【摘 要】
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制造业是我国国民经济的重要支柱产业之一,其发展水平对我国的经济发展有着重要影响。而印刷行业作为我国制造业的一个重要组成部分,伴随着我国经济快速稳定的发展和人民日益增长的生活需要,各种印刷品的需求在急速增长的同时,其地位也在不断上升,发展掌握印刷设备的核心控制技术对我国的经济发展有巨大的推动作用。本文以柔版印刷机的实际应用为背景,以研制一款高速、高效、高精度的控制系统为目标,结合步进电机控制技术的发
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制造业是我国国民经济的重要支柱产业之一,其发展水平对我国的经济发展有着重要影响。而印刷行业作为我国制造业的一个重要组成部分,伴随着我国经济快速稳定的发展和人民日益增长的生活需要,各种印刷品的需求在急速增长的同时,其地位也在不断上升,发展掌握印刷设备的核心控制技术对我国的经济发展有巨大的推动作用。本文以柔版印刷机的实际应用为背景,以研制一款高速、高效、高精度的控制系统为目标,结合步进电机控制技术的发展现状,从柔版印刷机压力调节的功能需求出发,设计了一套基于FPGA的步进电机控制柔版印刷调压系统。该系统选择了台达的人机界面作为上位机,在特定的开发软件上根据其设计原则进行了通讯、数据处理以及界面的设计,它将系统的控制指令准确地下发给下位机,同时又可以根据下位机上传上来的数据对系统的每个电机的状态进行实时判断和显示,形成简洁直观的人机交互界面。系统下位机是围绕FPGA为核心设计的控制器。依据设计方案对控制器的硬件电路进行了模块划分,器件选型,完成了原理图的绘制与PCB的制作;在程序设计中,根据FPGA的设计流程与软件设计方法和原则,使用Verilog硬件描述语言在QuartusII环境中进行各功能模块的代码编写,实现了位置控制、加减速控制、同步控制、插补补偿等功能的时序逻辑设计,并在ModelSim仿真平台上完成了模拟仿真验证。下位机可以及时地接收到上位机发送的指令并经过解析处理后将控制信号发给步进电机驱动器,驱动相应步进电机进行转动,由安装在运动滑台上的光栅尺将检测到的位置信息反馈到下位机中,形成一个闭环控制系统,实现了电机的精确控制。并且在控制器硬件中引入存储芯片,实现了对系统重要信息的存储。最后在工厂的卫星式柔版印刷机上组建系统的测试平台,测试了系统的整体运行性能并给出测试结果,结果验证了系统设计的可行性,具有较高的实用价值。目前系统已经成功应用于商业印刷机中进行产品印刷。
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