工程機(jī)械設(shè)備管理系統(tǒng)

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 　　工程機(jī)械設(shè)備管理系統(tǒng)具有如下的功能模塊：

 　　一、環(huán)境模塊

　　環(huán)境模塊涉及系統(tǒng)工作的一些外部參數(shù)，如溫度、濕度、振動(dòng)、沖擊以及負(fù)載因素等。這些參數(shù)將影響整個(gè)系統(tǒng)的工作性能。它們在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中構(gòu)成了一系列的參數(shù)邊界。系統(tǒng)必須在這些參數(shù)邊界范圍內(nèi)生存和工作。任何一臺(tái)儀器設(shè)備，在恒溫下工作和在車間.工作以及野外工作，其環(huán)境條件顯然存在著巨大的差別，因而對設(shè)計(jì)的技術(shù)要求也是極不相同的。所以，對環(huán)境模塊的各種參數(shù)要求，必須強(qiáng)調(diào)實(shí)際應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，例如，例行試驗(yàn)條件等。

　　二、機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊

　　1、機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊代表工程機(jī)械遠(yuǎn)程管理系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)零部件的物理實(shí)現(xiàn)。它主要涉及材料性能、結(jié)構(gòu)特性、形狀、體積及重量等參數(shù)。機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊的輸入由驅(qū)動(dòng)模塊和環(huán)境模塊定義的條件一起提供的運(yùn)動(dòng)一機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊的輸出由測量模塊接收，并轉(zhuǎn)換為相對應(yīng)的電信號(hào)。由于機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊涉及系統(tǒng)的外貌，它還必須包括美學(xué)元件，應(yīng)具有美觀的造型。

　　2、機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊在機(jī)電一體化系統(tǒng)中有著特殊的作用和功能，例如，改變速度、遠(yuǎn)距離動(dòng)作、力的放大和反饋、速度和力的參數(shù)調(diào)節(jié)、同步傳動(dòng)和傳送物料等。在設(shè)計(jì)中，必須考慮精度、慣量、阻尼、摩擦、間隙等參數(shù)要求，符合靜平衡、動(dòng)能最小等設(shè)計(jì)原則。

　　三、測量模塊

　　1、測量模塊涉及采集有關(guān)系統(tǒng)狀態(tài)和行為的信息，由傳感器、調(diào)理電路、變換電路等組成。輸入?yún)?shù)是確定機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊性能的物理變量，例如，強(qiáng)度、壓力、位移、速度、力(力矩)以及變形等。輸出參數(shù)是被測量的特征值，如電壓、電流、相位、頻率等。

　　2、對測量模塊的設(shè)計(jì)要求，就是不失真地反映被測物理變量的時(shí)間變化曲線。這里，包含了分辨率、精度、線性范圍、動(dòng)態(tài)響應(yīng)等一系列技術(shù)指標(biāo)。

　　四、驅(qū)動(dòng)模塊

　　1、驅(qū)動(dòng)模塊通常由伺服放大器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)裝置(減速器)、內(nèi)反饋回路以及功率源等組成。在許多情況下，驅(qū)動(dòng)模塊本身就是一個(gè)伺服傳動(dòng)系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)模塊在系統(tǒng)中的作用是改變系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，產(chǎn)生所希望的運(yùn)動(dòng)輸出。它的輸入條件由處理器的輸出指令設(shè)定，指令由所要求的運(yùn)動(dòng)形式定義。

　　2、驅(qū)動(dòng)模塊的設(shè)計(jì)參數(shù)包括運(yùn)動(dòng)形式(直線運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、往復(fù)運(yùn)動(dòng)等)、運(yùn)動(dòng)變量(預(yù)定速度、最大加速度等)、額定力矩、電源功率、效率等。

　　五、通信模塊

　　通信模塊用作工程機(jī)械系統(tǒng)內(nèi)部各模塊之間的信息傳輸。輸入和輸出條件與被傳輸?shù)男畔⑻匦浴⑿畔鬏斁嚯x以及工作環(huán)境有關(guān)。遠(yuǎn)距離傳輸多數(shù)采用光纜。在車間環(huán)境下工作，為防止電噪聲干擾，紅外通信用得比較普遍。

　　六、微處理機(jī)模塊

　　1、微處理機(jī)模塊在系統(tǒng)中負(fù)責(zé)處理由測量模塊和接口模塊提供的信息。輸入?yún)?shù)包括被測量的反饋量和與系統(tǒng)運(yùn)行有關(guān)的設(shè)定參數(shù)，如行程、工作速度等。微處理機(jī)模塊的輸出，一部分是決定驅(qū)動(dòng)模塊的工作狀態(tài)，另一部分是供給接口模塊的信息，反映系統(tǒng)當(dāng)前的工作狀態(tài)。

　　2、對微處理機(jī)模塊的設(shè)計(jì)要求取決于原始的系統(tǒng)功能，例如，控制機(jī)器人手臂、監(jiān)控機(jī)器性能等。由控制和監(jiān)控的具體功能所要求的傳感器和執(zhí)行器，可以決定微處理機(jī)的輸入/輸出數(shù)目和形式。根據(jù)將要實(shí)現(xiàn)的功能的數(shù)量和復(fù)雜程度，可以決定合適的中央處理器(CPU)以及存儲(chǔ)器的容量和速度。

　　七、軟件模塊

　　1、軟件模塊包括系統(tǒng)的操作指令和預(yù)先定義的各種算法，負(fù)責(zé)控制微處理機(jī)模塊工作。軟件模塊的特性和形式與所選用的微處理機(jī)模塊密切相關(guān)。軟件模塊的質(zhì)量對機(jī)電一體化系統(tǒng)的柔性和智能化有著巨大的影響。

　　2、軟件編程有匯編語言和高級(jí)語言，或者兩種語言的混合編程。一般輸入/輸出接口的子程序采用匯編語言，運(yùn)行速度較快。系統(tǒng)軟件可以采用高級(jí)語言編程，以縮短開發(fā)周期。

　　八、接口模塊

　　接口模塊在系統(tǒng)內(nèi)主要用于各級(jí)之間的信息傳遞。在最高級(jí)，必要的人機(jī)接口用來傳遞用戶信息。在設(shè)備層，輸入/輸出接口用來傳遞傳感器和執(zhí)行器的信息輸入/輸出接口的形式與所傳遞的信息特性有關(guān)。例如，模擬量用ADC和DAC，邏輯電平用并行I/O口，計(jì)數(shù)量用可編程計(jì)數(shù)器等。