.1 研究方法
• 1.3.2 主要内容
• 1.4 论文的主要创新点
• 第二章 堆料机控制系统改造的需求分析及数学模型的建立
• 2.1 系统需求分析
• 2.1.1 堆料机系统的运行过程
• 2.1.2 现存控制系统的不足
• 2.1.3 改进控制系统的功能需求
• 2.2 系统数学模型的建立与分析
• 2.2.1 数学模型的建立
• 2.2.2 延时时间的计算
• 2.2.3 计算公式的理论分析
• 第三章 系统详细设计
• 3.1 系统概要设计
• 3.1.1 系统设计方法
• 3.1.2 系统的整体方案
• 3.2 系统硬件模块的选择与设计
• 3.2.1 电源模块
• 3.2.2 主控制板模块
• 3.2.3 开关量输入输出模块
• 3.2.4 串口通信模块
• 3.2.5 显示触摸屏
• 3.3 系统软件设计
• 3.3.1 软件开发平台说明
• 3.3.2 软件模块设计
• 3.3.3 数据结构
• 3.3.4 主界面设计
• 3.3.5 动态显示模块
• 3.3.6 延时控制模块设计
• 3.3.7 状态自动机
• 3.4 通信模块设计
• 3.4.1 WinCE 下串口通信开发方法
• 3.4.2 WinCE 串口通信驱动
• 3.4.3 串口通信软件
• 3.4.4 串口通信协议制定原则
• 3.4.5 串口通信协议实现
• 第四章 嵌入式数据库的应用
• 4.1 嵌入式数据库的概述
• 4.1.1 嵌入式数据库的主要特征
• 4.1.2 Sqlite3 的特点
• 4.2 SQLITE3 的移植
• 4.2.1 基于WinCE 的Sqlite3 移植
• 4.2.2 Sqlite3 常用函数及功能
• 4.3 SQLITE3 的应用
• 4.3.1 sqlite3 封装的实现
• 4.3.2 数据库表使用
• 第五章 系统调试与测试分析
• 5.1 系统调试方法
• 5.2 系统测试方法
• 5.3 系统测试与结果分析
• 5.3.1 模块测试
• 5.3.2 集成测试
• 5.3.3 稳定性和可靠性测试
• 5.4 现场测试及结果分析
• 第六章 展望
• 6.1 课题总结
• 6.2 课题研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文