学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示
基于组态软件的数据采集及控制模块开发
作 者: 董辉
导 师: 王学俊
学 校: 大连工业大学
专 业: 机械制造及其自动化
关键词: STM32F103Xc Wincc组态 串口通信 OPC服务器
分类号: TP273
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 10次
引 用: 0次
阅 读: 论文下载
内容摘要
在现代企业中,一般使用工业控制器实现控制。但是其结构复杂,价格昂贵。同时,不同型号类别之间编程环境不同,组态监控机制各异,使得工程人员的工作量极其繁杂。我国工业发展的客观状况,决定了存在相当数量的小批量,小规模,工艺流程简易的工业生产状态。如果使用主流的工业控制器做控制系统,必然增加不必要的资源浪费,甚至影响到企业的发展、生存;本设计在剖析了工业控制器原理的基础上,采用ARM Cortex-M3框架的STM32F103xC芯片做主处理器,利用Wincc组态监控开放性,完成了基于Wincc组态软件的数据采集及控制模块开发。在保证组态监控稳定、兼容、人机界面友好的前提下,用来满足小规模、小批量、工艺流程简易的工业生产要求,既降低生产成本,提高生产效率,本数据采集及控制模块可以与其它工业控制器并存。主要研究内容有:1)主控模块:主控模块选用ARM CortexTM-M3框架下的STM32F103xC为每单元模块核心处理芯片,该芯片常规工作频率为72MHz,512K字节闪存程序存储器,64K字节SRAM。片内集成了3个12位A/D转换器、2个12位带缓冲的D/A转换器。112个GPIO引脚。每个GPIO引脚可以映像到16个外部中断。数据采集及控制模块每单元具有8通道数字量输入/输出,8通道模拟量输入,2通道模拟量输出。串行通信接口。STM32F103x的硬件架构满足数据采集及控制模块的功能要求。2)数据采集及控制模块的接口电路:模块接口电路主要完成光电隔离保护、电压匹配、信号转换、功率驱动的功能。模块处理芯片STM32F103x的工作电压是3.3V,接口电路采用TLP521-4(数字量)、HCNR201(模拟量)、6N137(通信信号)光电耦合器进行光电隔离保护和电压匹配。采用ULN2804(数字量)、THS4001(模拟量)进行模块输出的功率驱动。串口通信电路由6N137进行3.3V至5.0V的电平转换和光电隔离保护,MAX1483芯片把单路信号转变成差分信号,完成系统的RS-485通信机制。3)组态软件Wincc OPC服务器:组态软件的编制工作包括建立基于模块处理芯片STM32F103xC的OPC服务器和在Wincc内导入该OPC服务器,完成模块处理器芯片STM32F103xC的运行控制状态可在组态软件Wincc环境下进行组态监控。OPC服务器是过程通信的开放性接口,基于微软COM(OLE for process control)标准,可以解决数据采集及控制模块在Wincc平台上组态监控的兼容性问题。
|
全文目录
摘要 4-6 Abstract 6-10 第一章 绪论 10-14 1.1 工业控制器在生产过程中的运用及其发展 10-11 1.1.1 工业控制器的运用 10-11 1.1.2 工业控制器的发展历史 11 1.2 我国工业控制器的现状及面临的问题 11-12 1.3 工业控制器在国内、外的研究动态 12-13 1.4 本文研究的主要内容 13-14 第二章 系统综述 14-22 2.1 系统简介 14-17 2.1.1 系统架构 14-15 2.1.2 系统组成 15-17 2.2 数据采集及控制模块工作原理 17-18 2.3 系统的总体结构 18-19 2.4 系统整体设计方案 19-20 2.4.1 数据采集及控制模块硬件 19-20 2.4.2 工控机软件 20 2.4.3 数据采集及控制模块软件 20 2.5 系统的特点 20-22 第三章 数据采集及控制模块的硬件设计 22-33 3.1 数据采集及控制模块的硬件结构 22-23 3.2 主控模块硬件设计 23-28 3.2.1 STM32F103xC 介绍 23-26 3.2.2 通信模块设计 26-27 3.2.3 “看门狗”应用 27-28 3.3 数字量/模拟量输入模块设计 28-30 3.3.1 数字信号输入电路 28-29 3.3.2 模拟信号输入电路 29-30 3.4 数字量/模拟量输出模块设计 30-33 3.4.1 数字量数据输出电路 30-32 3.4.2 模拟量数据输出电路 32-33 第四章 系统的软件设计 33-56 4.1 系统软件的总体框架 33-34 4.2 数据采集及控制模块程序设计 34-41 4.2.1 IAP 下载程序设计 34-40 4.2.1.1 IAP 模式介绍 34 4.2.1.2 IAP 指令简述 34-38 4.2.1.3 IAP 模式程序设计 38-40 4.2.2 控制器 STM32F103xC 固化模块设计 40-41 4.3 组态监控软件设计 41-56 4.3.1 OPC 服务器开发套件的基本结构 42-43 4.3.2 OPC 服务器的总体设计方案 43-44 4.3.3 OPC 服务器与 STM32F103xC 的通信 44-45 4.3.4 OPC 服务器和 STM32F103xC 之间的数据同步 45-51 4.3.5 OPC 服务器中组态变量的注册和更新 51-52 4.3.6 STM32F103xC 中上下位机数据转换机制 52-53 4.3.7 上下位机通讯实例 53-56 第五章 结论与展望 56-57 参考文献 57-59 致谢 59-60 附录 OPC 服务器程序源代码 60-85
|
相似论文
- 基于回波包络的超声波入侵探测在军队警戒巡逻中的应用,E919
- CAN总线技术在气象监测系统中的应用研究与实现,P409
- 变电站状态监控系统设计,TM76
- 基于RFID的航空食品物流信息管理平台,TP311.52
- 数字型智能终端系统门口机的设计,TP368.1
- 大理市配电自动化信息管理系统的设计与实现,TP311.52
- 剧毒化学品远程视频监控系统的开发与应用,TP391.41
- 隧道形变监测的数字图像处理软件开发,TP391.41
- 飞行器仿真器伺服系统控制及参数整定技术,V249.1
- 基于MIFARE技术的实验室智能管理系统的设计与实现,TP311.52
- 微光像增强器亮度增益和余辉测试技术研究,TN144
- 反应釜自动控制系统开发,TP273
- 湖州市公安局计算机机房实时监控系统的设计与实现,TP277
- X波段微波本振源的数字电路设计,TN79
- 压电陀螺零偏温度漂移补偿研究,V241.5
- 过共晶铝硅合金变质处理的热分析技术研究,TG146.21
- 红外测温控制系统与多步段热处理炉监控系统,TG155.1
- 矿井提升自动化装备故障预诊断系统研究,TH165.3
- 基于ATL的OPC数据访问技术研究与应用,TP273.5
- 数控铣削仿真及传输软件的开发,TG547
- 船用投弃式温盐深测量系统,TP274
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
|