【摘 要】
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“中国制造2025”战略已经为我国传统制造业发展指明了方向,人机交互系统作为生产设备的顶层控制部分对于提升制造业智能化水平具有重要意义。目前我国在织机人机交互系统的研究与国外一流水平仍有一定的差距,主要表现在功能不够全面、人机交互方式单一、对故障诊断缺乏有效方法等方面。针对以上的不足,研究设计一款能够满足在工业现场和远程网络两种人机交互环境,且具有全面功能的剑杆织机人机交互系统。主要从以下几个方面
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“中国制造2025”战略已经为我国传统制造业发展指明了方向,人机交互系统作为生产设备的顶层控制部分对于提升制造业智能化水平具有重要意义。目前我国在织机人机交互系统的研究与国外一流水平仍有一定的差距,主要表现在功能不够全面、人机交互方式单一、对故障诊断缺乏有效方法等方面。针对以上的不足,研究设计一款能够满足在工业现场和远程网络两种人机交互环境,且具有全面功能的剑杆织机人机交互系统。主要从以下几个方面进行了研究设计:首先对整个织机控制系统各个模块进行了说明,分析总结了剑杆织机的主要工艺原理和故障类型及其解决方案。通过功能需求分析明确了人机交互系统的整体设计方案。将整个系统分为现场和远程两个部分,选择以触摸屏作为现场系统主要载体,配合相关组态技术和专家系统等理论方法实现故障诊断等多种功能;以B/S架构作为远程系统网络架构,并对远程系统中云平台等模块及其之间的通信方式进行了说明。其次,完成现场系统的设计与研究。明确现场系统各项功能任务的详细实现步骤以及整个人机交互界面的规划设计。通过MCGS Pro组态软件完成相关人机交互界面、设备设置、数据库和策略脚本程序各部分的设计工作。研究了专家系统和故障树诊断方法理论,根据相关理论结合组态技术最终完成故障诊断功能。在主控模块上设计采用RS485模块实现主控模块与触摸屏的通信连接,并根据Modbus RTU通讯协议设计开发了相关的从机程序。然后,完成远程系统的设计与研究。确定远程系统中云平台的选型和配置。完成Redis数据库和Nginx服务器的安装和运行环境的搭建,并且完成相关服务程序的开发。利用HTML5等前端技术设计出满足功能需要的客户端界面。研究了相关PCP/IP和HTTP等通讯协议,以此来完成远程系统各部分间的信息交互。最后在主控模块上设计无线通信模块作为TCP的客户端,并设计开发了无线模块的驱动程序。最后通过在实验室和工业现场测试实验,分别进行了现场和远程系统的数据传输实验,测试了服务器数据库对数据的保存与读取,展示并验证了现场系统人机交互界面和远程WEB客户端的实际使用情况。通过测试验证了人机交互系统达到了设计预期,能够满足对现场和远程两种交互方式以及故障诊断等多种使用功能的需要。
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