学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于工业以太网的造纸质量控制系统设计

作 者: 李其珂
导 师: 付红桥
学 校: 重庆大学
专 业: 仪器科学与技术
关键词: 质量控制系统 工业以太网 嵌入式微处理器 嵌入式Linux Boa
分类号: TP273
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 16次
引 用: 0次
阅 读: 论文下载
 

内容摘要


本课题针对造纸工业的应用需求,以研究和开发性能可靠,低成本,易扩展和易升级的造纸质量控制系统为目标。论文首先分析造纸工艺流程,研究了纸张质量参数的测控原理和控制结构,在此基础上将工业以太网通信技术应用于造纸测控技术,提出了基于工业以太网的测控系统总体方案。根据这个方案基于AT91RM9200完成了总体硬件设计,并以嵌入式Linux为平台实现了总体软件设计。论文选用AT91RM9200作为硬件开发平台,对质量控制系统主要的硬件模块电路进行了详细设计,包括电源电路、时钟电路、复位电路、SDRAM存储器接口电路、NOR Flash存储器接口电路、NAND Flash存储器接口电路、DM9161以太网通信电路、RS232串口通信电路、定量测量电路、水分测量电路、驱动控制电路和声光报警电路等。软件平台采用了嵌入式Linux操作系统,整体软件架构采用分层设计,至下而上分为引导层,Linux系统层以及应用程序层。本文详细论述了控制系统软件开发平台的搭建过程和基于Linux的应用程序。软件平台的搭建主要包括基于AT91RM9200的Bootloader设计和嵌入式Linux内核移植。应用程序主要包括数据采集与处理软件、积分分离PID控制算法及其MATLAB仿真和工业Ethernet网络管理软件。最后,对设计的模块进行了性能测试和系统集成,并给出实验结果。实践证明,本课题设计的基于工业以太网的造纸质量控制系统运行可靠,具有低成本、构建灵活、易扩展等优点,具有良好的推广前景。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
1 绪论  8-14
  1.1 课题研究背景和意义  8
  1.2 国内外造纸测控技术  8-10
    1.2.1 国内外造纸测控技术现状  8-9
    1.2.2 国内外造纸测控技术发展趋势  9-10
  1.3 工业以太网通信技术  10-11
  1.4 课题来源及主要研究内容  11-12
    1.4.1 课题来源  11-12
    1.4.2 主要研究内容  12
  1.5 本章小结  12-14
2 方案研究与设计  14-28
  2.1 造纸工艺流程及质量参数的测控原理  14-17
    2.1.1 造纸工艺流程  14
    2.1.2 质量参数的测控原理  14-17
  2.2 测控系统研究  17-21
  2.3 系统控制结构设计  21-22
  2.4 系统总体硬件设计  22-24
    2.4.1 AT91RM9200 片上系统概述  22-23
    2.4.2 系统硬件框图设计  23-24
  2.5 系统总体软件设计  24-26
    2.5.1 嵌入式 Linux 概述  24-25
    2.5.2 系统软件架构设计  25-26
  2.6 本章小结  26-28
3 系统硬件详细设计  28-44
  3.1 最小系统模块电路设计  28-31
    3.1.1 电源电路设计  28-29
    3.1.2 时钟电路设计  29-30
    3.1.3 复位电路设计  30-31
  3.2 存储器模块电路设计  31-34
    3.2.1 SDRAM 接口电路设计  31-32
    3.2.2 NOR Flash 接口电路设计  32-33
    3.2.3 NAND Flash 接口电路设计  33-34
  3.3 通信模块电路设计  34-37
    3.3.1 RS232 接口电路设计  34-35
    3.3.2 工业以太网接口电路设计  35-37
  3.4 数据采集模块电路设计  37-41
    3.4.1 纸张定量测量电路设计  37-40
    3.4.2 纸张水分测量电路设计  40
    3.4.3 ADC 电路设计  40-41
  3.5 控制模块电路设计  41-43
    3.5.1 驱动控制电路设计  41-42
    3.5.2 声光报警电路设计  42-43
  3.6 本章小结  43-44
4 系统软件详细设计  44-60
  4.1 嵌入式 LINUX 开发环境的建立  44
  4.2 BOOTLOADER 设计  44-48
    4.2.1 AT91RM9200 的启动过程  45-46
    4.2.2 loader 设计  46
    4.2.3 boot 设计  46-47
    4.2.4 U-boot 设计  47-48
    4.2.5 Bootloader 测试  48
  4.3 嵌入式 LINUX 内核移植  48-52
    4.3.1 获取 Linux 内核源代码  48
    4.3.2 修改 Linux 内核源代码  48-51
    4.3.3 Linux 内核配置  51-52
    4.3.4 Linux 内核编译  52
  4.4 数据采集程序  52-53
  4.5 PID 控制算法及其 MATLAB 仿真  53-56
    4.5.1 PID 概述  53-54
    4.5.2 改进的 PID 算法及其 MATLAB 仿真  54-56
  4.6 WEB 服务器 BOA 的移植  56
  4.7 网络管理系统设计  56-59
    4.7.1 用户权限管理进程设计  56-58
    4.7.2 网络管理进程设计  58-59
  4.8 本章小结  59-60
5 系统测试与实验结果  60-64
  5.1 模块性能测试  60-63
    5.1.1 工业以太网通信测试  60-61
    5.1.2 数据采集模块性能测试  61-62
    5.1.3 控制模块性能测试  62-63
  5.2 本章小结  63-64
结论  64-66
致谢  66-68
参考文献  68-72
附录  72-78
  A. 电路原理图  72-75
  B. 源代码  75-78
  C. 攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果  78

相似论文

  1. 基于TCP/IP协议的嵌入式图像传输系统接收终端的设计,TP368.1
  2. 嵌入式通信管理装置的设计与研究,TP368.1
  3. 基于嵌入式Linux的车辆轨迹复现手持终端的研究与实现,U495
  4. 数字型智能终端系统门口机的设计,TP368.1
  5. 无线局域网在工业控制中的应用和研究,TP273
  6. 工业以太网及无源光网络在配电网自动化的应用,TN929.1;TP273
  7. 基于GPRS与以太网的远程监控系统研究与设计,TP277
  8. 工业以太网通信技术研究与嵌入式TCP/IP协议栈开发,TP273
  9. 基于以太网的热成形柔性生产线控制系统研究,TP273
  10. 基于Qt/E的嵌入式膜片钳系统设计,TP368.1
  11. 伺服驱动器工业以太网接口设计,TP273
  12. 基于Web方式的智能家居远程监控系统的设计与实现,TP277
  13. 基于嵌入式Web服务器的便携式卫星通信地球站监控系统的设计与实现,TN927.2
  14. 基于ARM的便携式多生理参数监护装置的研制,R318.6
  15. 三轴伺服注塑机机械手上位机控制器的设计与实现,TP241
  16. 双环冗余工业以太网的研究与设计,TP273
  17. 窄间隙埋弧焊自动控制系统的研究与设计,TG445
  18. 现场总线技术及工业以太网在多节点控制系统中的研究与应用,TP273
  19. 工业以太网端到端延迟的建模与分析,TP273
  20. 基于ARM9的嵌入式图像处理平台的设计及应用,TP391.41
  21. 基于工业以太网的智能建筑监控系统研究与设计,TP277

中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 自动控制、自动控制系统
© 2012 www.xueweilunwen.com