Kappa X-Motion под управлением PC

Я начинаю свой блог с описания недавнего интересного проекта, который позволил мне работать и решать проблемы на стыке двух инженерных дисциплин: разработки программного обеспечения и проектирования систем управления промышленным оборудованием.

Передо мной стояла задача построить систему управления рейкой форматно-раскроечного станка Felder Format 4 Kappa взамен вышедшего из строя блока управления Sigmatek, которая, помимо выполнения всех стандартных функций по команде оператора (а именно, ввод координаты в миллиметрах и установка суппорта), могла быть интегрирована с технологическим программным обеспечением и базами данных изделий, используемыми на производстве, в единый комплекс, обеспечивая тем самым автоматизацию раскроя листов ДСП для заготовок Помимо того, наличие программного интерфейса для записи отчета о выполненных операциях, давало возможность оптимизации управления производственным процессом в целом

Станок серии Kappa

В приводе суппорта используется электродвигатель Dunkermotoren GR63x25 со встроенным инкрементным энкодером RE30-500TI. Для управления двигателем решено было использовать модуль AWD10 производства российской компании ЗАО "Лаборатория электроники" из-за его относительно низкой стоимости и возможности управления им по интерфейсу RS-485.

Контроллер AWD10

Первое, что было сделано - написана библиотека Awd10.lib, содержащая реализацию класса CAwd10, который инкапсулирует протокол обмена данными с модулем AWD10 по последовательному порту, обработку ошибок и т. д., предоставляя методы, которые имеют имена, идентичные названиям команд, описанных в спецификации модуля, для осуществления управления им.

Для обратной связи энкодера с программой управления используется LPT-порт. Его скорости достаточно для обеспечения точности установки рейки 0.1 мм. Обмен данными с портом в Windows XP обеспечивается драйвером hwinterface.sys и библиотекой inpout32.dll. Для соединения энкодера с LPT-портом был сделан формирователь импульсов, собранный на одной плате с блоком питания двигателя и контроллера AWD10.

В отладочной версии приложения интерфейс содержит инструменты для проведения автоматизированных испытаний с занесением основных параметров в базу данных журнала. Имеется возможность провести испытания как с предварительно заданным набором координат, так и с заданным количеством координат, получаемых с помощью генератора псевдослучайных чисел, предварительно указав минимальное и максимальное значение координаты.




В пользовательской версии все вышеперечисленные возможности отсутствуют. Эта версия предназначена для использования рабочими в цеху и оптимизирована для работы с клавиатурой.







Вкладка "Настройка" предназначена, в основном, для установки параметров регулятора AWD10. Есть возможность изменить 31 параметр контроллера, а также режим его работы, который задается 16-битным значением.

Окно настройки  ПИД-регулятора

Параметры сопряжения с энкодером

Управление режимом контроллера

В процессе работы над приложением и отладки системы управления, весь узел рейки был демонтирован и перенесен в специально выделенное помещение. Первоначальные оценочные испытания были проведены там, а эффективность такой системы покажет непосредственно эксплуатация в производственных условиях.