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ENGLISH0755-88840386發布時間:2020-06-09 14:54:11 |來源:網絡轉載
1引言
機的適應能力及功能提出了更高的要求,要求一機多能,由於產品多元化、生命周期不斷縮短的趨勢,對包裝或對包裝機進行簡單改造後即可用於新產品的包裝。模實用的。從圖中可以看出,應用這種新型的動態terminal 滑模變控製方法對水下機器人的深度控製是有意義的。
5結論
本文針對自治水下機器人的深度控製進行了分析, 在垂直麵內進行了模型的建立和簡化,提出了一種新型 的動態Terminal滑模控製算法,對其進行了具體的分析 和研究,用MATLAB進行仿真實驗的結果證明,這種控製 方法對於自治水下機器人在深度的控製響應更迅速、更 有效,大大降低了抖振。塊化設計方法成為解決問題的主要途徑之一,其基本思 想是:根據產品目標要求釆用合理的模塊劃分原則,將包 裝機係統劃分為有限個模塊,通過模塊組合形成不同功 能的包裝機。模塊化設計的優點在於能夠以大規模生產 的成本,滿足用戶小批量、個性化的定製式需求,增加包 裝機生產企業的市場競爭力。對於用戶來說,在推出新產 品後更換包裝機的部分模塊,即可實現對新產品的包裝, 靈活的適應市場的變化,降低生產成本。
傳統的機械結構與控製係統不適於新的產品。比如, 傳統的PLC控製係統,存在掃描周期過長、輸出口難實現 複雜、快速的時序控製等問題,而且有些功能必須特殊模 塊才能解決;以單片機作為控製係統,在更換模塊後,存 在重新設計控製係統硬件、重新編製程序的問題,不利於 用戶產品的轉型與升級。因此,有必要進行一些新的探 索。首先,對模塊化包裝機進行分析,並在模塊化思想的 指導下進行結構的劃分;然後,對控製部分釆用基於CAN 總線的分布式控製係統,其具有分散釆集、集中監控、管 理、可靠性高、網絡互聯能力強等特點⑴。CAN總線實現 分布式控製,各模塊采用獨立微控製器控製,由生產廠家 的專業人員進行設計,用戶隻需要選用相應的模塊,連接 到CAN總線上即可。這樣各模塊執行機構的狀態與數據 等信息,通過CAN總線直接通信,並由上位機統一協調; 通過人機交互界麵,用戶可以設置選用模塊,調用相應的 程序。現場總線CAN釆用數字信號,可以實現一對一、一 對多的信息傳輸方式,簡化了係統結構,提高了係統的可 靠性,節省了使用與維護費用。
2包裝機的係統分析及設計
2.1包裝機的係統分析
袋成型-充填-封口機是一種高度自動化產品,在同一 台設備上完成製袋、充填、封口、切割、打標等工序;可用於 粉粒物料、流體及半流體物料等的自動包裝。模塊化袋成 型包裝機是釆用模塊化設計方法對其進行劃分,通過模塊 的重組實現了包裝機定製式生產的目標。按照用戶對包裝 機功能的需求,利用現有模塊優化組合就可以滿足用戶的 需求,也可根據用戶的特殊需要而設計專用模塊。
包裝機在包裝作業過程中需要對重量、位移或位置、 數量、壓力、溫度、時間、速度等係統參數進行檢測及控 製,還要完成各種質量的檢測、提供安全保護、故障報警 及故障診斷等輔助操作。采用模塊化的設計形式,摒棄了 模塊間的機械傳動鏈,將機械、微電子技術、傳感器等技 術結合在一起,從而形成一個智能化、柔性化的係統⑴。 控製係統采用CAN總線方式,通過上位機協調各模塊間 的動作。•采用CAN總線方式控製係統,可以方便地把控 製係統分布到每個模塊中;每個模塊既有機械部分又有 微控製器作為控製部分,每個模塊就是一個小的智能機 電係統,使每個模塊既可以獨立控製,又可以與上位機通 信,在接受到上位機的指令後執行相應的動作。當更換包 裝機的部分模塊後,隻需要在上位機中進行簡單的設計 即可實現新功能的控製。這樣的係統具有適應性強、功能 完備、通用性與專用性兼容的特點。
2.2包裝機的模塊化設計
模塊化設計是指:在對一定範圍內的不同功能或相 同功能不同性能、不同規格的產品進行功能分析的基礎 上,劃分並設計出一係列功能模塊,通過模塊的選擇和組 合可以構成不同產品,以滿足市場的不同需求。在模塊 化設計時要遵循一些必要的原則,這些原則表述如下叫
遵照以上模塊化設計方法的原理,設計包裝機的模 塊如下(此處的模塊不僅僅指執行機構,更是包含獨立控 製器的機電模塊叫:
在實際的應用中,並不是任意把模塊組合在一起就 能夠實現預期的功能,需要對模塊進行合理的優化配置, 才能實現預期的功能。
3基於CAN總線的控製係統
包裝機械中的控製技術,直接影響機械結構、工作可 靠性、生產效率、能源消耗和操作環境等,是發展包裝機 械的關鍵技術,受到業內人士的普遍重視性一個優秀的 控製係統可以讓各模塊之間協調配合,使執行機構精確 地完成預期動作;能夠提高產品的質量,減少次品廢品 率;減少係統的故障發生率,在發生故障後也能進行故障 自檢;提供必要的安全保護,降低不必要的人身傷害;並 且便於用戶的使用與管理。
控製器局域網CAN是一種串行通信總線,它能夠有 效地支持分布式控製或實時控製。其最初是由德國Bosch 公司推出用於汽車行業,現在其應用範圍已經擴展到機 械T.業、紡織工業、農用機械、機器人、數控機床、醫療器 械、家用電器及傳感器等領域oCAN總線獨有的特點及技 術優勢,保證了它在數據通訊方麵突出的可靠性、實時性 和靈活性⑺。基於CAN總線的控製係統是一種分布式控 製係統,能夠很好地滿足成為一個優秀控製係統的要求。 其具體結構見圖!□
CAN總線適配卡
上位機CAN總線由CAN控製器、CAN總線收發器及通信介質組成。CAN 控製器可由獨立控製器如SJA1OOO.MCP2515等擔任,也 可以由含有CAN控製模塊的微處理器擔任,使用含有 CAN功能的微處理器可以簡化硬件的設i+o CAN總線收 發器包括有82C25O.TJA1O5O及單線CAN總線收發器 MC33987等。CAN總線傳輸介質可以為雙絞線、同軸電 纜和光纖等。當係統采用雙絞線通信時,通信距離小於 40m時傳輸速率為IMB/s,節點數可達110個。軟件部分 由CAN通信協議及通信軟件構成,通信協議可以根據需 要自己製定或者使用標準的協議。
上位機由一台PC機擔任,其主要功能是通過CAN總 線適配卡實時獲取下位機采集的數據,並且對下位機參數 的設置進行係統優化。此外,在人機交互界麵上實時顯示 各模塊的運行狀態及參數,在檢測到異常情況後進行緊急 處理並發出警報,對異常情況的記錄,及報表輸出等功能。 4結語
本課題使用模塊化設計方法對包裝機進行設計,將 包裝機分成若幹種模塊,通過模塊重組以後能夠很好地 滿足用戶的定製化需求。同時釆用CAN總線控製,充分 發揮CAN總線分布式控製強大的功能,提高係統靈活 性、可靠性,易於實現係統的自動化及智能化控製。
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