基于OPC技术的伺服控制

上海交通大学

硕士学位论文

基于OPC技术的伺服控制

姓名：姜尚坤

申请学位级别：硕士

专业：控制理论与控制工程指导教师：陈坚

20060101

上海交通大学工学硕士学位论文

基于OPC技术的伺服控制

摘要

本论文是基于罗克韦尔自动化的Kinetix系统为对象，开发图形识别程序，OPC客户程序以及伺服控制程序从而实现对两轴绘图工具的精确控制。

本论文首先实现对图形坐标进行读取的：对于实时绘制图形通过用户选择的控件以及用户鼠标的移动来确定，而对于预先画好的图形则通过边缘检测的方法来读取图形的坐标。

然后在论文中通过编写的OPC客户程序，实现将系统读取到的坐标依次写到伺服控制器中。

本文最后实现在Kinetix系统上，根据通过OPC通讯传送来的用户设定的坐标值，编写伺服控制程序来实现对两轴绘图仪的驱动，从而绘制出用户要求的画面。

关键词Kinetix，边缘检测，OPC，现场总线

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上海交通大学工学硕士学位论文

Servo Control Based on OPC Tecnology

ABSTRACT

This paper takes the Kinetix system of Rockwell Automation as Object. It mainly introduce how to develop the identification of graphics, OPC client program and Servo Control program to realize the accurate control of two axis drawing device.

First, the paper works out the problem which is how to identify the graphics and how to transfer them to coordinates: For the real-time graphics, we get the coordinates by the controls used by users and the movement of mouse; for the completed graphics, we get the coordinates by edge detection.

Secondly, the paper develops a OPC client program to communicate with RSLinx OPC Server so that the system can transfer the coordinates from computer to the sevo-controller.

Finally, the paper develops a PLC program to drive the two sevo motors to realize the accurate control based on the coordinates transferred from the Computer by OPC technology.

Keywords Kinetix, Edge Detection, OPC, Field Bus

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上海交通大学工学硕士学位论文

上海交通大学

学位论文原创性声明

本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

学位论文作者签名：姜尚坤

日期： 2006年 1 月 20日

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上海交通大学工学硕士学位论文

上海交通大学

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

保密□，在年解密后适用本授权书。

本学位论文属于

不保密□。

（请在以上方框内打“√”）

学位论文作者签名：姜尚坤指导教师签名：陈坚

日期： 2006年 1月 20日日期： 2006年 1月20日

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第1章绪论

1.1现代工业控制技术的发展与现状

工业控制自动化技术是一种综合运用控制理论、仪器仪表、传动机械、计算机和网络信息技术的科学技术。它在工业生产过程中实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到提高生产效率和产品质量、降低成本消耗、确保安全保护等经济和技术的要求。工业控制自动化技术主要包括工业自动化软件、硬件和系统集成三大部分，并依赖这三个方面技术的快速发展而不断地取得惊人的成就，同时又因为自动化技术在国民经济中的重要地位，对自动化技术发展的不断要求同时促进了计算机软件技术、硬件技术和系统工程以及计算机通信和网络技术的快速发展。

纵贯工业控制自动化技术的发展历史，我们可以发现在20世界40年代前后，大多数工业生产过程还处于手工操作阶段，因而生产效率十分低下。而在40年代后，工业控制自动化技术的发展速度加快。50年代前后，基地式仪表和单元组合式仪表被普遍采用，在过程控制领域，控制的参数主要是液位、温度、压力、流量，工业控制理论主要是利用经典控制中的频率法和根轨迹法，用于解决单输入单输出系统的定值控制和综合分析。从60年代开始，得益于电子技术的发展，仪表采用气动和电动结合，计算机也开始应用于工业控制领域，同时控制算法中复杂算法例如前馈控制和选择控制在工业中取得了很好得应用，同时现代控制理论也开始产生并不断发展[1]。

到了70年代中期，因大规模集成电路技术和微处理器技术的发展，集散控制系统DCS开始出现，标志着一个新的工业控制时代的开始。在DCS系统中，以往集中的体系结构的有效性问题得到了很好的解决：一方面，它将控制分散在几个较小型的控制器中，这样一个故障只会影响这个系统的一部分；另一方面，可以更好地组织组态，用户可以分开管理针对各个独立单元地组态和控制器。

一个DCS系统通常有多达4层地不同网络，每层都有其不同地技术，即：设备、I/O子系统、控制器以及商务和全厂地集成。所有这些硬件及网络地层次使系统变得相当复杂而且昂贵[3][4][5]。