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小轴承检测系统上位机软件设计

小轴承检测系统上位机软件设计

木课题以Microsoft Visual Basic 6.0为开发平台,以Visual Basic为开发语言,以windows10系统作为前台开发环境,以Microsofe 的Access 2000为后台开发数据库。本文从工业控制上位机软件出发,利用面向对象、数据库,OPC通信等技术,设计并实现微小轴承检测系统的上

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  • 详细描述

    小轴承检测系统上位机软件设计
    摘 要
         轴承是机械设备中主要组成的零部件,其性能好坏直接影响到整个机器设备的性能。目前,对轴承直径及表面的检测大多都是采用显微镜放大5-10倍,人工进行视觉检测,检测的效率低、精度低、容易引入误差。因此,实现轴承的自动检测,提高轴承检测水平重要意义。
    本课题主要设计微小轴承检测系统的上位机系统。上位机系统主要通过VB语言编写。主要有五大功能模块,分别是手动模块,自动模块,报警模块,事件模块和通讯模块。通过Access 数据库对报警和事件进行记录。上位机与下位机通讯主要采用OPC通讯技术。在此系统中,使用了欧姆龙公司的CP1H 系列的PLC,它的通信软件FinsGetway和OMROM OPC Server共同作用作为OPC 服务器。
          通过对微小轴承检测系统的软硬件链接在线调试,验证了所设计的上位机控制程序满足各项控制任务要求,并且具有一定的稳定性和可靠性。程序运行的结果均达到了预期的结果。
    关键词:VB语言  上位机  OPC通讯   Access数据库      
    Design of Host Computer Software for Small Bearing Inspection System
    Abstract
    Bearing is the main component of mechanical equipment, its performance directly affects the performance of the entire machinery and equipment. At present, the bearing diameter and surface detection are mostly used to enlarge the microscope 5-10 times, artificial visual inspection, detection of low efficiency, low precision, easy to introduce errors. Therefore, the realization of bearing automatic detection, improve the level of bearing detection significance.
    The main design of the micro-bearing detection system of the host computer system. The host computer system is mainly written in VB language. There are five major functional modules, namely, manual module, automatic module, alarm module, event module and communication module. Logs and events are logged through the Access database. The host computer and the lower computer communication mainly uses OPC communication technology. In this system, the use of Omron's CP1H series of PLC, its communication software FinsGetway and OMROM OPC Server together as OPC server.
      Through the on - line debugging of the hardware and software links of the micro - bearing detection system, it is verified that the design of the host computer control program meets the control task requirements and has certain stability and reliability. The results of the program run to achieve the desired results.
      Key words: VB language, host computer ,OPC communication ,Access database
     
    目录
    1 绪论 6
    1.1 课题背景 6
    1.2 研究意义 6
    1.3 国内外目前研究的状况及发展趋势 6
    1.4 课题主要研究内容 7
    2 控制系统简介及上位机控制要求 7
    2.1 系统总体结构 7
    2.2 检测系统控制结构 8
    2.3 上位机软件结构 9
    2.3.1 上位机功能要求 9
    2.3.2 软件主要功能划分 10
    2.4 本章小结 10
    3 上位机与下位机通讯方式 11
    3.1 OPC技术的简介 11
    3.2 系统硬件软件配置 11
    3.2.1 系统硬件组成 11
    3.2.2 系统软件设置 11
    3.3 VB连接OPC 服务器 15
    3.3.1 连接OPC服务器 15
    3.3.2 添加OPC组对象 16
    3.3.3 删除 和添加OPC标签项(OPCItem) 16
    3.3.4 接收和发送数据 17
    3.3.5 错误处理 17
    3.4 本章小结 17
    4 数据库设计 18
    4.1 Access数据库简介 18
    4.2 读取数据库 18
    5 系统软件开发 20
    5.1 系统总体设计及功能介绍 20
    5.2 上位机软件界面设计 20
    5.2.1 主界面 21
    5.2.2 应用系统子界面 24
    5.3 主要模块实现 25
    5.3.1 数据采集模块实现 25
    5.3.2 自动模块实现 26
    5.3.3 手动模块实现 26
    5.3.4 报警模块实现 26
    6 软件功能实现 28
    6.1 软件调试 28
    6.2 系统运行结果 28
    7 结论 30
    参考文献 31
    致 谢 32
    毕业设计(论文)知识产权声明 33
    毕业设计(论文)独创性声明 34
    附录1: 35
     
    1绪论
    1.1课题背景
    多年来国内各轴承生产厂家及各使用厂家均采用显微镜放大5-10倍,人工进行视觉检测,缺陷小于0.075mm时人眼就很难识别。这种传统方法虽然有投入成本低、占用地小的优点,但是有个瓶颈就是对于成品轴承检测还是用很原始的方法,用机械表头大量工人肉眼检测,不仅测点少,而且精度也低,检测结果比较不稳定[1]。 现代化生产要求自动控制生产流程、高质量和高效率,对于微小轴承其加工过程更为复杂、精细、检测难度较大,并且在使用时对其表面光洁度都要求较高。随着科学技术的发展和生产的需要,全自动轴承外径测量装置为实现高精度、高效率、省时省力、工人劳动强度小、自动化程度高、适应大批量流水线生产的轴承外径测量目标提供了技术保证[2]。       
    目前,我国轴承企业广泛应用了自动化程度比较高的加工机床,生产效率和产品质量得到了很大的提高,然而轴承的检测却处于半自动化与手工检测相结合的静态测量阶段。在国外轴承产品的冲击下,国内轴承企业求生存求发展的根本也就要求地保证轴承的质量[3]。因此,对轴承检测项目的要求及其检测项目的精确度要求也越来越多、越来越高,此外还要在一定程度上满足人机协作的要求。
    本课题是微小轴承检测项目的子系统,主要工作是设计出上位机软件,确定上位机与下位机通讯方式。给操作人员提供可视化界面,实现轴承检测系统的实时监测、事件记录、及其数据库管理等功能。
    1.2研究意义
    上位机是一个相对的概念,是相对于下位机来说的,它是指工业控制中位于较高层次的计算机。上位机直接服务的对象是人,它是可以直接发出操作命令的计算机。一般来说控制者和提供服务者是上位机,被控制者和被服务者是下位机,它类似于计算机中的服务器和客户机。下位机是直接控制设备获取设备状况的计算机,一般是单片机,PLC等。上位机发出的命令首先给下位机,下位机再根据此命令解释成相应信号直接控制相应设备。下位机不时读取设备状态数据反馈给上位机。上下位机都需要编程,都有专门的开发系统。
    在软件的编程过程中,人机界面非常重要,因为它直接与操作员产生信息交流,友好的人机界面要求能真实再现控制设备的状态以及准确的采集所需参数的数据,整个人机界面包括主画面、实时数据查看画面、历史数据画面、报警画面、口令画面、开关状态画面,各画面间可以相互切换。当然也可根据用户习惯编辑不同的人机界面,具有很好的灵活性。每天生成的数据都存放在当天的数据库里,要查看数据可以从数据库中提取。
       微小轴承检测系统的上位机软件,就是利用一台PC计算机和通信模块组成的计算机控制系统,取代以往的人员现场监视和现场控制,使得可以进行操作控制、安全监视、数据记录、历史查询等功能。
    1.3国内外目前研究的状况及发展趋势
    2013年,常州大学吕苗荣等人发明一种滚动轴承检测及故障诊断装置[4]。包括轴承固定模块、动力驱动模块、液压伺服模块、信号采集模块和计算机,该发明的装置能够在施加静态载荷的情况下,定点测量轴承在不同转角下的载荷-变形曲线。由于采用静态法诊断,避免了大量环境干扰因素的影响,提高了轴承缺陷检测的准确率。能够很好地实现轴承缺陷的检测,以及故障的定量化诊断。
     2014年,宁波更大集团有限公司戎伟军等人提供一种轴承滚子外观检测系统[5]。用于检测轴承滚子的表面外观,包括送料装置、检测装置和出料装置;送料装置将轴承滚子送至检测缺口处,在检测缺口处的视觉传感器对该轴承滚子的外观进行检测并通过计算机判断其是否合格,同时将该轴承滚子运转至出料缺口处,根据判断结果选择相应的推出汽缸将其推出,完成轴承滚子的外观检测和分类。实用新型轴承滚子外观检测系统,同时对轴承滚子的两端面及回转面进行外观检测,自动化程度高、检测一致性好且效率高。
     2015年,江苏大学阮鸿雁等人采用一种基于机器视觉的轴承表面缺陷的自动检测方法[6]。特征是:(1)、启动向上传动的倾斜式输送带(2)、将待检测滑动轴承放置于倾斜式输送带上部的原料槽中,轴承从原料槽出口处滚出;(3)、当待检测滑动轴承与挡板接触时,轴承停止向下运动,在挡板前自转;(4)、倾斜式输送带左右两侧的CCD相机对轴承内表面采集多幅图像传至计算机,判别轴承内表面是否存在缺陷;(5)、当待检测滑动轴承检测完毕后,转动挡板,轴承继续向下滚动。若待检测滑动轴承存在缺陷,则剔除该轴承。本发明实现了滑动轴承内表面缺陷的自动检测,且检测速度快,提高了检测效率。
    1.4课题主要研究内容
    木课题以Microsoft Visual Basic 6.0为开发平台,以Visual Basic为开发语言,以windows10系统作为前台开发环境,以Microsofe 的Access 2000为后台开发数据库。本文从工业控制上位机软件出发,利用面向对象、数据库,OPC通信等技术,设计并实现微小轴承检测系统的上位机应用软件。此软件具有通过OPC服务器控制下位机、实时显示工作状态、历史事件查看及其数据库管理等功能,具有高度可视化、界面简单易懂,减少了人为的差错,它与OPC通信模块和下位机等共同构成微小轴承检测系统。
    本论文的主要研究内容如下
    (1)学习和掌握vb语言、了解Microsoft Visual Basic 6.0开发平台、数据库技术、OPC通信原理。
    (3)分析微小轴承尺寸和表面缺陷检测的方法,了解软件控制要求。
    (4)通过具体要求设计出微小轴承检测系统的上位机软件,给操作人员提供可视化界面,实现对轴承检测的实时监测、事件存储、历史事件和报警记录查看及其数据库管理等功能。
    (5)对软件进行现场测试,以验证设计的可行性、准确性和优越性。

    7结论
    微小轴承检测系统上位机软件,是基于 Microsoft Visual Basic6.0开发环境设计的。 使用 VB语言设计,能够利用其强大的类库,减轻开发难度,缩短了开发周期。基于对话框的程序设计使界面开发更加直观,而且界面效果比较美观。
    更加人性化的界面设计,是用户在使用该软件时,无须经过培训便可以熟练的
    操作。 软件中附加功能提供了帮助界面,用户通过阅读界面上的帮助信息,可更加熟练的使用本软件。
     主界面上的结果显示,一方面:采用Shape控件表示,使测试结果更加生动的显示出来。另一方面:通过改变某些结果显示编辑框中的背景颜色。让重要的测试结果一目了然。在一定程度上提高了软件的易用性。 使用 Microsoft Visual Basic编写上位机软件比较其他语言有独特的优势。VB语言更操作硬件更加容易,而且软件易于维护。添加功能或者,修改程序,都无须改变原有的程序结构。大大降低了软件维护的成本。
      通过软件调试,以及运行结果分析: 上位机能够很好的完成预期的功能,各项指标均符合设计要求。。此软件的成功设计,将有利于微小轴承应用于自动化测试产线。大大的提高了检测效率和精度。软件开始过程中也曾经遇到了不少的麻烦,主要是由于对一些具体功能不了解,编程时感觉无从下手。但是通过查阅大量资料,以及在网络和老师同学们的帮助下最终完成了本次设计。
       软件开发,刚开始时可能感觉无从下手。但是如果对软件设计目的,设计要求等经过具体的分析后。制定一份开发流程,循序渐进。任何问题都可以迎刃而解!
     参考文献
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