PDF《基于 PAC 系统的棒材连扎线控制系统 汪曙峰,方康玲,刘宇》

可靠性,由于 PC 带有旋转的磁性硬盘和非工业 性牢固的部件,如电源,这使得它更容易出现故障.考虑到现场的环境比较恶劣、操作台空 间有限,故选取 PAC 方式作为开发环境.PAC 全称 Programmable Automation Controller,自 提出这个概念以来,作为近年来自动化产业最为重要的发展趋势之一,PAC 受到了自动化业 界及终端用户的广泛关注.可编程自动化控制器(PAC)作为新一代的工业控制器,结合了 PC 的处理器、RAM 和软件的优势,以及 PLC 固有的可靠性、坚固性和分布特性.作为一种多 功能的控制平台, 用户可以根据系统的需要, 组合和搭配相关的技术和产品以实现功能的侧 重,因为基于同一发展平台进行开发,所以采 PAC 系统保证了控制系统各功能模块具有统 一性,而不仅是一个完全无关的部件拼凑成的集合体. 本系统中心处理单元采用了BECKHOFF公司CX1000型PAC. BECKHOFF公司的CX1000 控制 系统是为中等规模的控制任务而设计的.它集工业PC和硬件PLC之精华,是一种可以安装在 C型导轨上的模块化控制系统,并可以根据用户的需要将各种系统组件接插在一起,完成各 种复杂的控制任务.该产品系列是为那些需要有工业PC的特性和计算能力,但由于工程预 算方面的原因又不打算购买全套工业PC的客户而设计的.CX1000系列系统模块通过标准的 PC104 总线(16位)连接. 其基本单元包括CPU模块和电源模块, 系统可以选用Windows CE.NET 操作系统或者嵌入式 Windows XP操作系统.在此单一系统中,可提供理想的可视化和实时 连续控制.

2 系统的软件结构 软件系统的操作平台选择微软的Windows CE操作系统,开发工具为Embedded VC++4.0. 软件采用模块化设计,主要包括监测数据库、监测控制模块、故障诊断模块.软件系统的整 体结构见图. 监测数据库主要用来存放个信号采集单元的工况数据参数, 通过数据库管理截 面可实现对检测数据的选择、 导入和导出等功能. 监测控制模块根据监测数据判断生产状况, 对扎线各部分发出适合的控制指令. 故障诊断模块根据检测数据和用户人工输入进行故障诊 断,给出诊断结论和操作、维修措施等.系统软件结构如图2所示. 图2 :系统软件结构图 2.1 监测控制模块 监测控制模块对进入CX1000系统的数据进行在线监控, 针对各个器件的运转情况随时给 出预警信息, 并根据这些数据进行控制运算得出控制指令对整个扎线进行自动控制. 此模块 主要分为三部分:电机时间检测部分;

倍尺钢长度在线检测部分;

倍尺长度优化剪切指导部 分. 电机时间检测部分通过对电机动作时间测量装置, 测量得到一系列电机高位落到低位的 时间.根据这些时间数据,以中值滤波为基础,采用具有自学习功能的加权均值滤波算法对 时间检测数据进行预测,得到电机的下一次动作的精确时间.此算法规定:数据序列中的每 个数据均包含有一定的信息,最新数据所含有效信息越多,越老的数据所含有效信息越少, 因此在预测下一次电机动作时间时, 取最新一组的数据参与计算, 同时赋予不同数据不同的 权值.为了算法设计方便,采用等维新息的方法,即保持参与计算的数据数量不便,将每次 新采集的数据补充进来,将最早的数据去掉.算法的公式描述为: ) (

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1 2 ∑ ∑+ = ? ? + + * + * = k i k k i k i i i k i k t t k t α α ;