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注塑机知识

注塑机嵌入式控制系统图形界面的设计与实现

发布时间:2017-02-28 00:02:00 点击:

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博狗博彩逐渐向着特大型,精密仪器的方向发展,因而对控制系统的要求越来越高,如今基于嵌入式的专用计算机控制系统已经占据了主导地位闭,这类控制系统能够满足特定的注塑需求,实现高精度的控制功能,存储大量的模具资料。

引言博狗博彩逐渐向着特大型,精密仪器的方向发展,因而对控制系统的要求越来越高,如今基于嵌入式的专用计算机控制系统已经占据了主导地位闭,这类控制系统能够满足特定的注塑需求,实现高精度的控制功能,存储大量的模具资料。更可靠,更直观的控制界面是控制系统发展的要求。

本文的界面就是为博狗博彩的一种嵌入式控制系统设计的,与传统的控制界面相比,具有以下优势:多种控制功能、良好的通信功能、实时性强、图形动画界面。提高了界面的易用性、可靠性和美观性。1 嵌入式控制系统的结构本文设计的工作界面基于一种嵌入式控制系统,该控制系统采用上位机+下位机的结构,如图1所示。上位机完成人机接口、控制算法、系统管理等功能,硬件上选用PCI04总线结构的VDX一6354,功能强大。其外围接口包括:普通键盘和鼠标、任意尺寸的VGA或者TFT液晶显示屏和触摸屏、CF卡、以太网口、串口、USB口及音频接口等。软件上选用Windows XPe操作系统,可支持多种通用语言,如C++,可靠性高,处理速度快,人机界面友好。

下位机负责数据采集、开关量I/O、数据预处理、D/A转换等任务,根据需要选择了16位低功耗高性能的MSP430F149芯片。上、下位机之间通过RS一485实现串行通信,传输速度快,距离远,并且能够组网,使系统具有良好的可扩展性。2 工作界面的设计与实现本系统上位机操作系统是Windows,因而用C++来进行界面开发就十分方便,并且界面实时性好,友好易用。因此本文运用VC++的MFC,编写基于对话框的工作界面,并且选用上位机串口进行通信。 


图1 嵌入式控制系统结构图2.1界面结构该界面可对博狗博彩运作情况进行监控,并可通过调整参数等而改变注塑机的工作,根据需求,主要可划分为监控界面和设置界面。界面操作流程如图2所示:系统启动,自检完成后进入主画面,从该界面可进人六种操作模式,任何一个操作模式在运行前都应该通过串口向下位机申请信号量,没有取得该信号量的时候不被允许进入该项操作。 

图2上位机界面操作流程图监控部分:生产状况及各主要参数之监察页面是整个界面系统的重点,承载了主要的控制工作。因为有三种控制工作方式,监控部分可划分为三个子界面,分别是:手动控制模式,半自动控制模式和全自动控制模式。手动模式时上位机发出一个命令,下位机控制博狗博彩完成一个生产动作;半自动模式时上位机发出一个命令,下位机控制注塑机完成一个生产周期;全自动模式时下位机控制注塑机自动完成上位机设定的N个生产周期。设置部分:各动作与状态参数之设置页面。可分为系统参数设置模式,手动调模模式和系统调试模式三个子界面。2.2半自动控制界面的设计与实现下面以监控工作模式的半自动控制界面为例,分析界面的具体设计与实现。2.2.1界面的设计整个界面可分为标题栏、菜单栏和工作区三大部分。

标题栏显示软件图标,以及当前工作页面名称。菜单栏可实现控制功能以及页面跳转。主工作区对生产状况及各主要参数进行监察。主工作区又可分为三个部分:工作环境监控,工艺流程监控,工作情况监控与警报,如图3所示。工作环境监控:如时间显示、环境温度显示等等。工艺流程监控:将一个塑模的整个工艺周期分为9个工作段,并且以动画形式表现在界面上,更直观方便的实现了对注塑机工作的实时监控。工作情况监控与警报:显示警报监控下的压力值、温度比、运行动作、螺杆转速、动作完成情况等等。2.2.2半自动控制模式的实现该模式实现的控制功能为:上位机界面向下位机系统发出一个命令,下位机控制注塑机完成一个工作周期。算法实现如下:设定一个BULL型控制变量m_w,默认为FALSE,如果菜单项命令“开始/下一模”被点击,该变量变为TRUE,并且向下位机发送开始信号,下位机收到信号后按顺序调用完成一个塑模的9个工作段的全部代码,控制机器完成一周期工作,并且向上位机发送停止信号,上位机收到信号后将m w变为FALSE,界面同时停止监控。部分代码示例如下:1)菜单项命令“开始/下一模”被点击时,m_w的状态设定: 


图3半自动模式2.3“异或擦除”动画的实现为了在实现多种控制功能的基础上,满足人机的友好交互,这里将高实时性且易实现的C++“异或擦除”动画技术运用于界面的开发,将博狗博彩的实时工作情况以动画形式表现在界面上,更直观方便的实现了监控,如图3所示。该动画原理是:在图像所在原位置反色画出图像,二者相消,相当于擦除原图像:并在新位置绘出新图像。如果反复不断地擦除和重新绘画,图像看起来就会像是在屏幕上穿越移动。它占用内存资源少且执行速度快,而诸如利用动态开辟图视口方法、利用显示页和编辑页交替变化、利用画面存储再重放的方法等程序比较复杂,且要对图像不断进行存取操作,这需要耗费大量内存资镶,降低系统实时性,而异或攘除法动画则可以很好解决上述问题。该动画的实现过程如下:根据工艺流程独立编写各个工作段显示代码,下位机运行到哪个工作段,上位机获得相应信号,调用相应图像显示代码,以显示当前工作画面。部分代码示例(如开模工作段)如下: 


3 串口通信的实现本界面提供了与下位机通信的接口,从而形成了一个功能比较完整的系统。通信串口选用RS一485[61,异步,半双工传输,默认通讯协议方式采用ASCII方式。它数据最高传输速率高,抗共模噪声干扰性好,传输距离远,并且能够组网,使系统具有良好的可扩展性。安装驱动后,将RS485串口模拟为上位机的COM口,就可以利用VC的通信控件MSComm编程串口通信,进行串口初始化,捕捉并处理各种通信事件,完成接收数据、发送数据等通信管理。该控件采用事件驱动的接收方式。向下位机发送数据的部分实现代码如下: 

送数据}

4 结束语本文构建了基于嵌入式控制系统的注塑机图形工作界面,在完成多种控制功能和通信任务的基础上,将“异或擦除”动画技术运用于嵌入式工作界面开发,实现了图形化的工作监控。测试证明,该界面能够准确稳定地完成实时监控、通信、显示功能,达到了预期的良好效果。本文创新点:充分利用硬件资源,实现了多种上位机控制模式算法,并且把“异或擦除”动画技术应用于工业控制(此方法也同样适应用于其他微控制器的人机工作界面),选用RS485通信增强了系统的可扩展性。

 



 



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