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隨著計算機信息化和網(wǎng)絡(luò)化的不斷深入，在工業(yè)控制領(lǐng)域中大部分產(chǎn)業(yè)都在實行計算機網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控管理。對于本課題來說，主要是針對提花毛皮編織控制系統(tǒng)的特點進行網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計。首先，需了解提花毛皮編織過程中的監(jiān)控參數(shù)如下：
○1需要設(shè)置的控制參數(shù)：運行轉(zhuǎn)速、點動速度、轉(zhuǎn)速參數(shù)、編織長度、底布長、剪布長、總密度、分密度、編織方式、喂毛提前量、顏色更換、顏色定義、花型選擇等；
○2系統(tǒng)狀態(tài)參量：車速、落布長、編織行值、D/A轉(zhuǎn)換器、繼電器、選針器等；
○3異常報警參數(shù)：門開、斷油、斷毛、短線、斷針等。
考慮到系統(tǒng)必須操作方便、結(jié)構(gòu)簡單、界面友好、高效可靠等方面的因素，并根據(jù)提花毛皮編織控制系統(tǒng)的需求，確定了系統(tǒng)需實現(xiàn)以下功能：
1、 網(wǎng)絡(luò)通信：本系統(tǒng)是針對多終端的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計，因此，應(yīng)具備工業(yè)以太網(wǎng)通信功能。在具體設(shè)計中，考慮到穩(wěn)定性和可靠性要求，采用的是TCP傳輸方式接入以太網(wǎng)，實行遠程控制。
2、 數(shù)據(jù)監(jiān)測功能：通過以太網(wǎng)傳輸方式實時地采集花型處理模塊中的各監(jiān)控數(shù)據(jù)。
3、 異常報警功能：對采集數(shù)據(jù)進行診斷，發(fā)現(xiàn)異常（如斷毛、斷線、斷油等），在服務(wù)器端和監(jiān)控終端進行迅速報警。
4、 采用USB通信接口功能：在監(jiān)控模塊和花型處理模塊采用USB接口方式進行串行通信，使系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸速度能夠快速和穩(wěn)定，并具有廣泛的實用性和擴展性。
5、 遠程花型文件傳輸功能：遠程服務(wù)器監(jiān)控端通過TCP網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議將花型文件傳輸給監(jiān)控模塊，并通知它將其保存到FLASH中。
6、 監(jiān)控數(shù)據(jù)存儲功能：對每個監(jiān)控終端下的提花毛皮參量和相關(guān)狀態(tài)信息通過數(shù)據(jù)庫進行存儲�？赏ㄟ^每臺機器唯一的IP地址來進行信息配置和狀態(tài)存儲，這樣可協(xié)助系統(tǒng)完成故障診斷和查詢其他終端的功能。
1.2提花毛皮網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)
提花毛皮網(wǎng)絡(luò)管理監(jiān)控系統(tǒng)是由服務(wù)器管理監(jiān)控端和網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控終端所組成，并采用C/S構(gòu)架進行網(wǎng)絡(luò)通信。
1、服務(wù)器管理監(jiān)控端包括：
○1數(shù)據(jù)庫管理模塊：對工藝參數(shù)進行管理；
○2工藝參數(shù)處理模塊：對參數(shù)進行設(shè)置、修改，并對異常參數(shù)進行報警處理等；
○3網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模塊：發(fā)送或接收以太網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。
2、監(jiān)控終端包括：
○1ARM監(jiān)控模塊：處理以太網(wǎng)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和USB總線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)；
○2花型處理模塊：處理USB模塊的數(shù)據(jù)傳輸，并對花型數(shù)據(jù)進行處理和傳輸；
○3編織控制模塊：對花型的編織進行控制。
提花毛皮網(wǎng)絡(luò)管理監(jiān)控系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如圖2-1。
圖2-1 提花毛皮網(wǎng)絡(luò)管理監(jiān)控系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)圖
2.3服務(wù)器管理監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)架
根據(jù)系統(tǒng)需求，將服務(wù)器管理監(jiān)控系統(tǒng)分為六個部分：
第一部分，網(wǎng)絡(luò)通信：負責與監(jiān)控終端進行網(wǎng)絡(luò)通信；
第二部分，參數(shù)設(shè)置：設(shè)置提花毛皮機工作時的控制參數(shù)；
第三部分，運行參數(shù)監(jiān)控：對提花毛皮機的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控，并啟動異常報警功能；
第四部分，數(shù)據(jù)管理：把必要的工作參數(shù)和實時數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)庫存取；
第五部分，產(chǎn)量統(tǒng)計：統(tǒng)計每臺提花毛皮機的產(chǎn)量和所有毛皮機總體產(chǎn)量；
第六部分，花型文件傳輸：通過網(wǎng)絡(luò)把花型文件傳輸給每臺終端。
另外，服務(wù)器管理監(jiān)控系統(tǒng)軟件可對同一網(wǎng)段內(nèi)監(jiān)控終端進行實時監(jiān)控，使其發(fā)揮強大的數(shù)據(jù)操作和事物處理能力，其數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)庫對其進行管理，滿足實時性要求。2.4 提花毛皮網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控終端系統(tǒng)的總體構(gòu)架
提花毛皮監(jiān)控終端系統(tǒng)由ARM監(jiān)控模塊、花型處理模塊和編織控制模塊所組成。為了實現(xiàn)對監(jiān)控終端的遠程監(jiān)控及網(wǎng)絡(luò)信息交互，在保持原有提花毛皮編織控制器結(jié)構(gòu)和功能不變的情況下，設(shè)計了該終端監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)意在實現(xiàn)提花毛皮編織控制系統(tǒng)的狀態(tài)反饋、信息交互、文件下載、參數(shù)設(shè)置和故障報警等功能。提花毛皮監(jiān)控終端系統(tǒng)框架圖如圖2-3。
圖2-3 網(wǎng)絡(luò)終端監(jiān)控系統(tǒng)框架圖
ARM監(jiān)控模塊主要包括：ARM微處理器、SDRAM存儲器、NANDFLASH存儲器、液晶顯示、以太網(wǎng)控制器、USB通信控制器、串口通信控制器和電源模塊。根據(jù)系統(tǒng)需求，可在監(jiān)控模實現(xiàn)以下六個功能：
(1) 網(wǎng)絡(luò)傳輸：與服務(wù)器進行數(shù)據(jù)交換；
(2) USB傳輸：與花型處理模塊進行數(shù)據(jù)交換；
(3) 參數(shù)設(shè)置：設(shè)置提花毛皮機工作時的控制參數(shù)；
(4) 花型傳輸與保存：對花型文件進行TCP接收、USB發(fā)送和保存
(5) 運行狀態(tài)監(jiān)控：對提花毛皮機運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控和異常狀態(tài)報警；
(6) 產(chǎn)量統(tǒng)計：統(tǒng)計該毛皮機的生產(chǎn)產(chǎn)量。
提花毛皮控制器可分為花型處理模塊和編織控制模塊。花型處理模塊包括 USB控制器、FLASH存儲器、數(shù)據(jù)存儲器、程序存儲器以及高速數(shù)據(jù)緩沖器等模塊，根據(jù)地址選通的方式達到模塊選通的目的。花型處理模塊通過高速數(shù)據(jù)緩存器和編織控制模塊進行高速數(shù)據(jù)交換。該花型處理模塊主要實現(xiàn)以下五個功能：
(1) USB傳輸：與ARM監(jiān)控模塊進行數(shù)據(jù)交換；
(2) 高速數(shù)據(jù)交換：與編織控制模塊進行高速數(shù)據(jù)交換；
(3) 花型文件獲�。喝〉没ㄐ蛿�(shù)據(jù)傳輸給編織控制模塊；
(4) 設(shè)置參數(shù)處理：在停機狀態(tài)下把設(shè)置參數(shù)傳輸給編織控制模塊進行系統(tǒng)設(shè)置；
(5) 狀態(tài)參數(shù)獲�。憾〞r從編織控制模塊中獲取毛皮機系統(tǒng)的運行狀態(tài)。
因ACN功能強大，所以正式發(fā)布較晚。在等待ACN發(fā)布時，英國的Artistic Licence公司聯(lián)合了幾家業(yè)界公司提出了“Art-Net”協(xié)議標準，作為ACN發(fā)布之前的另一個方案被開發(fā)，受到了顧客和供應(yīng)商的大力支持，成為了燈光領(lǐng)域被承認的標準。2001年，Art-Net聯(lián)盟成立之初只有幾個成員，現(xiàn)在已經(jīng)有包括國際知名燈光設(shè)備制造商之內(nèi)的五十多個成員加盟，發(fā)展非常迅速。ACN協(xié)議和Art-Net協(xié)議有很多相似之處，如都采用以太網(wǎng)和TCP/IP通訊協(xié)議、兼容不同廠家的燈光設(shè)備，都有豐富的設(shè)計文檔和提供廠家產(chǎn)品設(shè)計的技術(shù)規(guī)范。區(qū)別也是可見的，ACN試圖設(shè)計一個全面完善的協(xié)議標準，初期目標取代DMX512協(xié)議，長遠目標是將視頻、音響等各個領(lǐng)域包羅進來，并為未來的擴充留下空間。而Art-Net則是為了滿足當前舞臺燈光的要求制定的標準，相對ACN簡單很多。推出Art-Net標準的Artistic Licence 公司也是ESTA的成員，Art-Net聯(lián)盟承諾，ACN標準發(fā)布后，Art-Net將為兼容做出改進。隨著智能照明的興起，涌現(xiàn)出很多應(yīng)用于建筑照明的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，其中有一部分是某些著名廠商獨立制定的標準，如澳大利亞的Dynalite公司的Dynet協(xié)議和Clipsal公司的C-BUS協(xié)議、美國路創(chuàng)公司的LUTRON燈光控制協(xié)議，這些協(xié)議是不公開的，因此產(chǎn)品互不兼容。這些協(xié)議在照明領(lǐng)域有著各自的優(yōu)勢，很難實現(xiàn)統(tǒng)一，有礙照明領(lǐng)域的發(fā)展。X-10標準發(fā)布后，在美國備受歡迎，許多大公司紛紛生產(chǎn)和銷售X-10產(chǎn)品，目前已經(jīng)有35%的美國家庭或多或少使用了X-10的相關(guān)產(chǎn)品。X-10的信號采用電力線傳輸，電力線具有提供電源和傳輸介質(zhì)的雙重作用。X-10系統(tǒng)主要由兩部分組成：發(fā)送單元、接收單元，且發(fā)送單元和接收單元都有地址，這些地址是可以改變的，只有當?shù)刂废嗤瑫r，發(fā)送單元才可以控制接收單元。X-10的地址分為兩部分：房間地址和設(shè)備地址，房間地址和設(shè)備地址各為16個，因此一個X-10系統(tǒng)最多可以連接256個設(shè)備。X-10因其廉價和不用重新布線贏得了客戶，但其單向傳輸性、傳輸速率慢、抗干擾能力差等的缺點限制了其發(fā)展。 1984年，美國電氣工業(yè)協(xié)會(EIA)開始制定消費總線標準以彌補X-10協(xié)議的不足，并成立了技術(shù)指導(dǎo)委員會(Technical Steering Committee，TSC)，專門負責監(jiān)督該標準的制定。1989年，TSC發(fā)布部分草案，并于1992年正式推出消費電子總線CEBus較完整的規(guī)格說明書，即EIA-600標準，成為歐美業(yè)界的推薦標準。 |
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發(fā)表于 2010-3-30 14:21:04
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