1037616編碼器選SICK上海秉銘

1037616編碼器選SICK上海秉銘DFS60A-S1EC16384技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,歐洲幾乎所有的汽車采用了CAN總線技術(shù)來實(shí)現(xiàn)內(nèi)部ECU（Electronic Control Unit）之間的數(shù)據(jù)通信。近年來國(guó)內(nèi)汽車廠商也陸續(xù)將CAN總線應(yīng)用到汽車上,因?yàn)槠嘋AN總線系統(tǒng)是由多個(gè)ECU同時(shí)控制多個(gè)工作裝置或系統(tǒng)組成,所以ECU系統(tǒng)的性能直接影響到整個(gè)CAN總線系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此在汽車ECU開發(fā)的過程中,ECU系統(tǒng)的測(cè)試非常重要。國(guó)外ECU測(cè)試工具價(jià)格昂貴,而且其核心技術(shù)是對(duì)外封鎖的。國(guó)內(nèi)要想在汽車CAN總線技術(shù)方面縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距,必須研發(fā)出自己的ECU測(cè)試工具,擺脫對(duì)*設(shè)備的依賴。針對(duì)上述我國(guó)汽車電子技術(shù)面臨的情況,本文研究對(duì)象是基于USB-CAN適配器的ECU測(cè)試系統(tǒng),該系統(tǒng)主要包括DBC（Data Base Commander）文件生成、DBC文件解析以及以USB-CAN適配器為數(shù)據(jù)傳輸媒介的ECU系統(tǒng)功能測(cè)試。本文研究的主要內(nèi)容如下:（1）認(rèn)可的CANDB++工具需要根據(jù)CAN報(bào)文矩陣通過手動(dòng)輸入每個(gè)信息,其操作過十分繁瑣,而且無法避免人為的誤操作造成參數(shù)的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。本文通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)DBC文件結(jié)構(gòu)的全面解讀,首先通過尋找CAN報(bào)文矩陣表頭關(guān)鍵字的相對(duì)位置,然后以此為基準(zhǔn)讀取相應(yīng)的信息,經(jīng)過算法處理轉(zhuǎn)化成為標(biāo)準(zhǔn)的DBC的形式,此方法不僅快速便捷,而且準(zhǔn)確無誤。（2）通過一定的算法處理獲取CAN總線系統(tǒng)中各個(gè)ECU的信息,包括信息名、信號(hào)名、標(biāo)識(shí)符、起始位、有效位、數(shù)據(jù)類型、小值、大值、單位、接收端、發(fā)送端等信息,實(shí)現(xiàn)了DBC文件的解析。（3）通過對(duì)USB-CAN適配器系統(tǒng)內(nèi)部函數(shù)進(jìn)行二次開發(fā),使其滿足CAN總線串行通信的要求,能夠接收到系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)并將其發(fā)送到ECU系統(tǒng)上,實(shí)現(xiàn)ECU系統(tǒng)的功能測(cè)試。（4）通過與這方面認(rèn)可的測(cè)試工具對(duì)比來確保該系統(tǒng)的可靠性,通過代碼實(shí)現(xiàn)批量CAN報(bào)文導(dǎo)入生成的DBC文件和解析出的DBC文件都符合標(biāo)準(zhǔn),該系統(tǒng)由算法代替人工輸入大大提高DBC文件生成度和效率。通過自身系統(tǒng)的反復(fù)測(cè)試來確保該系統(tǒng)的穩(wěn)定性,該系統(tǒng)在12V24V的電壓環(huán)境下USB-CAN適配器的傳輸速率為8000幀/s,各功能滿足技術(shù)指標(biāo)要求。（5）采用.語(yǔ)言用程序,成功的實(shí)現(xiàn)了DBC文件生成、DBC文件解析、ECU的功能測(cè)試。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)從學(xué)術(shù)研究的角度上來講,國(guó)內(nèi)該領(lǐng)域相關(guān)的技術(shù)資料很少,本文詳細(xì)闡述該系統(tǒng)的開發(fā)原理、方法以及過程,為后面的研究者奠定了一定的基礎(chǔ),也在一定程度上改進(jìn)了國(guó)外在該技術(shù)上面的不足。從實(shí)際應(yīng)用角度上來講,該設(shè)計(jì)解決了目前生成DBC文件操作過于繁瑣的問題、并且能夠用來檢測(cè)DBC文件是否正確和ECU系統(tǒng)功能是否達(dá)標(biāo)。從經(jīng)濟(jì)角度上來講,該設(shè)計(jì)的成本低,它在一定程度上降低了汽車ECU系統(tǒng)研發(fā)的成本。展可以體現(xiàn)出一個(gè)國(guó)家整體的工業(yè)水平,國(guó)內(nèi)機(jī)床行業(yè)在世界機(jī)床工業(yè)體系占有一定的分量,但仍然不能算作機(jī)床強(qiáng)國(guó)。目前市面上機(jī)床品牌非常多,但這些數(shù)控系統(tǒng)平臺(tái)互相不兼容,信息不能實(shí)現(xiàn)集成或共享,造成無形資源的浪費(fèi)和生產(chǎn)成本的增加,使企業(yè)和社會(huì)都造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。本論文基于MTConnect協(xié)議和流媒體技術(shù),研發(fā)了基于數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)與視頻采集的機(jī)床故障診斷系統(tǒng),該系統(tǒng)具有兼容所有不同品牌的機(jī)床系統(tǒng)數(shù)據(jù),通過基于MTConnect協(xié)議的適配器和代理進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,基于VLC協(xié)議的機(jī)床視頻采集,后集成在人機(jī)界面上,來輔助數(shù)控機(jī)床的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷分析。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)床信息的及時(shí)反饋,遠(yuǎn)程響應(yīng)診斷分析,提高車間的加工效率等等。本文主要技術(shù)和工作內(nèi)容如下:一、研究學(xué)習(xí)MTConnect協(xié)議和流媒體技術(shù),確定數(shù)控機(jī)床的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu),分析架構(gòu)之間的通訊協(xié)議,并對(duì)數(shù)控機(jī)床的建模與描述,建立XML文檔。二、實(shí)現(xiàn)了機(jī)床數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測(cè)模塊,開發(fā)MTConnect Agent和Adapter軟件,并在華中8型二次開發(fā)平臺(tái)上進(jìn)行機(jī)床數(shù)據(jù)采集驗(yàn)證。三、實(shí)現(xiàn)了機(jī)床遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控模塊,利用VLC的源代碼,進(jìn)行修改,調(diào)用相關(guān)功能函數(shù),完成所需要的視頻采集、播放和錄制功能。四、設(shè)計(jì)了機(jī)床故障診斷系統(tǒng)的人機(jī)界面,并完成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì),后完成數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè).術(shù)向工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的推廣,在生產(chǎn)效率的提高、產(chǎn)品的優(yōu)化等多方面都起到了推進(jìn)作用。但是,在目前多種工業(yè)以太網(wǎng)通信協(xié)議共同發(fā)展壯大的現(xiàn)狀下,向工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)推廣工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)存在著諸多的問題,例如,許多傳統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備不具有工業(yè)以太網(wǎng)通信功能,但是將其*淘汰替換成具有工業(yè)以太網(wǎng)通信功能的設(shè)備成本太高;目前沒有統(tǒng)一的工業(yè)以太網(wǎng)通信標(biāo)準(zhǔn),多種工業(yè)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)百家爭(zhēng)鳴,每種標(biāo)準(zhǔn)都有自己的優(yōu)勢(shì),如果使現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備同時(shí)具有多種工業(yè)以太網(wǎng)通信功能,將會(huì)使設(shè)備更好地適應(yīng)復(fù)雜多變的工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)。所以,研究開發(fā)一個(gè)集成適配器,能夠在傳統(tǒng)設(shè)備本體和工業(yè)控制網(wǎng)絡(luò)之間架起一座橋梁,解決傳統(tǒng)設(shè)備無法連入工業(yè)以太網(wǎng)控制網(wǎng)絡(luò)問題。同時(shí),集成適配器集成多種工業(yè)以太網(wǎng)通信功能,能夠使傳統(tǒng)設(shè)備接入到不同的工業(yè)以太網(wǎng)通信網(wǎng)絡(luò)中從而變得更加靈活,能夠提高工業(yè)生產(chǎn)力。開發(fā)集成適配器,研究多種工業(yè)以太網(wǎng)通信協(xié)議的集成,對(duì)工業(yè)以太網(wǎng)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的誕生,也起到一定的推動(dòng)作用。本文基于如上背景,在分析了Modbus-TCP、Ethe和POWERLINK三種工業(yè)以太網(wǎng)通信協(xié)議的基礎(chǔ)之上,提出了開發(fā)Modbus-TCP、Ethern和POWERLINK三種工業(yè)以太網(wǎng)通信協(xié)議集成適配器的解決方案。首先,分析了這三種工業(yè)以太網(wǎng)的協(xié)議程序,并分別實(shí)現(xiàn)在嵌入式Linux操作系統(tǒng)下這三種工業(yè)以太網(wǎng)的從站通信功能。接著,采用上下雙層板的設(shè)計(jì)思路,將以S3C2440為核心的ARM9小系統(tǒng)集中在上層板中,下層板中集成了以太網(wǎng)模塊、復(fù)位電路模塊、適配器工作模式選擇模塊等硬件電路模塊,完成集成適配器的硬件設(shè)計(jì)。然后,向集成適配器中移植Modbus-TCP、Ether和POWERLINK三種工業(yè)以太網(wǎng)從站協(xié)議程序,并分析提出了集成適配器中三種工業(yè)以太網(wǎng)從站程序?qū)ν黄珼M9000以太網(wǎng)控制芯片的共用技術(shù),集成適配器對(duì)三種工業(yè)以太網(wǎng)從站程序的選擇執(zhí)行技術(shù).

1037616編碼器選SICK上海秉銘DFS60A-S1EC16384成適配器的軟件設(shè)計(jì)。后,搭建實(shí)驗(yàn)測(cè)試平臺(tái),配合Modbus-TCP、Ether和POWERLINK三種工業(yè)以太網(wǎng)的通信主站,完成對(duì)集成適配器三種工業(yè)以太網(wǎng)從站通信功能的測(cè)試,驗(yàn)證了集成適配器軟件設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)的可靠性。同時(shí),完成集成適配器遠(yuǎn)程I/O應(yīng)用測(cè)試,結(jié)合數(shù)據(jù)通信現(xiàn)象圖,驗(yàn)證了集成適配器能夠成功賦予傳統(tǒng)的I/O模塊三種工業(yè)以太網(wǎng)通信功能,具有實(shí)際應(yīng)用意義配器進(jìn)行發(fā)射是一種當(dāng)前比較*的發(fā)射技術(shù),它不但結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,而且裝填也非常方便。待機(jī)時(shí)適配器在發(fā)射筒內(nèi)對(duì)起到固定和支撐作用，發(fā)射的時(shí)候適配器在發(fā)射箱內(nèi)隨一同運(yùn)動(dòng)，起到定位和導(dǎo)向的作用。發(fā)射的整個(gè)過程中，適配器主要是保護(hù)出筒并傳遞與發(fā)射筒之間的載荷。出筒后，適配器在分離裝置作用下與分離，此間會(huì)受到筒內(nèi)流場(chǎng)的尾流、筒外大氣的空氣動(dòng)力效應(yīng)、點(diǎn)火燃?xì)馍淞餍?yīng)等影響形成復(fù)雜的、不確定的運(yùn)動(dòng)軌跡，有可能對(duì)發(fā)射系統(tǒng)造成損壞或其他不利影響。因此，怎么樣確保彈體與適配器之間的可靠分離，是提高戰(zhàn)斗力的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是提高發(fā)射成功率的必要條件。本文基于計(jì)算流體力學(xué)方法獲取了適配器氣動(dòng)力參數(shù)的分布，建立了攻角0360度、側(cè)滑角0180度的氣動(dòng)力和氣動(dòng)力矩系數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)；基于適配器空間六自由度飛行方程，采用雙歐法解決其奇異性問題，建立了飛行軌跡計(jì)算程序，由數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)參數(shù)插值獲取氣動(dòng)力參數(shù)，獲取單個(gè)適配器分離后空間飛行軌跡，并根據(jù)不同適配器參數(shù)，同時(shí)求解4組共48塊適配器的空間軌跡；基于隨機(jī)抽樣法建立多種隨機(jī)因素情況下的適配器分離可靠性計(jì)算模塊，獲取含所有適配器的分離可靠性參數(shù)；基于虛擬現(xiàn)實(shí)工具Virtools完成了適配器分離過程三維場(chǎng)景及運(yùn)動(dòng)過程的可視化開發(fā)；并基于C++開發(fā)了Virtools播放器和仿真參數(shù)設(shè)置模塊。