开题报告-基于PCI总线的捻线机控制系统设计.doc

武汉科技学院2009届毕业设计论文武汉科技学院毕业设计开题报告课题名称基于PCI总线的新型捻线机控制系统设计院系名称机电工程学院专 业机械设计制造及其自动化班 级机设053学生姓名一、本课题的研究意义近年来，随着生活水平的日益提高，人们对服饰的要求也越来越高。为了满足这种要求，纺织行业把目光投向了高品质纱线及高档布料的生产，这就对捻线机的工艺技术，尤其是控制技术提出了新的要求。目前在捻线机上应用较为广泛的控制技术是通过单片机控制多电机完成捻线工艺。但单片机控制系统维护困难，人机界面操作不便，编写程序比较麻烦，并且程序可移植性差。为了进一步提高捻线设备的自动化程度，提高捻线工艺水平，以PC机为核心的新型捻线机控制系统应运而生，并且有着十分广泛的应用需求。目前计算机总线技术总的发展趋势是由ISA总线发展到PCI总线。PCI局部总线是一种高性能、32位或64位地址/数据复用总线，总线速度高达33MHz/66MHz，同步控制、碎发传送使得数据传送率高达132MB/s(32位总线)、264MB/S（64位总线）。为了使开发出的捻线机控制系统具有更强的适应性，有必要开发基于PCI总线的新型捻线机控制系统。所以采用机电一体化技术和PCI总线技术开发的一种新型捻线机传动与控制系统，从而来实现一种操作简便，可移植性强的新型控制系统：通过Visual Basic语言实现可视化设计，通过人机界面输入不同的参数，经设计程序计算，将参数转换为控制信号，驱动电机和执行机构运动，完成加捻、卷绕、防叠、防硬边及捻度变换等功能，得到规定捻度的纱线。二、该领域的发展现状20世纪80年代以后，机电一体化已经成为纺织机械发展的必然趋势。随着电子技术、计算机技术、变频调速技术和伺服控制技术等的发展，用计算机控制各类电机完成新颖的、高性能的控制策略实现复杂的运动成为可能。从近代纺纱方法的历史，我们可以得出一个重要的结论，即近代纺纱技术的发展，是加捻及纺纱方法的革新把纺织科学技术推进一个又一个新阶段。加捻方法实质的改革是近代纺纱方法改革的核心。传统的加捻方法是单捻，国内常见的环锭捻线机就属于这种。高倍捻线机由于具有教多优点已经成为捻线机发展的重点。加捻方法已由传统的单捻发展到三、四倍高倍捻。随着高倍加捻方法的发展，基于高倍加捻方法的捻线机也随之产生。新型捻线机是采用高倍加捻原理对各种纤维的纱线进行高效加捻的纱线加工设备。加捻的目的是通过改善纱线中纤维的受力状况使纱线的结构发生改变，获得一定的物理机械性能，从而提高纱线的品质。加捻的质量对纱线的后加工及面料的品质有着十分重要的影响。现场总线技术在纺织机械上的应用是一个较新的研究方向，国外也只有少数设备应用这种新技术，主要引用与织造设备。国内对现场总线在其他纺织机械上的应用也有研究 捻线机的控制系统是整个捻线设备的核心。我国加捻用的传统捻线机设备已经不能满足上述需求。因此要适应新的要求，就要求有更新的更简洁方便的控制技术。三、本课题研究的内容新型捻线机的整个控制系统的核心是基于研华的PCI1710数据采集卡和PCI1240运动控制卡，该控制系统的硬件结构框架图如图2所示，PC机负责人际交互界面的管理和实时监控等工作（例如参数的输入、系统状态的显示、控制指令的发送等）；数据采集卡负责采集所需数据，反馈给PC机，运动控制卡通过驱动器驱动交流伺服电机完成导纱杆运动控制的所有细节（包括速度和位置的控制）；变频调速器调节住点击和卷绕电机的速度。新型捻线机控制系统的人机界面采用VB语言开发，利用数据采集卡的动态链接库，通过变成实现数据采集、往复导纱等等功能。通过对捻线机传动系统的分析得出控制系统的数学模型，采用PCI数据采集和控制卡进行数据采集和运动控制来实现捻线工艺，编制数据采集程和运动控制程序。所以本课题主要研究的内容有1.捻线机的工作原理，各个电机的基本参数及传动的方法2.捻线机的输入与输出的关系3.PCI总线控制的基本原理4.控制系统的硬件的选用5.用VB编制相对应的控制程序6.控制系统质量四、本课题的研究方法及大体步骤1.新型捻线机的传动系统原理通过查阅相关书籍及相关文献对捻线机传动系统有个整体的了解，弄清被控制的捻线机的各个基本参数，传动的特点。2.数学模型并计算出相关参数参考相关书籍，计算相关参数建立好系统输入与输出的关系，即基本的工艺参数与电机速度的关系，为进一步设计打下基础。4.捻线机的控制系统设计了解PCI总线控制的基本工作原理，认真学习VB相关知识和计算机控制相关知识，结合前面得出的各个参数，结合计算机控制原理，通过VB编程软件制作出与系统匹配的数据采集及运动控制的相关程序。5.绘制出相应的电路图6.检测控制系统性能用编制好的程序，通过输入不同的参数和所得的反馈来测试控制系统的效果。7.总结五、参考书目1.平俊，蔡丽丽，李铬.基于PCI总线的新型捻线机传动与控制系统.纺织学报，2007年第12期.2.徐巧，梅顺齐，肖佩.基于PCI总线的新型捻线机传动与控制系统.统纺织科技进展，2006年第01期.3.蒋心怡，吴汉松，陈少昌.计算机控制工程M.国防科技大学出版社，2002年07月.4.张艳兵，赵建华，鲜浩.计算机控制技术M，国防工业出版社，2008年06月.5.周炳荣.纺纱机械M，中国纺织出版社，1999年10月.6.夏金国，李金海.织造机械M，中国纺织出版社，1999年10月.7.王萍，聂伟强.VisualBasic程序设计基础教程M,清华大学出版社,2007年12月.8.张智明，梅顺齐.新型捻线机多电机系统的研究.棉纺织技术，2006年03月.9.李贵山，陈金鹏.PCI局部总线及其应用M.西安电子科技大学出版社，2003年02月.10.Advantech P