基于PIC单片机的AGC下位机系统设计和实现.pdf

燕山大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明:此处所提交的硕士学位论文《基于PIC单片机的AGC下位机系统设计及实现》,是本人在导师指导下,在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。据本人所知,论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签字:日期:年月日燕山大学硕士学位论文使用授权书《基于PIC单片机的AGC下位机系统设计及实现》系本人在燕山大学攻读硕士学位期间在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有,本人如需发表将署名燕山大学为第一完成单位及相关人员。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本,允许论文被查阅和借阅。本人授权燕山大学,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文,可以公布论文的全部或部分内容。保密□,在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日万方数据I摘要随着国民经济的发展,各行业对板带材的精度提出了越来越高的要求,然而我国的许多中小型钢铁企业还沿用着比较陈旧的轧机,这些轧机都面临着控制设备改造。本文旨在设计出一种可以代替昂贵的西门子控制设备的基于微控制器的AGC系统。依据AGC控制器恶劣的工作环境,通过查询大量资料,比较了几种系列单片机的抗干扰性能,最终选定了PIC单片机进行AGC控制器的开发。同时,结合FPGA实现了增量式编码器数据接收,并提出了基于FPGA的绝对值编码器数据接收、解码的实现思路。首先,从板带轧制系统对AGC控制器的需求入手,对单片机和模数转换芯片进行合理选型并论证基于单片机的AGC系统实现的可行性。为了进一步验证系统的动态指标,选取HCW650轧机模型为被控对象搭建实际电路模型,进行AD、DA闭环测试,采集实验数据证明系统的动态指标完全满足要求。其次,选取FLEX10K系列FPGA完成增量式编码器的数据接收工作。鉴于增量式编码器输出的数据脉冲易受到干扰而造成错误计数的现象,编写FPGA程序时采用状态加减法实现。经QuartusII软件仿真和实际实验测试,FLEX10K10A完全能够完成对增量式编码器的数据接收任务,并能将相应的计数数据传递给单片机。最后,提出了基于FLEX10K系列FPGA的绝对值编码器数据接收、解码实现思路。通过将数据接收、解码过程划分成为不同的子功能模块,可以有序的实现编码器数据采集工作。经过QuartusII软件开发平台进行了仿真,证明了功能模块划分思路的可行性。关键词 AGC;PIC单片机;FPGA;增量式编码器;绝对值编码器;万方数据IIAbstract Along with the development of national economy, the precision demand of board strips is increasing all the time, while, most small steel factories still utilize the outmoded rolling mill which need technological improvement urgently. This paper aims to design one sort of micro-controller based AGC system which could replace the expensive SIEMENS controller device. According to the hard working circumstance AGC controller faced, PIC micro-controller has been selected because of the parison between several brands single chips. Also, to receive the incremental encoder signal, FPGA has been applied and another method has been put forward according to the absolute encoder signal receive. First, from the requirement of AGC system to AGC controller, the reasonable selection and reliability of single chip has been put forwar