發(fā)布時間：2022-07-14 16:04

　　目前煤礦用掘進(jìn)機(jī)廣泛采用地面通用型可編程控制器（PLC）和工程專用控制器作為控制平臺,通用型PLC并未考慮煤礦行業(yè)的特殊應(yīng)用場景,存在維護(hù)不便、成本高和跨平臺移植難等問題,工程專用控制器防護(hù)性能較好,但大多依靠外購進(jìn)口品牌。為解決控制平臺的上述問題,針對四回路懸臂式掘進(jìn)機(jī),依據(jù)其控制需求,開發(fā)了掘進(jìn)機(jī)專用嵌入式軟PLC作為系統(tǒng)控制平臺,設(shè)計了嵌入式軟硬件平臺,開發(fā)了控制平臺硬件電路,移植了Linux操作系統(tǒng)并做實(shí)時化改造,針對硬件電路開發(fā)Linux底層驅(qū)動。在此嵌入式平臺上移植軟PLC的運(yùn)行時系統(tǒng),通過開發(fā)軟PLC的設(shè)備描述文件和I/O驅(qū)動,開發(fā)層操作的變量逐層映射到底層硬件,實(shí)現(xiàn)開發(fā)層對控制平臺的可操作,把嵌入式平臺轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)化的PLC設(shè)備。在嵌入式軟PLC控制平臺上,開發(fā)了掘進(jìn)機(jī)電磁比例多路換向閥控制應(yīng)用程序,引入斜坡控制、PID控制和數(shù)字濾波功能。分別采用控制平臺與液壓試驗(yàn)臺的PWM接口驅(qū)動電磁比例多路換向閥,通過對比穩(wěn)態(tài)比例特性曲線形態(tài),驗(yàn)證了控制平臺的比例控制功能穩(wěn)定且響應(yīng)速度滿足要求,并通過其余接口功能測試,驗(yàn)證其實(shí)現(xiàn)了掘進(jìn)機(jī)控制需求的所有接口功能。開發(fā)的嵌入式軟PLC實(shí)現(xiàn)... 

【文章頁數(shù)】：119 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 可編程控制器發(fā)展歷史
        1.2.2 掘進(jìn)機(jī)控制研究現(xiàn)狀
        1.2.3 電磁比例多路換向閥控制研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內(nèi)容
    1.4 論文組織結(jié)構(gòu)
2 控制平臺總體方案設(shè)計
    2.1 掘進(jìn)機(jī)控制系統(tǒng)分析
        2.1.1 控制系統(tǒng)組成分解
        2.1.2 控制回路分析
        2.1.3 掘進(jìn)機(jī)功能分析
    2.2 控制系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計
    2.3 控制平臺軟硬件架構(gòu)設(shè)計
        2.3.1 軟件平臺分層設(shè)計
        2.3.2 硬件平臺架構(gòu)設(shè)計
    2.4 小結(jié)
3 控制平臺硬件和系統(tǒng)層設(shè)計
    3.1 控制平臺硬件設(shè)計
        3.1.1 關(guān)鍵硬件電路設(shè)計
        3.1.2 比例多路換向閥驅(qū)動電路
    3.2 實(shí)時操作系統(tǒng)移植
        3.2.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境搭建
        3.2.2 操作系統(tǒng)移植
        3.2.3 實(shí)時化升級改造
    3.3 嵌入式軟PLC運(yùn)行時系統(tǒng)
        3.3.1 運(yùn)行時系統(tǒng)分析
        3.3.2 運(yùn)行時系統(tǒng)構(gòu)建
    3.4 小結(jié)
4 控制平臺驅(qū)動開發(fā)
    4.1 設(shè)備配置描述
        4.1.1 設(shè)備配置描述原理
        4.1.2 設(shè)備描述文件修改
    4.2 COSESYS驅(qū)動組件開發(fā)
        4.2.1 I/O驅(qū)動開發(fā)
        4.2.2 使用外部函數(shù)開發(fā)庫
    4.3 Linux基于硬件的驅(qū)動開發(fā)
        4.3.1 串口設(shè)備驅(qū)動
        4.3.2 GPIO驅(qū)動
        4.3.3 PWM驅(qū)動
    4.4 小結(jié)
5 控制平臺應(yīng)用研究和驗(yàn)證
    5.1 PWM控制比例多路換向閥數(shù)學(xué)模型
        5.1.1 PWM驅(qū)動信號原理研究
        5.1.2 驅(qū)動比例電磁鐵模型研究
        5.1.3 比例多路換向閥模型研究
    5.2 PWM驅(qū)動比例多路換向閥實(shí)現(xiàn)
        5.2.1 AMESim仿真確定PWM驅(qū)動頻率值
        5.2.2 PID電流反饋
        5.2.3 PWM程序?qū)崿F(xiàn)
    5.3 控制性能實(shí)驗(yàn)
        5.3.1 實(shí)驗(yàn)對象選擇
        5.3.2 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)組成及布置
        5.3.3 實(shí)驗(yàn)
    5.4 小結(jié)
6 總結(jié)和展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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[3]工業(yè)以太網(wǎng)EtherCAT的嵌入式主從站設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D]. 徐林濤.浙江工業(yè)大學(xué) 2015
[4]車載多媒體ECU軟件系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D]. 沈晶晶.南京理工大學(xué) 2013
[5]基于電液比例技術(shù)的液壓挖掘機(jī)控制系統(tǒng)研究[D]. 馮雨萌.中南大學(xué) 2010
[6]基于ARM的嵌入式軟PLC運(yùn)行系統(tǒng)設(shè)計[D]. 周建香.華南理工大學(xué) 2010
[7]基于TLE7242G的嵌入式電液比例控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D]. 周東杰.湖南大學(xué) 2009
[8]基于嵌入式Linux的軟PLC系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D]. 黃曉斌.中南大學(xué) 2008
[9]基于高頻PWM的電液比例控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D]. 黎職富.湖南大學(xué) 2008
[10]基于RTLinux的軟件PLC系統(tǒng)研究[D]. 王強(qiáng).四川大學(xué) 2005



本文編號：3661447