嵌入式吹塑壁厚控制系统的设计与实现.pdf

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1、嵌入式吹塑壁厚控制系统的设计与实现朱丹。等嵌入式吹塑壁厚控制系统的设计与实现DesignandReaIizatiOnOftheEmbeddedCOntroISystemOfWaIIThickneSsfOrPlaStiCBIOwingMOIder来丹绻伟(空军第一航空学院航空机械工程系，河南信阳46删)摘要：基于握料中空容器的生产工艺、结合嵌入式技术，研制了壁厚控制系统，并给出系统的软硬件设计方案。设计过程中运用了液晶图形化显示、测量和控制数据处理、信息存储和管理以及远程通信等技术；同时，结合被控对象的特性，采用了变速积分PID控制算法，并利用—y

2、os．Ⅱ操作系统的任务机制，设计了上层的应用程序。实践证明，该系统准确可靠、实时性好、操作简便，能够很好地满足工业生产的实际需求。关键词：控制系统嵌入式技术PID控制多任务操作系统“c／0S-Ⅱ中图分类号：吼16文献标志码：AAbstract：Ba卵dontechnologicalpmce8s《theproduction0fplastichollowcontaine玛，combiningwitlltlleembeddedteclllmlogy，tllecontmI8ystemofwallthicl【Ilessisdeveloped．nedes咖o

3、fhardwareaIld妯w玳isgiven．1nthedes细-tecllllologiesofLCDgraphicaldisplay，me鹊urememandcon臼roldatapmcessing-iIlfbrmation8to阳ge＆m趿a

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5、∞d．By鹏iIlgtIletaskmechanismof斗(I／0S-Ⅱopemtingsystem，theupperlayerapplicationprogmmisdesigned．Thep陋cticeVerifie8thattIIesystemfbatmspreci跎，reliable，e∞yopemteandgoodreal—timeped_0Hnance，andtIIedesiFIsatisfiesmerequirementforindus伍alpmduction．Keywords：C0ntrolsystemEmbeddedtechno

6、logyPIDcontrolMllltitaskoperat崦system斗c／OS一ⅡO引言吹塑成型机是塑料机械的主导产品之一，80％以上的中空容器采用中空吹塑法成型⋯。试验数据表明，壁厚均匀的塑料中空制品使用原材料少、冷却时间短、耐冲击力强度高。因此，壁厚控制技术不仅是吹塑成型机中的关键技术，也是研制的难点所在。当前，我国在此项技术方面与国外还有一定差距，壁厚控制系统的大部分市场被国外厂商所占据。然而，由于国外产品针对性不强、价格昂贵，因此，无法满足我国塑料工业快速发展的需求。本系统在研究国内外壁厚控制技术的基础上，结合目前热门的嵌入式技术、

7、LcD显示和触摸屏技术以及RS．485远程传输技术，提出了一种以LPc2220微处理器为核心，以¨C／0S一Ⅱ平台为基础的吹塑成型机壁厚控制系统。该系统具有结构简单、价格低廉、性能稳定、实时性好以及使用方便等优点。修改稿收到日期：20lO一1l一22。第一作者朱丹，男，1979年生，2010年毕业于东南大学检测技术与自动化装置专业，获硕士学位，讲师；主要从事测控技术与仪器、机械电子方面的研究。《自动化仪表》第32卷第9期2011年9月1系统工作原理与组成壁厚控制系统采用闭环反馈设计，其主要任务是根据用户设定的型坯壁厚轴向变化曲线对挤塑机的出料流速

8、进行控制，从而控制型坯壁厚的变化规律，以保证吹塑后塑料制品的壁厚均匀。中空吹塑成型是将挤塑机挤出的处于半熔融状态的管状塑料型坯置于各种形状的成型模具中，然后闭合模具，通入压缩空气，利用空气的压力使坯料变形，并与模具壁贴合，经冷却定型后脱模，从而得到中空制品。吹塑成型机各阶段的工作具体介绍如下。①进料阶段：进料口打开，出料口关闭，处于熔融状态的原料进入储料缸，储料缸的活塞上升；当活塞上升到预定位置时，进料口关闭，结束进料。②挤塑阶段：出料口打开，活塞向下移动将原料挤出，形成管状型坯。③成型阶段：挤塑的同时，吹风口通人压缩空气。当挤塑完成时，模具合模

9、，产品成型悼1。系统由位置采集单元、计算控制单元和驱动单元组成。位置采集单元通过两个直线位移传感器对储料缸活塞的位置和模芯位置进行实时数