立式注塑机控制系统设计（二）

发布日期：2014/9/3 16:23:41

2.2    系统控制界面设计
        为方便操作人员实际生产操作,充分发挥控制系统功能,立式注塑机控制系统还应具有良好的人机交互接口。能否方便、快捷地输入注塑工艺参数,实时反映立式注塑机的运行状态,是衡量整个控制系统性能优劣的重要指标。
        作者采用面向实时嵌入式的图形界面支持系统MiniGUI进行控制界面设计。MiniGUI是一个基于窗口和事件驱动编程轻量级图形用户界面支持系统,其占用资源少、移植性好、可配置性好、适用平台广泛。为了提高程序之间的通讯效率,采用MiniGUI-Threads线程模式来运行程序,其程序入口为MiniGU-IMain()函数。        在初始化主窗口函数IniMtainWindow()中,定制了主窗口的风格、大小、鼠标、菜单创建函数、窗口过程函数、托管窗口等;通过CreateMainWindow()和ShowWindow()分别将窗口以及窗口上的控件创建并显示出来;之后便进入消息循环,通过GeMtessage()函数不断获取消息,经由TranslateMessage()将虚拟键消息转换为字符消息,再通过DispatchMessage()将消息发往指定的窗口进行处理,直到GeMtessage()获得的消息为MSG_QUIT。主窗口中的控件用Create-Window()函数来实现。为了避免主窗口过程函数极度膨胀,减少主窗口过程函数中switch语句的层数,对于主窗口中的控件消息的响应,采用通知回调函数SetNotificationCallback来完成。如:SetNotificationCa-llback(hWnd,mNotifyProc),指定hWnd句柄指向的控件回调函数为mNotifyProc(),在mNotifyProc()中定义该控件要执行的操作。通过CreateMenu()函数来创建主菜单。对于普通对话框用DLGTEMPLATE类来进行定义,然后通过CTRLDATA类定义对话框中的控件。如:        staticDLGTEMPLATEmyDlg={};//指定对话框的风格、尺寸、控件个数等
        staticCTRLDATAmyGtrlData[]={{控件1},{控件2},{控件3}...};
        DialogBoxIndirectParam(&myDlg,hWnd,yDlgProc,(LPARAM)kg);//指定对话框过程函数
        另外作者还利用MiniGUI扩展库中的时间对话框模板DLGTE-MPLATE和带旋钮的对话框myWinHelpMessage实现了日期的修改以及帮助文档的显示。
2.3    输入、输出设备驱动程序开发
        不同目标板的图形显示和输入设备类型或者数量不同,必须辅以正确的驱动程序才能使设备正常运行。对此,MiniGUI引入了图形抽象层(GAL)和输入抽象层(IAL),只需针对具体平台进行驱动接口的开发,便可实现设备的驱动[6]。MiniGUI通过定义INPUT和GFX数据结构来分别表示所有可能的输入和输出设备,这两种数据结构分别给出了输入和输出设备可能拥有的参数和操作函数。在此基础上便可针对具体的硬件连接进行驱动程序的开发。
2.4    操作系统的选择
        在满足系统需求的前提下,为了保证系统中各个任务响应的实时性,同时节约系统资源,作者选用LC/OS-II来协调运行各个任务。由于要求控制界面应能实时反映当前系统运行状况;同时又不影响系统对其他重要任务响应的实时性,在此使用线程模式来运行控制界面。这样不仅可以降低开发和维护的开销,也可以加快用户接口的响应速度。具体做法是在操作系统初始化完成之后和启动之前,创建一个线程来运行MiniGUI。操作系统中MiniGUI和其他任务之间的数据通信,采用操作系统的消息邮箱来实现。将移植好的MiniGUI编译成一个库文件(MiniGUI_Lib1a),然后连同操作系统接口POSIX线程库(Libextc1a)一起添加到系统中进行交叉编译。3    系统调试
        对于开发过程中程序的调试,一般采用两种方法:(1)直接在ADS中对LC/OS-II和MiniGUI库以及开发的人机界面源程序进行编译,然后下载到微处理器的外围Flash中进行调试,通过开发板上的显示设备来判断程序运行情况,这种方法的缺点是耗时长,优点是所见即所得;(2)在PC机上利用MiniGUI在Windows的开发包(只需PC机上安装有VC++)进行开发,运行的结果可以通过wvfb模拟器观察到。开发完成后只需做很少修改,然后在ADS下编译后,便可移植到微处理器中[8]。这种方法是当前的主流开发方式,从VC++环境到ADS环境只需将#include改成#include"xxx1h"、并添加#include"MiniGUI_config1h"即可。控制界面开发完成后,将系统源文件在ADS中进行交叉编译生成*1axf文件,然后通过jtag调试接口将*1axf文件下载到立式注塑机目标板,便完成了整个控制系统的开发。
4    结语
        作者在分析精密注塑成型过程中各个环节要求的基础上,以LPC2294为主控芯片,运用fuzzyTECH设计了模糊控制器,结合传统PID技术,实现了立式注塑机温度、压力、注射速度参数的模糊PID控制;并以MiniGUI为平台,设计了立式注塑机的控制系统界面以及输入输出设备的驱动程序。与传统立式注塑机控制系统比较,该系统控制精度能够满足精密注塑制品的成型质量要求,并且具有高效、稳定、占用资源少、操作方便等特点。

【返回】