IPC技术范文（精选8篇）

IPC技术 第1篇

目前国内主流包装机如ZB25软盒包装机和ZB45硬盒包装机均采用电路板形式或者相结合的形式,由于电气结构复杂、元器件老化,故障率高等因素,影响了烟厂的生产效率和产品质量。ZB48包装机针对ZB25ZB45包装机组的特点,结合当今工控领域的最新的IPC控制技术,采用德国倍福的IPC模块,取代现有各类电路板作为控制核心,并采用Ether CAT快速工业以太网完成各子站的通讯,完成包装机各部分的控制、检测功能。该系统性能稳定,运行可靠,极大地提高了产品质量与生产效率。ZB48包的装机组电气控制系统的控制器线系采用基于IPC的控制系统,工业控制总线采用PROFIBUS和ASI总线,驱动系统采用德国Elau的伺服控制系统和MC4驱动器。

1 ZB48包装机组电气控制系统组成

ZB48包装机组电气控制系统由机械部分、动力部分、传感检测部分、执行部分和控制及信息处理等五大部分组成。五大部分完成原辅材料的输送、包装、成品输送、废料剔除及信息管理等任务。ZB48包装机机组由YB48型硬盒包装机、YF711型商标纸堆垛输送装置、YB518型盒外透明纸包装机、YB618型硬条及条外透明纸包装机及YF64型盒包储存器组成。

ZB48机组电气控制系统正是采用了基于IPC控制技术的开放式自动化系统, 可满足烟草包装机大容量的检测点配置、 快速的响应时间、多样的控制方式等控制要求。ZB48机组电气控制总线系统结构如图1.

由图1所示ZB48包装机组中, YB48型硬盒包装机,YF711商标纸堆垛输送装置,YB518型盒外透明纸包装机, YB618型硬条及条外透明纸包装机四个单机各配置一个倍福CP6500控制器,该控制器是基于Intel平台的标准硬件配置组成,运行微软Windows XP Embedded操作系统,采用实时控制软件Twin CAT作为控制,总线耦合器BK3150连接各个从站, 各个单机之间通过标准协议的PROFIBUS总线电缆进行连接和通讯,完成各种生产信号的传输。YB518与YB618之间是通过YB518机器中的ELAU C400伺服控制器进行连接的。而YF64型盒包储存器没有自己的控制器,它作为YB48单机控制系统的从站点存在于整个YB48型硬盒机的控制系统中。

ZB48包装机组中YB518盒外透明纸包装机伺服控制系统采用C400系列伺服控制器,MC4驱动器,以交流伺服电机作为驱动元件,以速度或位置作为被控对象,通过虚拟主轴技术实现对电机速度和位置的精确控制,最终达到各电机的速度、位置同步的目的。

ZB48包装机组电气控制数据采集通网络由IPC控制器,有源网络集线器HUB,RJ45接口的8芯双绞线构成。机组中YB48,YF711,YB618均通过黑色RJ45接头的双向网络电缆直接连接到有源HUB上,其中YB518和YB618是通过红色RJ45接头的单向网络电缆连接ELAU C400伺服控制器。此工业以太网络系统可提供用于工厂对机组的生产状况监控以及数据采集使用。如图2所示。以太网络结构形式为星形结构。

2结束语

基于IPC技术的ZB48包装机组具有软硬件的开放性、性能高、稳定性强、高速实时性强。相比PLC为核心的电控系统, 采用IPC控制技术及工业控制总线技术的ZB48包装机组整个产品的技术性能、 功能和水平都有很大升级,为每分钟800包的卷烟生产能力提供了高效的控制、生产、检测、通讯的保障;同时大量采用交、 直流伺服驱动系统后去掉了大部分的齿轮机构,简化了机械结构,提高了机械运动执行的速度和精度,提高了整机的自动化水平,降低了操作者的劳动强度.ZB48包装机组电气控制的集成化、智能化、网络化、柔性化将成为未来国内包装机械发展的主流。

摘要：目前国内主流烟草包装机控制系统均采用PLC与电路板相结合的形式,由于运行速度慢、可靠性低、故障率高影响了生产效率和产品质量。而基于IPC技术的ZB48包装机控制系统具有集成化、智能化、网络化、柔性化等优点。ZB48包装机的控制系统是现代先进控制理论和控制技术的典型应用,代表着未来自动控制技术的发展方向。

IPC技术 第2篇

在现行WTO规则下，发展中国家可以享受一些特殊和差别待遇，但并未规定发展中国家的标准，而由成员自我声明是否是发展中国家，目前148个成员85％以上都是发展中国家。

美欧在WTO多哈谈判中要求对发展中国家除联合国已有定义的最不发达国家外重新分类。表面的理由是发展中国家应按不同经济发展水平承担WTO义务，但实际上是企图把发展中国家分成三六九等，矛头指向包括中国在内的经济发展较快的发展中国家，剥夺它们享受特殊和差别待遇的权利，最大限度打开这些国家的市場。由于在多哈框架协议谈判中包括我国在内的发展中国家的坚决反对，美欧的这一企图未能得逞。但与此同时，也有一些发展中国家认为，的确存在着一种不公平的情况，即像韩国这样富裕的OECD成员自我指定为发展中国家，导致人均收入超过9000美元的国家与人均收入不足1000美元的国家在WTO享受同样的特殊和差别待遇，也导致发达国家在多边谈判中不愿继续给予发展中国家特殊和差别待遇。

IPC具体建议将发展中国家分为三类：最不发达国家，低、中收入发展中国家和高、中收入发展中国家。（1）最不发达国家(LDCs)指其GDP人均收入在900美元以下、人力资源匮乏、经济脆弱；（2）低、中收入发展中国家指其GDP人均收入在901和3035美元之间；（3）高、中收入发展中国家则收入在3035美元和9385美元之间。每一组的国家应该根据它们各自的能力在农业市场准入、国内支持和出口竞争上承担相应的承诺（见附件）。

IPC认为该分类方法可使发展中国家的特殊和差别待遇更加准确、有效并具有操作性。在农产品市场准入方面，高、中收入发展中国家除了享受更长的实施期外，应与发达国家同样削减关税和承诺同样的市场准入水平，低、中收入发展中国家可履行较低的承诺，并享受较长的实施期，最不发达国家则免于履行承诺。

IPC技术 第3篇

一、学科化云服务平台的问题

虽然基于云的学科服务平台为图书馆开展学科化信息服务带来了诸多好处, 但是在实际应用中依然存在一些问题。

1. 网络连接不畅。

在国内, 高校图书馆的服务对象主要是学校师生, 服务的网络以教育网为主。传统的图书馆服务系统架设在校园网络环境中, 而基于云的学科服务平台, 其基础设施大多建设在教育网以外, 甚至于国外。Lib Guides平台的服务器架设在美国, 图书馆用户在享受图书馆信息服务的时候是从云服务商那里获取的资源。当某些时段不同网段间的访问量较大, 那将大大降低访问速度, 从而影响用户浏览体验。

2. 系统本地化开发受限。

由于系统平台采用租用形式, 因此云服务商给予的权限只能在平台的部分内容上进行修改, 而对于系统框架及功能上无法进行二次开发和拓展, 从而阻碍了系统个性化和本地化的改造。这对于某些个性化较强的学科而言, 学科信息的建设受到一定限制。

3. 中文字符的支持不足。

就图书馆引进的一系列国外系统平台 (如图书馆管弹系统) 而言, 都存在一定的中文字符支持不足的情况, 在图书馆引入国外优秀云服务平台的时候, 也同样会遇到此类问题。由于Lib Guides是国外的云服务产品, 开发人员并未注重中文字符的支持情况, 以至于在实际应用中会遇到一些问题。 (1) 字符集的问题。系统平台大多基于Unicode开发, Lib Guides也是如此。但是在中文的显示方面会遇到无法显示、字体大小不对、版面错位等问题。究其原因是因为中英文的显示大小不同 (英文多为em格式, 而中文多为px格式) , 字体不同, 所占用网页代码中的div或table的空间不同所致。当遇到此类情况, 只能请服务商逐个解决。 (2) 中文字符搜索。Lib Guides是基于全英文的网站平台进行开发与设计的, 在系统设计之初并未对中文的检索功能进行深入分析与开发, 故在中文检索效果、对中文的切词等方面差强人意。

4. 中英文翻译。

由于Lib Guides是以英文为基础的平台, 因此当图书馆定制该平台云服务后, 将对整个系统所有界面内容进行翻译, 在翻译页面过程中会遇到部分基础页面无法进行修改的情况, 这将使得页面的显示变得中英文混合存在, 影响页面整体表现形式[1]78。

二、桌面云技术

2012年, 云巢推出了一款名为IPC的应用。这款应用的核心技术是由云巢科技自主研发的桌面云技术, 在技术和结构上有较为明显的创新和进步, 有效地提升了IPC桌面云系统的数据安全性, 增强了对系统的数据保护, 降低了对系统的运维成本。IPC对终端硬件的要求很低, 高校图书馆可以利用现有的PC作为终端, 只需要提供服务器, 便可以将原有的PC升级为顶级配置的虚拟PC, 其性能相当于4核CPU、4G内存的台式机。随着技术的提升, 硬件性能将得到进一步的提升。IPC的特点及其应用价值具体表现在以下几方面:

1. 降低硬件成本。

对于高校而言, 发展学科化服务平台最大的障碍不在于技术, 而在于硬件及其后续高额的维护费用。如果高校购买IPC应用, 高校可以在不替换现有硬件的基础上, 构建出一个高性能的网络系统。只要在电脑上安装IPC客户端, 便可以接入到服务器上的IPC, 以此访问自己的虚拟PC, 而虚拟PC的性能能够达到物理PC完全一致的用户体验, 并在长期使用后仍能保持平稳的性能。IPC产品平均每用户的购买成本仅为500元人民币, 相当于物理PC购买成本的六分之一。而引入类似于Lib Guides这样的云服务系统, 则需要上百万人民币。对于西部欠发达地区的一些高校而言, 这可以说是一个天文数字。

2. 信息安全。

在IPC环境下, 数据的计算以及存储都是在服务器上进行的, 用户数据是以镜像文件的形式存储在分布式存储系统中的, 用户的所有操作, 本质上都是对镜像文件的操作。服务器会对所有的镜像文件进行自动备份。当用户的镜像文件出现故障时, 用户可以向管理员发送恢复请求, 由管理员快速恢复用户镜像文件, 以保证用户数据不丢失, 保证用户正常使用, 整个过程方便快捷, 无需额外成本。采用这种计算方式, 所有的数据都被统一存储在服务器上, 从而实现了针对数据的集中管控、统一维护、统一升级病毒库。IPC从用户终端安全、接入安全、传输安全、虚拟PC隔离、镜像安全、数据安全、架构安全、行为管控、管理审计等方面综合考虑, 构建了系统化的安全体系, 极大提升了高校图书馆的信息安全, 降低了数据保护、系统维护的成本[2]64。

3. 统一运维。

对于高校而言, 系统后续的运维成本可能是真正抑制高校开展学科化服务的主要因素。传统PC在整个网络中处于一种高度分散化的状态, 很难实现统一的运维。因此, IT管理员的工作非常繁重, 一旦出现大规模的硬件故障, 很难及时修复。同时, 高校由于缺乏必要的管理人才, 往往要依靠专业的网络公司负责处理, 必然就需要增加额外的开支。而在IPC系统中, IT管理员不需要亲临现场, 可以采用远程操作的方式。IPC的服务器可以由网络公司托管, 每年只需要支付很少部分的管理费用。这样, 不仅节省了人力成本, 而且提高了整体的工作效率。此外, 传统PC的耗电量是非常巨大的。以一台普通的台式机为例, 其平均耗电量为230W, 即便处于空闲状态, 耗电量也在100W左右。按照每天使用10个小时, 每年240天工作来计算, 每台计算机桌面的耗电量在600到800度左右, 耗电量非常惊人。而采用IPC以后, 每个客户端的电量消耗在15W左右, 算上服务器的能源消耗, 整体算下来的能源消耗只相当于台式机的20%, 极大降低了IT系统的能耗, 是真正的绿色节能的解决方案。

三、基于桌面云技术的学科化服务平台建设

学科化服务是高校图书馆信息服务的重要手段, 也是当前高校图书馆信息服务发展的趋势所在。打造高效的学科化服务平台, 对于从整体上提升图书馆的信息服务质量具有十分重要的意义。

1. 系统结构。

引入IPC之后, 图书馆只需要采购一台服务器, 并且在现有的物理PC上安装IPC应用, 便可以简单轻松地实现学科服务平台的建设。从系统服务结构上来看, 学科服务平台系统主要分为以下几个层面: (1) 主题层面。根据图书馆学科服务的需求及学科, 可以划分成不同的主题。用户可以通过RSS及浏览器获取网络资源。 (2) RSS获取。通过定制, 可以获取相关学科资源网站的RSS信息, 并通过Box模块将其显示在系统平台上。 (3) 浏览器获取。学科馆员只需要安装相关的浏览器功能插件, 当学科馆员在网站上找到有价值的学科资源时, 点击浏览器上的“Post to Lib Guides”按钮, 就能将该内容的链接添加到平台中, 类似于豆瓣、饭否、嘀咕、Flicker的分享, 这对学科馆员集中馆内外相关学科资源非常实用。

2. 提供个性化的服务。

随着Web2.0工具的普及, 越来越多的高校学生热衷于定制和分享自己所看到的信息以及自己的想法。由于IPC所提供的多元化网络接入方式, 能够在同一时间支持更多的移动终端, 从而打破图书馆自身硬件设备数量不足的问题。这将意味着, 今后图书馆主要的投入不再是硬件, 而是服务。如何为高校图书馆用户提供更为个性化以及多元化的信息服务, 将是图书馆未来主要思考的问题。此外, 系统平台上集成了如Meebo、Plugoo、AOL, Yahoo IM、MSN Messenger等多种通信工具。用户可以使用界面上的即时通信工具, 与馆员进行实时交流, 随时随地获得参考咨询服务, 这有助于用户在需要帮助时及时获得馆员的帮助[3]32。

3. 提供统计资源。

系统提供统计功能, 学科馆员可以追踪平台上的链接和文献的使用情况, 这非常有助于图书馆了解资源的使用情况, 并对用户的兴趣爱好及资源的关注度进行统计。当学科馆员在平台中添加了信息资源链接后, 系统将每月多次自动检查链接是否失效, 如果失效的话, 那么系统会自动创建一个失效链接报告, 此项功能节省了馆员维护指南中信息资源链接有效性的时间。

桌面云技术的应用, 对于突破硬件限制, 尽快实现学科化服务平台的硬件建设具有十分显著的意义。然而, 值得注意的是, 学科化服务重点在于服务。作为高校, 如何思考为用户提供更多、更为多元、更为个性的服务, 应当是今后工作的重点。

参考文献

[1]陆莉.“211工程”高校图书馆学科服务现状调查与分析[J].图书馆学研究, 2013 (4) .

[2]祝国浩.学科化服务平台建设[J].中华医学图书情报杂志, 2012 (10) .

IPC助力中国PCB由大变强 第4篇

IPC中国会员两年半翻番

IPC是全球业界一个行业协会,服务于6 0多个国家,将近4000个会员。在中国,截止2016年5月会员已经超过6 8 4家,比2012年底的会员数翻番,现在有两位董事来自中国公司——利华科技(苏州)有限公司(Rayval)和麦可罗泰克(常州)产品服务有限公司。

IPC的优势是在全球行业制定开发电子行业的标准。同时也支持政府。除了标准,IPC还有一些针对标准的培训和专业活动。IPC存在的价值和目的就是帮助电子行业有更多的盈利能力,走得更远。

IPC今年也第一次把全球的焊接竞赛决赛放在中国举办,说明中国的重要地位。之前焊接竞赛是在美国举办的。

PCB增速是GDP的两倍

目前PCB市场大概600亿美元,虽然增长速度放缓,但是仍然还是增长的,未来增速应该是正常GDP(国内生产总值)的两倍。可见PCB的市场需求越来越大,虽然电脑市场趋于饱和,但是每人可能有一两部手机及一些可穿戴设备,因此这些新兴的高技术含量的产品有力推动了PCB市场的增长。

在技术方面,由于元器件越来越小、越来越精细,PCB也会随之变小和变精细。未来可能把元器件嵌入到PCB里去。柔性制造正在兴起,比如可穿戴用的柔性板/软板等。还有新技术—印刷电子,和传统PCB不同,其是透明电路,可放在眼镜等可穿戴设备上。2015年IPC就推出这方面的标准。

PCB业最大的挑战是什么?很多PCB板厂是孤立的个体,在应对投资回报率等是很大的挑战,若跟不上新技术就被淘汰了,你跟上了新技术还要抓准它并投资进去,要花非常多的钱。因此技术的前瞻性和技术的变化能不能跟得上,就是最大的挑战。

焊接竞赛鼓励工匠精神

IPC的焊接竞赛是国际性比赛。在中国举办决赛有两个意义,第一,中国是世界上最大的电子制造基地,全球电路板业务占41%。第二,IPC今年在中国深圳举办APEX展会,所以焊接竞赛决赛也移师中国。

现在表面贴装设备(SMD)很盛行,为什么还要举办手工焊接比赛?举个计算器的例子,1+1等于几一算就出来,很简单,但是背后的逻辑关系实际上是需要技术的。设备也是一样,你可能给机器编程很快就贴出来了,但你知道器件应该怎么贴、偏移多少是不能接受的?这些需要标准。因此机器是要靠人管理的,所以人的能力很重要。“我们拜访过一些大公司,有时问到具体技术时,工作人员的回答模棱两可,无法掌握要点,说明他们没有能力做高要求的产品。”

另外,尽管现在80%是机器生产,但剩下的20%业务还是要留住人才的。尤其航空航天等领域,有些高要求的产品人做得比机器好,焊接大赛可以给员工一个学习和展示的机会。

IPC与其他标准互为配合

IPC技术 第5篇

PLC控制系统以它体积小、可靠性高以及组态灵活等特点在工业控制领域得到了广泛应用。在PLC控制系统组成的中, 一般由上、下位机组成主从式控制系统。上位机则多为工业控制计算机IPC (industrial personal computer, 简称工控机) , 它主要完成工业过程测量、控制、数据采集等工作, 并用于状态显示、报警、报表打印等;下位机为可编程控制器 (programable logical controller 简称PLC) , 完成数据采集、状态判别和逻辑控制等;二者结合实现了对系统的实时监控。这种监控充分利用了工控机和PLC的各自特点, 实现了优势互补, 因而被广泛采用。常规的继电器控制系统, 控制水平低, 老化严重, 电气故障频繁发生, 且处理时间长, 已不能满足稳定运行及生产的需要。山东阳谷特钢钎钢厂于2003年10月投产的离心浇铸控制系统基于这种IPC-PLC 的控制。设备投产后, 系统运行稳定、可靠, 操作简单, 维护、检修方便。

1离心浇铸控制系统概况

1. 1离心铸造的原理

离心铸造原理是将符合要求的钢水 (化学成分、夹杂含量、浇铸温度等符合一定标准要求) 注入高速旋转的铸型中, 在离心力的作用下填充铸型, 经过冷却 (自然冷却或强制风水冷却) 凝固成型。

1. 2离心浇铸系统电气控制部分简介

根据工艺要求, 山东阳谷特钢钎钢厂离心浇铸系统由浇铸部分、取料部分和热锯部分组成, 其电气控制主要包括离心机与清洗小车的速度调节控制、移料与脱模小车的运行控制、热锯以及其他电机的操作控制, 该系统引用IPCPLC控制技术。

方案的设计过程当中, 系统不仅要满足设备工艺操作要求, 也要有利于以后全厂网络建设的需要, 便于把与浇铸生产有关的信息及时反馈到有关管理部门和上一级网络系统。

2系统功能

(1) 在CRT上能够设定浇铸机的运行速度以及上升和下降时间, 使满足工艺要求;

(2) 能动态显示铸机的运行速度, 并记录运行曲线供工作人员查阅;

(3) 在铸造区的操作台上能够实现铸造设备的现场操作;

(4) 在取料部分的操作台上能够实现脱模、移料等操作;

(5) 移料操作方式分自动/手动, 在CRT上切换。自动方式:鼠标点击至各工位取料自动按钮后, PLC启动自动运行程序;手动方式:在操作台上完成移钢小车左右移动以及区料卸料操作;

(6) 在热锯的操作台上能够实现进、退锯以及速度选择等操作;

(7) 主CRT的画面上设有设备故障提示, 并设有声、光报警。

3系统硬件选型

根据离心铸造生产的工艺需要, 结合工厂的实际情况, 下位机选用S7-300系列PLC, 上位机选用研华工控机。系统结构如图1所示。

系统硬件包括如下各部分:

(1) 模块化结构PLC

它包括CPU、DI/DO、AI/AO、电源、通讯等模块及卡槽;

(2) IPC 工控机

配置为PIII 1G CPU, 256MRAM, 40G硬盘;

(3) CRT

14寸液晶显示器, 抗电磁干扰, 画面清晰;

(4) 电气柜

提供电源及离心铸造电气设备的主回路及操作控制回路;

(5) PLC控制柜

安装PLC模块、继电器、端子排等PLC控制系统元器件。

(6) 铸造部分现场操作台2只, 取料、热锯部分各1只。

4系统软件组态

4.1上位机组态

上位机监控软件选用Wincc V5.0, 采用Windows 2000操作系统为平台。通过Wincc, 完成工艺操作过程的图形化监视、数据采集、控制和管理并进行适时操作和监控, 具有极强的交互性、动态显示功能。

4.1.1 建立数据库

建立所有开关量、模拟量的数据库。其间定义各个数据的地址、名称、用途等重要属性。

4.1.2 操作画面的绘制

根据工艺要求, 绘制铸区各个部分的画面, 主要包括:铸区各设备的控制画面、浇铸机运行曲线画面、操作方式的选择等。画面动态显示系统设备的运行状况, 并设有报警提示。

4.1.3 报警系统

在CRT 主操作画面上, 设有系统报警提示, 负责显示系统报警内容, 在操作台上同时设有指示灯显示。

4.1.4 安全设定

为配电工、维修工、工程师设定不同的权限。

4.2下位机组态

下位机的组态软件选用STEP 7 V5.1, 通过STEP 7组态工具进行硬件组态及参数设置, 利用STL/LAD/FBD进行编程。

4.2.1 PLC 模块组态

使用SIMATIC 300定义PLC硬件配置:CPU选型, DI/DO, AI/AO, IM模块的选型及硬件地址分配。

4.2.2 符号编程

编程时的地址有绝对地址和相对地址之分:绝对地址是CPU中直接使用的固定地址;符号地址允许用户用符号进行编程。项目编程按照功能的不同分为各个不同的功能块 (FC/FB) 及功能组织块 (OB) 进行, 并定义各个数据块 (DB) , 在功能块中使用STL/LAD进行变成。STL/LAD二者结合编程直观、简洁, 高效, 编程方便。

4.3上位机与下位机的通讯

PLC通过一个9针的多点接口 (MPI) 连接器/编程口, 点对点连接, MPI网, MPI协议与上位机进行通讯。

5结束语

IPC技术 第6篇

随着电子电气产品环保法规要求及管控的日益严格, 电子电气行业目前高度重视有害物质信息在产品供应链中的传递, 并开发了多种标准格式的有害物质申报工具。其中, IPC 175x工具是最具代表性的标准申报工具之一, 应用极为广泛且拥有良好口碑。但是企业在借助IPC 175x进行有害物质调查以及完成自身申报的过程中, 往往会遇到以下这些问题:供应链中前端的生产企业在向下游进行申报时, 需要进行繁琐的手工填写、容易出现笔误;供应链末端的成品企业在收集申报数据时, 难于确认供应商所提交数据信息的准确性;供应链环节众多, 物料信息沿供应链传递时易出现缺失。

SGS测试报告数据在线一键转化IPC 1752-2 XML文件的功能, 能协助企业轻松解决以上问题。用户登录RSTS数据库后, 只需点击鼠标, 即可将其之前的测试报告自动转化为IPC1752-2 XML文件, 并可在数据库中直接授权给买家下载, 从而轻松完成材料申报。无论限用物质测试报告是由SGS中国大陆或是由台湾地区出具, 无论产品是原材料、零部件或整机, 也无论测试项目是RoHS、卤素、SVHC候选物质或其它限制物质, 用户均可利用此功能方便快捷地将自己产品的测试报告转化为IPC 1752-2 XML文件, 大大提高转化效率。尤其值得注意的是, 因为IPC 1752-2 XML文件及测试报告的递交和提取是通过数据库直接完成, 数据来自SGS专业测试报告, 利用该功能进行申报在避免手工操作带来失误的同时更能增强买家与供应商之间的信任。除了将测试报告自动转化为IPC 1752-2 XML文件, 用户还可以同时手动补充提交产品的某些信息, 实现自动转化与手动输入信息的智能整合。

IPC技术 第7篇

本文介绍一种基于USB接口的IPC远程控制模块。

1 硬件设计

1.1 USB接口设计

开发一个USB设备一般可以分为4大部分的工作:硬件接口的设计、设备固件的设计、主机应用程序的设计和设备驱动程序的设计。

这里以Cypress公司的CY7C68013为例来介绍USB接口电路的设计。对于像CY7C68013这样带有通用微控制器内核的USB控制芯片来说, USB接口电路的设计相对比较简单, 只需要连接好USB接口的4根线就基本可以了。芯片CY7C68013的一个标准的USB接口电路图如图1所示。

如图:左边的USB-B是一个标准的USB接头, 一般设备上用的是B型头。D+和D-两根信号线通过22 (正负5%) Ω的电阻连接到芯片的D P L U S和D M I N U S引脚, 这两个电阻是用作阻抗匹配的。所有的U S B控制器都需要这个匹配电阻, 但是不同的芯片, 所需的阻值不同。另外, CY7C68013芯片内部还集成了一个1.5kΩ的上拉电阻, 将DPLUS线通过开关上拉到VCC, 用来模拟USB设备的断连, 这个功能主要用在该芯片独有的重新列举过程中。此电路中设备用的是外接电源, 所以VCC就没有连接。如果想用总线供电, 则需要将VCC接到一个DC-DC变换芯片上, 因为CY7C68013芯片是+3.3V供电, 而总线电压是+5V, 所以还要经过一个电压变换, 可选用MAX882进行电压的变换。

通常情况下, 按照上面介绍的进行连接就行了, 但是在图1中看到还有一个芯片SN75240。这个芯片是一个噪声抑制器, 是专门为USB接口电路设计的, 用以抑制USB数据线上的瞬时电起噪声。这个芯片并不是须要加的, 但是为了数据的可靠性, 最好还是加上。另外, 还要将USB接头的屏蔽层接地, 这样可以更好地屏蔽电磁干扰, 保证数据的可靠性。

1.2 GSM模块选择

GSM模块我们直接选择西门子SIM548C模块。它是一款四频的G S M/G P R S+G P S模块, SIM548C模块将GSM/GPRS和GPS技术整合在一个解决方案里, 可以帮助您节省硬件成本。SIM548C具备工业标准接口和GPS功能, 可以应用于车载监控等应用。它支持四频GSM 850/900/1800/1900MHz, 支持AT命令控制 (包括增强型AT命令集) 。

西门子SIM548C模块实物图如图2。

2 软件设计

2.1 AT指令

A T指令集是从终端设备或数据终端设备, 向终端适配器或数据电路终端设备发送的。通过发送AT指令来控制移动台的功能, 与GSM网络业务进行交互。用户可以通过AT指令进行呼叫、短信、电话本、数据业务、传真等方面的控制。

本文中的GSM模块与计算机之间的通信协议是一些AT指令集, A T指令是以AT作首, 字符结束的字符串, AT指令的响应数据包在中。每个指令执行成功与否都有相应的返回。其他的一些非预期的信息 (如有人拨号进来、线路无信号等) , 模块将有对应的一些信息提示, 接收端可做相应的处理。

AT指令集合的命令如下。

发送控制关键字=A T+ (控制命令) + (特殊字符)

如:

发送关键字=AT 02312345678;

则表示命令GSM模块拨打0231234578这个电话号码。

本例中因为西门子SIM548C模块支持通用AT指令, 因此我们采用其作为控制关键字。

2.2 程序实现

模块与上位机连接软件实现采用Visual Basic软件开发工具实现。软件一方面接收移动终端发送过来的短信息, 加以分析输出控制信号到被控对象, 另一方面将从检测与转换设备收过来控制结果的信息整理, 发送到移动终端。

在编写程序的时候, 应该注意设置系统通信的协议, 此处我们采用西门子SIM548C模块的基本通信协议, 即传输速率为96800kbp/s, 8位数据位, 1位停止位, 0位奇偶效验位。

程序流程图如图3所示。

程序运行截图如图4。

3 结语

本文主要阐述了基于USB接口的通用IPC远程通讯模块开发的问题, 此设计的IPC远程通讯模块是通用型的, 即所有的IPC都可以用, 兼容性达到100% (非标准特种IPC除外) 。由于结构简单, 价格低廉, 通用性、实用性强, 能够直接或者在稍作改造后用于需要远程自动控制的场合。

参考文献

[1]贾少华.USB 2.0设备的设计与开发[M].人民邮电出版社, 2004.

[2]蔡黎.一种基于GSM网络的通用短信息控制系统设计[J].大众科技, 2005, 7.

[3]萧世文.USB 2.0硬件设计[M].清华大学出版社, 2008.

IPC技术 第8篇

关键词：IPC,PLC,纸币,塑封,多线程

0 引言

在人民币的流通过程中, 千张纸币包装成一捆是银行等金融机构日常业务工作中比较繁重而细致的工作。目前银行大量采用的打捆机在对纸币进行捆扎后存在比较多的问题, 不利于人民币的流通:一是伤币, 打捆机通过对钱捆施加1 000~1 500公斤压力后采用打捆带烫合强制扎紧整型, 因此每捆钱捆最上面一捆钞和最下面一捆钞会有3~5张纸币被勒伤, 伤币率在0.6%~1%。二是不能完全杜绝抽张, 打捆机采用的三道捆扎、五点连接[1], 不能完全杜绝抽张风险, 所以钱捆在交接时只能通过复点分清责任。三是打捆的钱捆不便于机具复点清分, 打捆的钱捆, 纸币经常粘合在一起, 商业银行在投放到ATM机、自动存取款等机具时, 只能采用人工清分, 效率低。四是打捆的钱捆油墨挥发使存放库房环境变差, 影响库管人员身体健康。五是打捆的钞捆会受潮霉变, 长期存放会发生钞票粘连、钞捆变结或霉变。六是打捆机封签不便, 打捆机打捆后, 需要人工贴纸质封签或不干胶封签, 操作繁、效率低。根据目前人民币的流通情况, 中国人民银行总行要求将引入条码管理, 推行整袋 (整捆) 入库, 建设人民币物流现代信息管理系统, 全面提升人民币物流管理水平作为“十二五”工作的重点, 并将“爱护人民币、提高人民币整洁度”作为人民银行和商业银行加强现金管理工作的重要目标[2]。因此, 现有打捆机的更新换代已属必然, 新型的小型化、塑封、封签、全自动一体化纸币塑封包装机的研发已迫在眉睫。

YHSJ-1全自动纸币塑封包装机即是在这种背景情况下进行研发的, 主要用于银行系统, 通过对纸币进行塑封, 解决现行人民币纸币打捆包装方式存在的伤币、被抽张、纸币粘合、油墨粉尘、受潮变结或霉变、封签不便、人民币物流管理困难以及打捆包装设备自动化程度低、操作复杂、设备体积大等问题, 实现人民币在流通过程中, 包装存贮的安全可靠。

1 纸币塑封包装机分步功能

纸币塑封包装机是机、电、气一体化的全自动包装设备, 包括加热、排水、打印、步进、压紧、压膜、封切、放膜、翻转、推送、卷膜、升降、热缩等共29个分步动作功能, 传动方式有滚珠丝杆传动、螺杆传动、齿轮齿条传动、链传动、气缸传动等, 通过程序控制实现纸币的全自动塑封。

2 控制原理及控制时序

2.1 控制原理

纸币塑封包装机控制系统的控制对象包括热转印打印机、步进电机、交流电机、气缸、空压机以及温控仪表等, 而且还要设置友好的人机交互界面, 并实现与以太网和移动存储设备的连接, 控制节点众多, 功能复杂。综合考虑, 其控制系统采用两块平台进行设计, 上位机采用IPC工业主板, 外挂触摸显示器, 安装WINCE6.0操作系统, 运行人机交付界面程序、加密狗算法程序、指令及状态查询程序、二维码标签生码程序以及热转印打印机驱动程序;下位机采用PLC可编程序控制器, 运行设备包装动作控制程序和自诊断控制程序。纸币塑封包装机控制系统控制原理框图如图1所示。

2.2 控制时序

根据纸币塑封包装机的控制功能要求, 在工作时需实现连续塑封包装, 控制系统要适时检测多捆钞捆在设备中的位置, 运算判断后进行动作控制, 其控制时序概述如下:

1) 设备上电启动开机软件, 待封切及热缩温度达到设定值后, 各单元进入准备工作状态;

2) 放置钞捆将规定数量 (1 000张/捆) 的钞捆放置在纸币塑封包装机进钞口, 并将钞捆的两个侧面靠紧推钞机构的靠板;

3) 封签打印打印机将钞捆封签打印到PE膜上;

4) 袖口式封装步进推钞机构将钞捆推送至PE膜压裹位置, 压紧机构的压紧气缸及压膜气缸下压, 将钞捆压紧, 压膜缸二次压膜将PE膜收紧;步进推钞机构回到中位, Ⅰ型封切机构下行进行封切, 完成袖口式封装;

5) 钞捆翻转Ⅰ型封切机构回位后, 步进推钞机构继续将压裹后的钞捆推送至翻转机构的翻转板上, 翻转气缸带动翻转板转动, 将钞捆翻转90°;

6) 传递进整形罩横向推钞机构将翻转后的钞捆横向推移, 进入整形罩, 使之处于筒状POF对折膜中;

7) L型封切整形罩中的气缸推钞机构将钞捆推送前行至升降机构的托币板上, 此时L型封切装置动作, 进行POF薄膜全包封切, 封切完毕, L型封切装置复位;

8) 钞捆下降经L型封切二次裹包的钞捆通过升降机构下降到热缩炉的入口;

9) 热缩热缩炉传送装置带动全裹包后的钞捆进入热缩炉, 热缩完成后, 钞捆从热缩炉出口进入接收装置, 产品塑封完成。

2.3 控制器选型

纸币塑封包装机控制系统核心为上位机IPC控制器和下位机PLC控制器组成, 上下位机之间通过RS232通信方式连接。

根据对上位机端口和运行速度需求, 上位机IPC选择X86架构的工业主板, 处理器主频为500 MHz, 集成4个RS232串行口、3个USB接口、2个以太网口和1个VGA口, WINCE6.0操作系统需进行裁剪;

根据对纸币塑封包装机控制功能需求进行分析, 并综合考虑器件成本和可靠性, 下位机选择了欧姆龙公司推出的一款一体式PLC———SYSMAC CP1E。CP1E N型CPU单元内置8 k程序容量, DM区可存储8 k字, 最多可扩展3个扩展单元, 而且其晶体管输出型还提供2个高速脉冲输出, 可用于控制步进电机。

3 上位机IPC程序设计

3.1 多线程设计

纸币塑封包装机控制系统上位机IPC安装WINCE6.0多任务操作系统, 实现显示界面程序、加密狗算法程序、指令及状态查询程序、二维码标签生码程序以及热转印打印机驱动程序等多任务事件处理。用户程序用C程序语言开发, 采用多线程和多进程机制, 提高程序的执行效率, 合理调度资源, 确保多线程的安全性[3]。

WINCE6.0系统支持多线程对程序的执行效率是很有利的, 但多线程资源安全性如果处理不当, 发生了资源冲突问题, 轻则导致程序运行时出错, 严重时将导致系统崩溃[4]。

在进行纸币塑封包装机嵌入式用户程序开发时, 我们采用了两种编程机制来避免多线程出现资源争夺。

1) 建立同步机制, 避免进程互斥竞争

在正常情况下, 一个进程在启动时首先检查当前系统是否已经存在有此进程的实例, 如果没有, 进程将成功创建并设置标识实例已经存在的标记。此后再创建进程时将会通过该标记而知晓其实例已经存在, 从而保证进程在系统中只能存在一个实例。

2) 建立资源分配图, 避免进程死锁

一般来说, 多线程产生死锁是与进程对资源的需求、进程的执行速度、资源的分配策略有关, 因此, 在测试时跟踪系统中的所有线程和它们锁定的共享资源, 周期性地进行检查和维护资源分配图, 并在用户程序中增加一些额外的代码, 及时发现循环等待的特征, 在系统运行时检测出潜在的死锁。

3.2 IPC主程序流程

上位机IPC采用多线程方式协调利用处理器资源, 其主程序流程如图2所示。

3.3 IPC通信程序设计

CP1E PLC的CPU在与上位机等其他设备进行通信时, 可实现可编程终端无程序通信, 即将CPU单元的串行通信模式设定为“Host Link” (上位链接) , 在需要进行数据交换时, PLC用户程序只要将数据存入已定义的数据存储区, 或从定义好的数据存储区取出数据即可[5], 上位机IPC可对PLC的CPU数据存储区直接进行读写操作, 上位机IPC写数据通信程序设计如下:

4 下位机PLC程序设计

下位机PLC是纸币塑封包装机塑封包装动作功能的控制核心, 所有执行器件、检测元件的驱动和检测均由PLC进行控制, 在进行其程序设计时, 为确保其的可读性, 需首先对各个端口地址、定时器、计数器进行符号注释。

4.1 PLC主程序流程

下位机PLC程序由一个主程序和16个子程序组成, 其主程序流程如图3所示。

4.2 PLC程序设计

目前, 欧姆龙PLC开发平台为CX-Programmer9.0, 在建立一个新的工程时首先要进行CPU的设定[6], 如图4所示。

CPU选定后, 在编程界面点击“设置”图标, 可对CPU的一些参数进行设置, 如图5所示。

在完成CPU设置后, 即可开始产品控制程序的设计工作, 可选择梯形图或指令表 (助记符) 语言进行编程。梯形图语言源自继电器原理图, 是一种基于梯级的图形符号布尔语言, 它通过连线, 把PLC指令的梯形图符号连接在一起, 以表达所调用的PLC指令及其前后顺序关系, 界面简洁直观, 简单易学, 适合大多初学者使用。指令表是基于语言符号的一种语言, 适合有一定语言编程基础的人员使用。

5 结束语

纸币塑封包装机的发明, 彻底解决了现行人民币纸币打捆包装方式存在的各种问题, 实现了人民银行和商业银行加强现金管理工作的“爱护人民币, 提高人民币整洁度”的重要目标, 并且也符合人民银行总行提出的“引入条码管理, 推行整袋 (整捆) 入库, 建设人民币物流现代信息管理系统, 全面提升人民币流通管理水平”的“十二五”工作重点。包装效果达到并优于引进的国外大型同类设备的包装效果, 值得在所有国有银行和商业银行网点的推广应用。

参考文献

[1]孙景涛.捆钞机三道捆扎带同步压、融、切装置:中国, 200520023315[P].2006-05-10.

[2]李军, 李莹.提高人民币整洁度的思考[J].吉林金融研究, 2012, 33 (11) :42-45.

[3]刘玉利, 张明, 郭峰.Java的多线程及安全性[J].电脑知识与技术, 2007, 14 (10) :157-161.

[4]潘少红.WinCE多线程事半功倍但须避免资源争夺[J].IT168, 2009, (8) :134-136.

[5]OMRON.SYSMAC CP系列编程手册[K].上海:欧姆龙自动化 (中国) 有限公司, 2007.