基于高速现场网络的经编机智能控制系统

基于高速现场网络的经编机智能控制系统姚广平,董琦*(常州大学信息科学与工程学院,江苏常州213164)5101520253035摘要:为了保证经编机在高速情况下能够进一步提高机器生产率,提高产品质量,介绍了一种基于高速网络的经编机智能控制系统。系统以ARM芯片LPC1778为核心,MECHATROLINK-II专用芯片,MECHATROLINK-II通信协议和控制器、伺服驱动器,freeRTOS实时操作系统等构建新型网络化智能控制系统。MECHTROLINK-II网络是一种高速现场网络,相比较传统网络而言,具有时间同步性好,布线简洁,数据传输率大等特点。关键词:计算机应用技术;高速现场网络;经编机;LPC1778;伺服电机中图分类号:TS103.7INTELLIGENTWARPKNITTINGMACHINECONTROLSYSTEMBASEDONHIGH-SPEEDNETWORKYaoGuangping,DongQi(Schoolofinformationscienceandengineering,ChangzhouUniversity,JiangSuChangZhou213164)Abstract:Inordertoensurethewarpknittingmachinecanincreasemachineproductivity,improveproductqualityathighspeed,warpknittingmachineintelligentcontrolsystembasedonhigh-speednetworksisintroduced.LPC1778ARMchipasthecoresystemMECHATROLINK-IIdedicatedchip,MECHATROLINK-IIcommunicationprotocolandcontroller,servodrives,FreeRTOSreal-timeoperatingsystemwillbeusedtobuildanewnetworkintelligentcontrolsystem.MECHTROLINK-IInetworkisahigh-speedon-sitenetworkcomparedtotraditionalnetworks,timesynchronization,simplewiring,datatransferrate.Keywords:computerapplicationtechnology;on-sitehigh-speednetwork;warpknittingmachine;LPC1778;servomotor0引言经编机作为我国针织行业的一个分支,近年来规模不断扩大,是我国纺织工业中发展最快的产业之一[1]。经编机生产规模的逐步扩大,生产企业对生产设备,特别是先进设备的需求量不断增加,这极大地推动了我国精编装备的快速进步,推动经编机朝着自动化、人性化等方向发展[2]。介绍一种采用安川公司的MECHATROLINK总线,32位ARM核,freeRTOS操作系统以及DMA等技术提升了经编机的转速,响应时间以及抗干扰性。1系统的结构设计一套完整的经编机控制系统主要是由电子横移主控和送经控制机构构成的,在诸多因素不定的纺织现场,它必须具备较高的实时性,又要具有良好的稳定性。为满足这些基本特点,控制系统的软件和硬件要紧密地结合。因此控制系统的总框图设计如图1所示。这个系统的底层是基于MECHATROLINK高速网络总线的分布式控制方式。作者简介:姚广平,(1952-),男,职称:研究员级高级工程师,主要研究方向:计算机测量与控制,电力电子技术。E-mail:yaogp@263.net-1-40图1控制系统总框图Fig.1Blockdiagramofcontrolsystem2系统软件开发455055602.1实时操作系统由于Cortex-M3的堆栈增长的方向是由高地址向低地址增长的,故在操作系统的PORTMACRO.H头文件中,将宏portSTACK_GROWTH设置为-1[3],即代表堆栈的增长方向为高向低;反之,则将宏portSTACK_GROWTH设置为-1。同样,在cortex-m3中SRAM为八字节对齐,设置portBYTE_ALIGNMENT为8[4]。在每个操作系统中都有一个tick心跳中断,freeRTOS也不例外。它采用LPC1788的tick硬件中断,在本系统中为tick选择是时钟源为CCLK即主频频率,设置心跳周期为1ms,即1ms进入一次中断。在本控制系统中,总共创建了5个实时任务。2.2串口通信本控制系统用到的串口硬件是基于CORTEX-M3主处理器的LPC1788芯片,该芯片共有UART0/UART1/UART2/UART3/UART4五个可用于串口通信的功能块。通常我们使用UART0/2/3作为RS232,UART1作为RS485。UART1与UART0/2/3的差别就是多了个模式/方向控制[5]。原理图如图2所示。图2RS485和RS232连线图Fig.2WiringdiagramofRS485andRS232-2-上位机通过串口(RS485或是RS232)将数据流发送至目标板,目标板通过串口中断服务程序将数据接收并放入一个缓冲区中,再调用相关函数对接收到的数据进行分析。软件流程图如图3。657075图3读取数据流程图Fig.3Flowdiagramofreadingthedata2.3以太网通信跟串口通信一样,以太网通信主要也是在触摸屏与控制器之间进行数据交换...

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