變電站設備木板包裝箱金屬邊帶加工控制系統上位機程序開發設計

王昭雷+王建樹+許磊

摘 要：在木板包裝箱邊帶加工控制系統中，上位機采用VB系統編程，以電子尺形式顯示加工信息，提出了一種自動排列沖齒和插齒的控制算法。文章詳細闡明了上位機的程序流程，為上位機加下位機控制系統提供了新的控制方法。促進了木板包裝箱邊帶加工控制系統自動化的發展。

關鍵詞：邊帶機；程序流程；上位機

1 概述

變電站設備的運輸需要考慮便捷和安全，基于此種考慮邊帶的木板包裝箱被大量使用。邊帶箱由木箱邊緣嵌入金屬邊帶的加工方式制作而成，邊帶由鍍鋅板材經液壓沖出齒狀或孔狀結構，每個邊帶箱由六塊膠合板組合成六個包裝面。在邊帶箱加工控制系統中，如果手動控制調整沖齒和插齒的位置，不僅麻煩而且容易引起誤操作，因此在系統上位機控制策略中提出了一種自動排列沖插齒算法，使之自動完成沖齒和插齒的排列，提高生產效率。

上位分采用面向對象的Visual Basic 6.0，在VB中提供的串行通信控件MSComm，為實現上位機與現場各種設備進行通信提供了一種有效途徑[1]。邊帶加工的下位機一般使用PLC控制，也可以用單片機控制步進電機實現需要的控制效果。步進電機已廣泛應用于位置與速度控制中[2]。由于整個系統的反饋部分由編碼器實現，因此系統驅動部分只需利用步進電機即可實現控制。

2 上位機軟件程序設計

在一個控制系統中，上位機完成生產配方的生成與調整，并監控下位機的運行狀態，當下位機出現故障時及時報警并發出相應操作命令，將系統的諸如齒孔間距、機架參數、單位脈沖數等基本信息賦值給下位機。為實現鋼帶配方數據的生成和對控制回路進行監控，本課題利用Visual Basic編寫了監控系統軟件，該軟件實現的主要功能包括控制現場設備的啟停、配方數據的加工處理、配方數據的生成、配方數據的調整與可視化、系統設備調試、齒參數的設定與配準、機架參數的設定、生產計劃的生成與調整等。為了保護知識產權，監控系統配有硬件加密狗，只有在有硬件加密狗的情況下軟件才能啟動與運行，采用AES加密算法實現軟件的識別與保護。配方圖中，拖動下面的滑動條可以直觀地查看一個完整的配方中所有要加工的部分所在的位置，即拖動滑動條相當于拖拉格尺。

生成配方的過程中，關鍵問題是沖齒和插齒的位置擺放，我們設定了兩種排列模式，一是手動模式，二是自動模式。根據一個配方的總長度確定齒的個數，然后等距離擺放，根據齒的位置我們可知，只有在剪角和切斷的位置可能存在齒與剪角或切斷的交叉，存在交叉會破壞剪角和切斷位置的完整性，雖然不影響使用但影響美觀。在手動模式下我們設計為通過配方配置信息框中的剪角和切斷的位置來快速排齒，即鼠標點擊剪角或切斷的表格框，配方圖會自動跳轉到相應的位置，進行快速排列齒位置，如圖2所示。在沖齒和插齒的中心會存在一個向上的箭頭，當該箭頭出現時我們可以通過上面的滑動條拖動該齒的位置。

為了提高自動化水平，我們提出了一種自動排放沖齒和插齒的方法。從齒的位置來說，影響自動放置的主要因素：一是剪角的位置，即齒可以處在剪角的空隙中，但不能使齒與剪角的邊緣有交叉，這樣會破壞剪角形狀的完整性；二是沖齒與沖齒之間不能有交叉，交叉情況下影響齒的合理分布也不美觀；三是齒與切斷位置的關系，最后一個齒的位置一定要處于最后一個切斷位置的前面，且齒與前兩個切斷位置之間不能有交叉。為了達到上述自動排列所追尋的規則要求，我們通過以下迭代方式實現，如圖3所示。

自動排列算法中，最小和最大容許間距為給定值，不同功能的箱體要求不同。沖齒的位置為六個齒的中心點，插齒的位置為兩個齒的中心點。如果兩個剪角或切斷位置間經多次調整仍有非法齒時，說明排列失效，此時可以插入一個插齒后重排。

3 結束語

本文給出了基于VB上位機編程的木箱邊帶加工方案。上位機應用電子尺直觀顯示配方的加工信息，給出自動排列算法，實現了沖齒和插齒等關鍵工序的自動排列。上位機控制流程決定了整個控制系統的運行基礎。為促進邊帶木板包裝箱加工的自動化發展提供了有力保障。

參考文獻

[1]馬龍博，鄭建英.基于組態王和VB的智能儀表實時監控系統[J].自動化儀表，2008，29（8）.

[2]白玉，劉冰，李智.基于Cortex-M3處理器的步進電機控制系統[J].電子科技，2014，27（10）.