基于CAN总线的圆网印花系统数据通信与处理电路设计

来源 :东华大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:yyll2008
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圆网印花是我国印染行业最主要的印花工艺。随着社会的发展和科技的进步,特别是计算机技术、通信技术的快速发展,促进了圆网印花控制系统向智能化方向的发展。  传统的圆网印花系统多采用一对一模式进行信号传输,即每个按键操作的控制信号均由一根独立的信号线传输,虽保证了传递信号的有效性,增强了系统的抗干扰性能,但同时也造成了生产现场数据管理不集中、响应速度慢、通信单元多、现场布线复杂等问题。为此,本文采用基于CAN总线的圆网印花系统多节点分布式控制方案,将生产现场的圆网印花控制系统分为操作侧和控制侧两部分,操作侧由人为操作管理,控制侧控制各传动系统运行,控制侧和操作侧之间通过CAN总线进行数据通信和信息交互,在充分满足工艺需求和抗干扰性能要求的同时,实现了数据的实时通信,简化了现场布线,保证了控制指令的快速响应,提高了圆网印花的精度和效率,且便于系统的监控和管理。  针对国内外圆网印花系统和现场总线的研究现状,本文设计了基于CAN总线的圆网印花系统数据通信与处理电路,完成了以CAN通信功能为主的的硬件和软件设计,并对CAN总线的信号通信和数据传输方式进行了相应研究。  硬件方面,设计了以STM32F103C8T6芯片为控制核心的硬件电路,操作侧面板和控制侧面板由于功能差异,在硬件上进行独立设计。操作面板电路设计包括CAN通信模块、LED和数码管显示模块、按键输入模块、电源模块;控制面板电路设计包括CAN通信模块、磁力电源控制模块、直流电机控制模块、伺服驱动控制模块及浆泵控制模块等。同时,本文在硬件设计过程中,结合实际情况,充分考虑了工业生产中的EMI干扰问题和电机运行控制中的火花放电问题,并针对上述问题,在电路设计时通过软件仿真,验证了设计方案的有效性。  软件方面,根据硬件电路的设计方案和系统的功能要求,完成了操作面板和控制面板中不同模块的程序设计,包括MCU控制器配置、按键检测操作、FLASH存储与读写、数字电位器移位控制、数码管和LED灯的移位信号显示以及CAN通信等软件设计,并实现了各模块功能的协调工作。  最后,利用所设计的操作侧面板和控制侧面板搭建CAN通信网络,通过软硬件调试和功能测试,验证了CAN通信网络的数据通信功能和通信的实时性、高效性,证明了该数据通信与处理电路应用于圆网印花系统的可行性。
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