一種多電機(jī)同步遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種多電機(jī)同步遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，包括底層控制對(duì)象、底層控制模塊、服務(wù)器以及Android移動(dòng)客戶端，底層控制對(duì)象由三臺(tái)變頻器驅(qū)動(dòng)三臺(tái)交流異步電機(jī)組成，底層控制模塊采用DSP與CPLD結(jié)合實(shí)現(xiàn)，底層控制對(duì)象的運(yùn)行參數(shù)信號(hào)經(jīng)過調(diào)理電路處理后傳送至DSP，再通過RS232通信方式發(fā)送至服務(wù)器，由服務(wù)器采用SOCKET通信方式發(fā)送至Android移動(dòng)客戶端；Android移動(dòng)客戶端也采用SOCKET通信方式發(fā)送控制命令給服務(wù)器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)底層控制對(duì)象的遠(yuǎn)程控制。本發(fā)明采用手機(jī)無線通訊的方式對(duì)多電機(jī)生產(chǎn)線進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、跟蹤，不受環(huán)境以及場(chǎng)地等條件限制，系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)輸出快而精確。
【專利說明】—種多電機(jī)同步遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)控制和無線通信領(lǐng)域，是一種基于Android智能平臺(tái)的多電機(jī)同步遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，主要應(yīng)用于多電機(jī)系統(tǒng)工作參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、控制、工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代工業(yè)化的發(fā)展，單一電機(jī)控制已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的需要，多電機(jī)同步協(xié)調(diào)控制的應(yīng)用越來越廣泛，例如在紡織、造紙、印染等行業(yè)。伴隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)工業(yè)生產(chǎn)流水線的智能監(jiān)控也越發(fā)顯得重要，生產(chǎn)管理者急需能夠遠(yuǎn)程在線掌握生產(chǎn)線的運(yùn)行狀況，目前國(guó)內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)起步較晚，但發(fā)展勢(shì)頭很猛，福州瑞芯微電子有限公司的鐘瑞提出了名為“基于Android的系統(tǒng)壓力測(cè)試方法”的發(fā)明專利，將android技術(shù)應(yīng)用于系統(tǒng)的壓力測(cè)試；東莞康特爾電子有限公司的吳忠景提出了名為“一種使用Android系統(tǒng)控制的智能冰箱”實(shí)用新型專利，將android技術(shù)應(yīng)用到智能冰箱的控制中來。但是經(jīng)過專利檢索表明，基于android智能平臺(tái)的多電機(jī)同步監(jiān)控的技術(shù)還未公開。目前國(guó)內(nèi)外采用android智能平臺(tái)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，多采用文本方式顯示或者直接視頻接收，本發(fā)明在前人經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出了基于android智能平臺(tái)的多電機(jī)同步監(jiān)控設(shè)計(jì)方案，對(duì)接收數(shù)據(jù)采用圖形+文本化顯示方式，操作更加人性化。本發(fā)明采用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，基于Android智能平臺(tái)，系統(tǒng)實(shí)時(shí)性強(qiáng)，采用手機(jī)無線通訊的方式對(duì)多電機(jī)生產(chǎn)線進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、跟蹤，不受環(huán)境以及場(chǎng)地等條件限制，系統(tǒng)操作簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)輸出快而精確，為多電機(jī)生產(chǎn)線的工作狀況提供了第一手資料。同時(shí)在經(jīng)過密碼驗(yàn)證后可以直接控制生產(chǎn)線的運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程非接觸控制，提高了工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，同時(shí)也提高了工作效率，尤其是一些自然條件較差的復(fù)雜控制環(huán)境，非接觸監(jiān)控顯得更加必要，因此本發(fā)明裝置應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，具有較強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值，性價(jià)比高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對(duì)當(dāng)前多電機(jī)同步控制系統(tǒng)，提供了一種基于Android智能平臺(tái)的多電機(jī)同步遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，可在Android手機(jī)上通過無線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程實(shí)現(xiàn)主電機(jī)速度、兩兩電機(jī)之間的張力等數(shù)據(jù)曲線的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以及實(shí)現(xiàn)電機(jī)控制參數(shù)的實(shí)時(shí)無線傳輸。
[0004]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:包括底層控制對(duì)象、信號(hào)采集模塊、底層控制模塊、服務(wù)器和Android移動(dòng)客戶端，其特征在于:所述底層控制對(duì)象由三臺(tái)變頻器分別驅(qū)動(dòng)三臺(tái)交流異步電機(jī)M1、M2和M3組成，其中，MI為主交流異步電機(jī)，M2和M3為從交流異步電機(jī)，M1、M2和M3兩兩之間采用皮帶進(jìn)行物理連接；所述信號(hào)采集模塊包括光電編碼器、張力傳感器和信號(hào)調(diào)理電路，光電編碼器負(fù)責(zé)采集Ml的速度信號(hào)，張力傳感器配合信號(hào)調(diào)理電路負(fù)責(zé)采集M2和M3的張力信號(hào)；所述底層控制模塊采用DSP與CPLD結(jié)合實(shí)現(xiàn)，DSP和CPLD之間采用數(shù)據(jù)線直接連接，通過握手信號(hào)進(jìn)行通信，DSP負(fù)責(zé)收集M2和M3的張力信號(hào)、控制算法的實(shí)現(xiàn)以及與所述服務(wù)器的數(shù)據(jù)通信，與所述服務(wù)器的數(shù)據(jù)通信采用RS232通信方式，CPLD負(fù)責(zé)收集Ml的速度信號(hào)以及組建RS485網(wǎng)絡(luò)完成三臺(tái)變頻器的串行通信，其中DSP選用DSP2812，CPLD選用EPM1270T144C5芯片；所述Android移動(dòng)客戶端上設(shè)有多電機(jī)同步控制監(jiān)控軟件，多電機(jī)同步控制監(jiān)控軟件采用腳本語(yǔ)言完成界面設(shè)計(jì)，采用AndroidJava完成程序設(shè)計(jì)，界面包含登錄界面，通信參數(shù)設(shè)置界面，電機(jī)運(yùn)行遠(yuǎn)程控制安全登錄界面，電機(jī)運(yùn)行參數(shù)遠(yuǎn)程設(shè)置界面，多電機(jī)運(yùn)行工況顯示界面；所述底層控制對(duì)象的運(yùn)行參數(shù)信號(hào)經(jīng)過調(diào)理電路處理后傳送至DSP，再通過RS232通信方式發(fā)送至服務(wù)器，由服務(wù)器采用SOCKET通信方式發(fā)送至Android移動(dòng)客戶端；所述Android移動(dòng)客戶端也采用SOCKET通信方式發(fā)送控制命令給服務(wù)器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)底層控制對(duì)象的遠(yuǎn)程控制。
[0005]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述多電機(jī)同步監(jiān)控軟件執(zhí)行下列步驟:
A、在Android移動(dòng)客戶端的數(shù)據(jù)庫(kù)中存入服務(wù)器的IP地址或者域名以及端口號(hào)；一次保存，以后可以永久使用；
B、Android移動(dòng)客戶端連接服務(wù)器；
C、一旦進(jìn)入工況監(jiān)視界面，系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)偵聽，接收服務(wù)器發(fā)來的運(yùn)行速度、張力等電機(jī)參數(shù)數(shù)據(jù)，分類分批以TXT文本方式存入用戶的SD卡；同時(shí)，用戶可通過設(shè)置電機(jī)運(yùn)行參數(shù)向服務(wù)器發(fā)送控制命令；
D、在Android移動(dòng)客戶端跟蹤顯示多臺(tái)電機(jī)的工作參數(shù)。
[0006]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述多電機(jī)同步監(jiān)控軟件還包括將數(shù)據(jù)信息以曲線圖的方式在Android移動(dòng)客戶端進(jìn)行顯示的步驟，即在android環(huán)境下調(diào)用AchartEngineapi函數(shù)繪制曲線圖并且實(shí)時(shí)在線顯示，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)以文本方式自動(dòng)進(jìn)行保存。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
1、克服有線傳感器的不足，實(shí)現(xiàn)多電機(jī)系統(tǒng)工作參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示和保存，以及控制命令的無線傳輸。
[0008]2、IP地址一次輸入永久使用，方便靈活。
[0009]3,TXT文本方式保存，節(jié)省空間，交流方便，保存TXT文本文件與測(cè)試時(shí)間關(guān)聯(lián)(精確到秒)，可以防止文件重復(fù)。
[0010]4、電機(jī)運(yùn)行參數(shù)采用曲線圖方式在線顯示，方便直觀。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
圖1是本發(fā)明系統(tǒng)總體架構(gòu)圖；
圖2是圖1中底層控制模塊控制結(jié)構(gòu)框圖；
圖3是Android手機(jī)客戶端多電機(jī)同步監(jiān)控軟件的架構(gòu)圖；
圖4是Android手機(jī)客戶端通信參數(shù)設(shè)置界面圖；
圖5是電機(jī)運(yùn)行遠(yuǎn)程控制安全登錄界面圖；
圖6是電機(jī)運(yùn)行參數(shù)遠(yuǎn)程設(shè)置界面圖；
圖7是多電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行工況界面圖；
圖8是Android系統(tǒng)的主控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】[0012]從圖1中可以看出基于Android智能平臺(tái)的多電機(jī)同步遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)主要包括底層控制對(duì)象、信號(hào)采集模塊、底層控制模塊、服務(wù)器以及Android移動(dòng)客戶端，底層具體控制框圖如圖2所示。圖2中，底層控制模塊的控制算法在圖1的DSP中實(shí)現(xiàn)，對(duì)輸入的速度以及2個(gè)張力信號(hào)分別用I個(gè)模糊免疫自抗擾控制算法實(shí)現(xiàn)跟蹤閉環(huán)，主電機(jī)速度信號(hào)的采集在圖1的CPLD中實(shí)現(xiàn)，速度采集采用增量式圓光柵編碼器，張力的采集采用張力傳感器SL-100配合信號(hào)調(diào)理電路來實(shí)現(xiàn)，底層控制模塊同服務(wù)器的數(shù)據(jù)通信采用RS232串行通信方式。傳感器采集的信號(hào)經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路處理后送DSP和CPLD，DSP和CPLD之間采用數(shù)據(jù)線直接連接，通過握手信號(hào)進(jìn)行通信，DSP將接收到的信號(hào)通過RS232串行通信方式傳送給服務(wù)器，服務(wù)器利用Socket通信方式發(fā)送給Android移動(dòng)客戶端。Android移動(dòng)客戶端也利用Socket通信方式發(fā)送無線控制命令給服務(wù)器，由服務(wù)器通過串行通信RS232模塊發(fā)送給DSP，由DSP傳送給CPLD，CPLD通過三路分時(shí)RS485總線方式驅(qū)動(dòng)底層變頻器來實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)三臺(tái)交流電機(jī)工作。圖3體現(xiàn)的是Android移動(dòng)客戶端多電機(jī)同步監(jiān)控軟件的總架構(gòu)，軟件采用腳本語(yǔ)言完成界面設(shè)計(jì)，采用Android java完成程序設(shè)計(jì)。軟件的界面主要包含登錄界面，通信參數(shù)設(shè)置(如圖4)界面，電機(jī)運(yùn)行遠(yuǎn)程控制安全登錄界面(如圖5)，電機(jī)運(yùn)行參數(shù)遠(yuǎn)程設(shè)置界面(如圖6)，多電機(jī)運(yùn)行工況顯示界面(如圖7)。圖4體現(xiàn)的是通信參數(shù)設(shè)置界面，在該界面可以設(shè)置通信IP地址和通信端口，設(shè)置后在Android移動(dòng)客戶端的數(shù)據(jù)庫(kù)中保存，下次執(zhí)行該軟件時(shí)不需重復(fù)操作。圖5體現(xiàn)的是電機(jī)運(yùn)行遠(yuǎn)程控制安全登錄界面，考慮到電機(jī)工作的安全性，電機(jī)的操作應(yīng)該由經(jīng)過專業(yè)訓(xùn)練的專業(yè)人員操作，不對(duì)外開放，因此對(duì)電機(jī)控制采用密碼保護(hù)方式，只有在圖5界面中輸入正確的密鑰才會(huì)跳轉(zhuǎn)到電機(jī)運(yùn)行參數(shù)遠(yuǎn)程設(shè)置界面。同時(shí)在圖5界面設(shè)置了密鑰顯示功能，可以顯示用戶自己輸入的密鑰。圖6體現(xiàn)的是電機(jī)運(yùn)行參數(shù)遠(yuǎn)程設(shè)置界面，用戶在通過密鑰驗(yàn)證獲得許可后可以在該界面向底層控制模塊發(fā)送電機(jī)速度、張力1、張力2等參數(shù)信息。圖7體現(xiàn)的是多電機(jī)運(yùn)行工況顯示界面，在該界面實(shí)時(shí)接收電機(jī)的運(yùn)行速度、張力等參數(shù)信息，在android環(huán)境下調(diào)用AchartEngine api函數(shù)繪制曲線圖并且實(shí)時(shí)在線顯示，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)以文本方式自動(dòng)進(jìn)行保存。整個(gè)監(jiān)控軟件的操作流程如圖8所示。
[0013]用戶操作次序如下:
用戶首先要打開Android移動(dòng)客戶端的無線網(wǎng)絡(luò)開關(guān)，可以采用GPRS網(wǎng)絡(luò)通信也可以采用WIFI方式進(jìn)行通信，用戶第一次使用時(shí)需要設(shè)置IP端口，打開監(jiān)控軟件，出現(xiàn)登錄主界面，點(diǎn)擊登錄，進(jìn)入主功能界面。點(diǎn)擊“初始通信IP端口設(shè)置”，進(jìn)入Android移動(dòng)客戶端通信參數(shù)設(shè)置界面，如圖4所示。在該界面中用戶可以手動(dòng)輸入IP地址/域名和端口號(hào)，然后點(diǎn)擊“增加”，此時(shí)該IP地址/域名和端口號(hào)就被存入Android移動(dòng)客戶端的數(shù)據(jù)庫(kù)中，以后再打開監(jiān)控軟件就可以直接進(jìn)行數(shù)據(jù)通信了，同時(shí)在該界面也可以刪除數(shù)據(jù)庫(kù)中的IP，實(shí)現(xiàn)IP數(shù)據(jù)的更新，在該界面還可以查詢Android移動(dòng)客戶端的數(shù)據(jù)庫(kù)中的IP地址以及端口號(hào)，檢查IP地址以及端口號(hào)是否正確，如果不正確可以刪除后重新增加。存入正確的IP地址以及端口號(hào)后，點(diǎn)擊“返回”，回到主功能界面，然后點(diǎn)擊“電機(jī)速度、張力參數(shù)監(jiān)視”，進(jìn)入多電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行工況界面，如圖7所示。在該界面中實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前多電機(jī)系統(tǒng)的主電機(jī)速度、I號(hào)與2號(hào)電機(jī)之間的張力，以及2號(hào)與3號(hào)電機(jī)之間的張力等參數(shù)，在線實(shí)時(shí)顯示其曲線，同時(shí)實(shí)時(shí)以TXT文本方式存入用戶的SD卡中，為了防止保存文件的覆蓋，保存的文本文件以當(dāng)前時(shí)間(精確到秒)作為文件名稱的主要元素。用戶如果要控制多電機(jī)系統(tǒng)工作，在主功能界面點(diǎn)擊“電機(jī)運(yùn)行參數(shù)控制”，進(jìn)入電機(jī)運(yùn)行遠(yuǎn)程控制安全登錄界面，如圖5所示。在該界面輸入正確的密鑰后進(jìn)入電機(jī)運(yùn)行參數(shù)遠(yuǎn)程設(shè)置界面，如圖6所示，在該界面用戶可以手動(dòng)輸入主電機(jī)速度、張力I和張力2等信息，再通過Socket通信方式發(fā)送給服務(wù)器，以實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的遠(yuǎn)程控制。
【權(quán)利要求】
1.一種多電機(jī)同步遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，包括底層控制對(duì)象、信號(hào)采集模塊、底層控制模塊、服務(wù)器和Android移動(dòng)客戶端，其特征在于:所述底層控制對(duì)象由三臺(tái)變頻器分別驅(qū)動(dòng)三臺(tái)交流異步電機(jī)Ml、M2和M3組成，其中，Ml為主交流異步電機(jī)，M2和M3為從交流異步電機(jī)，M1、M2和M3兩兩之間采用皮帶進(jìn)行物理連接；所述信號(hào)采集模塊包括光電編碼器、張力傳感器和信號(hào)調(diào)理電路，光電編碼器負(fù)責(zé)采集Ml的速度信號(hào)，張力傳感器配合信號(hào)調(diào)理電路負(fù)責(zé)采集M2和M3的張力信號(hào)；所述底層控制模塊采用DSP與CPLD結(jié)合實(shí)現(xiàn)，DSP和CPLD之間采用數(shù)據(jù)線直接連接，通過握手信號(hào)進(jìn)行通信，DSP負(fù)責(zé)收集M2和M3的張力信號(hào)、控制算法的實(shí)現(xiàn)以及與所述服務(wù)器的數(shù)據(jù)通信，與所述服務(wù)器的數(shù)據(jù)通信采用RS232通信方式，CPLD負(fù)責(zé)收集Ml的速度信號(hào)以及組建RS485網(wǎng)絡(luò)完成三臺(tái)變頻器的串行通信；所述Android移動(dòng)客戶端上設(shè)有多電機(jī)同步控制監(jiān)控軟件，Android移動(dòng)客戶端通過SOCKET通信方式與服務(wù)器進(jìn)行通訊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多電機(jī)同步遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，其特征在于:所述光電編碼器為增量式圓光柵編碼器，所述張力傳感器為SL-100。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多電機(jī)同步遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，其特征在于:所述DSP選用DSP2812，所述 CPLD 選用 EPM1270T144C5 芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多電機(jī)同步遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，其特征在于:所述控制算法采用模糊免疫自抗擾控制算法。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多電機(jī)同步遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，其特征在于:所述多電機(jī)同步控制監(jiān)控軟件采用腳本語(yǔ)言完成界面設(shè)計(jì)，采用Android Java完成程序設(shè)計(jì)，界面包含登錄界面，通信參數(shù)設(shè)置界面，電機(jī)運(yùn)行遠(yuǎn)程控制安全登錄界面，電機(jī)運(yùn)行參數(shù)遠(yuǎn)程設(shè)置界面，多電機(jī)運(yùn)行工況顯示界面。
【文檔編號(hào)】G05B19/418GK103645719SQ201310693505
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月18日
【發(fā)明者】李慧, 劉星橋 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)