開放式形位誤差在線檢測(cè)上位機(jī)SPC軟件設(shè)計(jì)

1、哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文.- PAGE II -：.；開放式形位誤差在線檢測(cè)上位機(jī)SPC軟件設(shè)計(jì)摘 要隨著我國工業(yè)的不斷開展，檢測(cè)技術(shù)在配備制造業(yè)的位置也日益重要。而作為消費(fèi)操作指點(diǎn)的有力工具，研制適用于消費(fèi)線工位需求的小型化、操作簡(jiǎn)便、檢測(cè)方式靈敏的在線儀器具有非常重要的意義。此次設(shè)計(jì)的主要意義是檢測(cè)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)加工零件的精度以降低次品率，提高工廠消費(fèi)效率。經(jīng)過在上位機(jī)設(shè)計(jì)不同的組態(tài)表達(dá)式及對(duì)應(yīng)的組態(tài)按鍵，按下不同按鍵用串口通訊指點(diǎn)下位機(jī)丈量不同的組態(tài)，如：圓度、線性度、平行度、最大值最小值。在工件外表的不同位置設(shè)置幾個(gè)電感傳感器，先檢測(cè)規(guī)范件的數(shù)據(jù)，再檢測(cè)所需工件的數(shù)據(jù)，將兩個(gè)數(shù)據(jù)做差得

2、到的數(shù)據(jù)值經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路傳送到ADUC的AD模塊，進(jìn)展AD轉(zhuǎn)換。同時(shí)對(duì)單片機(jī)進(jìn)展編程，實(shí)現(xiàn)液晶顯示，矩陣鍵盤按鍵控制菜單顯示，以及與上位機(jī)部分進(jìn)展串口通訊。經(jīng)過串口將數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)軟件，并在上位機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)展實(shí)時(shí)圖形顯示和SPC過程統(tǒng)計(jì)控制參數(shù)統(tǒng)計(jì)，根據(jù)所得參數(shù)值對(duì)工業(yè)消費(fèi)過程進(jìn)展在線檢測(cè)和實(shí)時(shí)控制。實(shí)現(xiàn)對(duì)消費(fèi)操作的指點(diǎn)和產(chǎn)質(zhì)量量的控制。關(guān)鍵詞開放式在線檢測(cè)；傳感器組態(tài)方式；SPC統(tǒng)計(jì)過程控制；數(shù)據(jù)采集；串口通訊；ADUCSoftware Design for the Host Computer SPC Function of Open Form Mode-Line Testing Erro

3、r of Shape and PositionAbstractWith the continuous development of our industry, the position of the detection technology in the equipment manufacturing industry is also increasingly important. As a powerful tool for production operation guidance, applied to the development of line station needs mini

4、aturization, simple operation, detection mode flexible equipment on-line has very important significance. The design of the main significance is the detection of industrial precision machining parts to reduce failure rate, improve the production efficiency. The software design of different configura

5、tion of expression and the corresponding configuration button, press different keys using serial communication machine measuring different configuration guide, for example: circular degree, linear degree, parallel degree, minimum and maximum values. In the surface of the workpiece in different posit

6、ion set several inductance sensor, detection of standard parts of the data, and then required to detect the workpiece data, The two data is obtained by subtracting the value of the data through the signal conditioning circuit is transferred to AD module of ADUC. At the same time program on the singl

7、e chip, light the LCD, control matrix keyboard keys and communicate with the host computer through the serial port. Through the serial port to transmit data to the host computer software, the host computer for data real time graphical display and statistics SPC data, according to the parameter value

8、s for industrial production process for on-line detection and real-time control. Achieve the production operation guidance and product quality control.KeywordsOpen form mode-line testing，sensor configuration，SPC，data acquisition，serial communication，ADUC不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印PAGE II- - PAGE V -目錄摘要 = *

9、ROMAN IAbstract = * ROMAN II TOC o - h z u HYPERLINK l _Toc 第章 緒論 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 引言 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 選題背景與意義 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 研討現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . SPC的來源與開展 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . SPC開展的特點(diǎn) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _T

10、oc 第章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 系統(tǒng)方案的根本要求 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 根本要求 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)思緒 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 系統(tǒng)的根本原理 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 設(shè)計(jì)思緒 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 本章小結(jié) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 第章 上位機(jī)軟件

11、設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 上位機(jī)部分的簡(jiǎn)介 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 通訊協(xié)議的設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 組態(tài)方式算法的實(shí)現(xiàn) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 編程軟件的選擇 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 關(guān)于LABVIEW編程言語 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . LABVIEW的概念 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc .

12、 LABVIEW 的特點(diǎn) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . LABVIEW的運(yùn)用領(lǐng)域 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 上位機(jī)部分的程序編寫 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 串口通訊 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . SPC參數(shù)統(tǒng)計(jì) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 對(duì)SPC進(jìn)展上位機(jī)編程 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc . 信號(hào)處置濾波器設(shè)計(jì) PAGEREF _Toc h HYPERLINK

13、 l _Toc . 本章小結(jié) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 結(jié)論 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 致謝 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 附錄A:下位機(jī)電路原理圖 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 附錄B:上位機(jī)軟件運(yùn)轉(zhuǎn)圖 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 附錄C:外文文獻(xiàn)原文 PAGEREF _Toc h HYPERLINK l _Toc 附錄D:外文文獻(xiàn)翻譯 PA

14、GEREF _Toc h 千萬不要?jiǎng)h除行尾的分節(jié)符，此行不會(huì)被打印。在目錄上點(diǎn)右鍵“更新域，然后“更新整個(gè)目錄。打印前，不要忘記把上面“Abstract這一行后加一空行- PAGE - PAGE 47 -緒論引言SPC(Statistical Process Control)統(tǒng)計(jì)過程控制，是企業(yè)提高質(zhì)量管理程度的有效方法，是對(duì)制造流程進(jìn)展丈量、控制和質(zhì)量改善的行業(yè)規(guī)范方法論。它利用統(tǒng)計(jì)的方法來監(jiān)控過程的形狀，確定消費(fèi)過程在控制的形狀下，以降低產(chǎn)品質(zhì)量的變異。它將在實(shí)時(shí)消費(fèi)過程中獲得的以產(chǎn)品或其他方式存在的質(zhì)量參數(shù)繪制在事先確定好控制限的圖表上，從而協(xié)助 企業(yè)對(duì)消費(fèi)的過程進(jìn)展實(shí)時(shí)的管控與分析。S

15、PC軟件那么是一種科學(xué)的、以數(shù)據(jù)為根據(jù)的質(zhì)量分析與改良工具。它利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理，經(jīng)過檢測(cè)資料的搜集和分析，可以到達(dá)“事前預(yù)防的效果，從而有效控制消費(fèi)過程、不斷改良質(zhì)量。SPC軟件能為企業(yè)科學(xué)地域分消費(fèi)過程中的正常動(dòng)搖與異常動(dòng)搖,及時(shí)地發(fā)現(xiàn)異常情況，以便采取措施消除異常，恢復(fù)過程的穩(wěn)定，到達(dá)降低質(zhì)量本錢，提高產(chǎn)質(zhì)量量的目的，它強(qiáng)調(diào)全過程的預(yù)防。首先，它會(huì)通知運(yùn)用者消費(fèi)過程的動(dòng)搖情況，運(yùn)用者能否應(yīng)該對(duì)消費(fèi)過程進(jìn)展調(diào)整其次，它能將此動(dòng)搖與事先設(shè)定的控制規(guī)那么相比較，為質(zhì)量改善提供準(zhǔn)確的方向指引最后，它能評(píng)價(jià)運(yùn)用者所采取的質(zhì)量改良措施，以使質(zhì)量得到繼續(xù)的改善。作為全球范圍內(nèi)制造業(yè)所信任和采用的質(zhì)量改良

16、工具，SPC能協(xié)助 運(yùn)用者最終到達(dá) Sigma質(zhì)量程度。質(zhì)量穩(wěn)定可以帶來客戶更大的稱心度減少異常動(dòng)搖可以大大降低廢品和停工損失，節(jié)省大量時(shí)間和金錢高質(zhì)量可以大大提升企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。SPC軟件主要是經(jīng)過各種分析圖來到達(dá)質(zhì)量分析、質(zhì)量控制和質(zhì)量改良的目的。SPC軟件的中心已由純粹的SPC分析工具轉(zhuǎn)變成為企業(yè)質(zhì)量的管理工具，它包含計(jì)量型分析圖和計(jì)數(shù)型分析圖，用來直接控制消費(fèi)過程，進(jìn)展質(zhì)量診斷和質(zhì)量改良，在消費(fèi)過程中起到了預(yù)防為主的作用，正所謂：檢驗(yàn)是一種浪費(fèi)，只需預(yù)防才會(huì)發(fā)明價(jià)值。SPC軟件應(yīng)包括有直方圖、陳列圖、分布圖、分層法、分析及管理等功能，這些便構(gòu)成了QC的七大手法。實(shí)施SPC分為兩個(gè)階段，

17、一是分析階段，二是監(jiān)控階段。在這兩個(gè)階段所運(yùn)用的控制圖分別被稱為分析用控制圖和控制用控制圖。 分析階段的主要目的在于：使過程處于統(tǒng)計(jì)穩(wěn)態(tài)；使過程才干足夠。 分析階段首先要進(jìn)展的任務(wù)是消費(fèi)預(yù)備，即把消費(fèi)過程所需的原料、勞動(dòng)力、設(shè)備、丈量系統(tǒng)等按照規(guī)范要求進(jìn)展預(yù)備。消費(fèi)預(yù)備完成后就可以進(jìn)展，留意一定要確保消費(fèi)是在影響消費(fèi)的各要素?zé)o異常的情況下進(jìn)展；然后就可以用消費(fèi)過程搜集的數(shù)據(jù)計(jì)算控制界限，作成分析用控制圖、直方圖、或進(jìn)展過程才干分析，檢驗(yàn)消費(fèi)過程能否處于統(tǒng)計(jì)穩(wěn)態(tài)、以及過程才干能否足夠。假設(shè)任何一個(gè)不能滿足，那么必需尋覓緣由，進(jìn)展改良，并重新預(yù)備消費(fèi)及分析。直到到達(dá)了分析階段的兩個(gè)目的，那么分析階

18、段可以宣告終了，進(jìn)入SPC監(jiān)控階段。 監(jiān)控階段的主要任務(wù)是運(yùn)用控制用控制圖進(jìn)展監(jiān)控。此時(shí)控制圖的控制界限曾經(jīng)根據(jù)分析階段的結(jié)果而確定，消費(fèi)過程的數(shù)據(jù)及時(shí)繪制到控制上，并親密察看控制圖，控制圖中點(diǎn)的動(dòng)搖情況可以顯示出過程受控或失控，假設(shè)發(fā)現(xiàn)失控，必需尋覓緣由并盡快消除其影響。監(jiān)控可以充分表達(dá)出SPC預(yù)防控制的作用。 在工廠的實(shí)踐運(yùn)用中，對(duì)于每個(gè)控制工程，都必需經(jīng)過以上兩個(gè)階段，并且在必要時(shí)會(huì)反復(fù)進(jìn)展這樣從分析到監(jiān)控的過程。 選題背景與意義隨著檢測(cè)技術(shù)在配備制造業(yè)中的位置日益重要，一些精細(xì)丈量?jī)x器走出計(jì)量室進(jìn)入消費(fèi)現(xiàn)場(chǎng)，但就目前情況來看，我國只需少數(shù)大型企業(yè)有比較現(xiàn)代化的檢測(cè)設(shè)備，絕大多數(shù)車間檢測(cè)

19、設(shè)備仍停留在上世紀(jì)年代程度，而安裝和設(shè)備的先進(jìn)情況在一定程度上又明顯的制約著我國經(jīng)濟(jì)的開展。所以，在現(xiàn)有的丈量安裝和設(shè)備上，配以運(yùn)用微機(jī)，用適當(dāng)?shù)男挝徽`差評(píng)定軟件進(jìn)展形位誤差的丈量和數(shù)據(jù)處置就顯得非常必要。而且為了順應(yīng)檢測(cè)的靈敏性和通用性，要求儀器能按加工工藝的要求和用戶的需求作靈敏的調(diào)整，并能對(duì)消費(fèi)操作提供一定的指點(diǎn)。目前，尚缺乏這一新型的檢測(cè)設(shè)備。本文根據(jù)對(duì)消費(fèi)檢測(cè)過程中的需求分析，設(shè)計(jì)了一種具有SPC統(tǒng)計(jì)過程控制功能的傳感器組態(tài)方式的在線檢測(cè)儀器，組態(tài)功能滿足了二次開發(fā)的多樣化需求和靈敏運(yùn)用，SPC統(tǒng)計(jì)參數(shù)對(duì)消費(fèi)操作指點(diǎn)進(jìn)展輔助，并且可以在設(shè)置組態(tài)表達(dá)式后脫離PC機(jī)，方便在消費(fèi)線上適時(shí)調(diào)

20、整和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管理產(chǎn)品，可以較好的輔助工業(yè)消費(fèi)。研討現(xiàn)狀SPC的來源與開展SPC的根本原理和方法是上世紀(jì)年代由Shewhart博士為了有效地對(duì)消費(fèi)過程中產(chǎn)質(zhì)量量進(jìn)展監(jiān)測(cè)控制而提出的，至今已有多年的歷史。自創(chuàng)建以來，它就在工業(yè)和效力等行業(yè)得到了推行和運(yùn)用。二戰(zhàn)時(shí)期美國將其制定為戰(zhàn)時(shí)質(zhì)量管理規(guī)范，為保證軍工產(chǎn)品的質(zhì)量和及時(shí)交付起到了重要作用。戰(zhàn)后的日本從-年在工業(yè)界廣泛推行和運(yùn)用SPC，使日本躍居世界產(chǎn)質(zhì)量量和消費(fèi)率的領(lǐng)先位置，以致于美國著名的質(zhì)量管理專家Berger教授也曾說：日本勝利的基石之一就是SPC。從上世紀(jì)年代起，SPC在許多工業(yè)興隆國家復(fù)興，世界很多大公司也紛紛在本人內(nèi)部積極推行和運(yùn)用S

21、PC。雖然，SPC是從產(chǎn)品的質(zhì)量監(jiān)控開場(chǎng)的，但經(jīng)過多年實(shí)際和開展，尤其是與計(jì)算機(jī)技術(shù)的嚴(yán)密結(jié)合，其原理和方法現(xiàn)已廣泛運(yùn)用于設(shè)計(jì)、銷售、效力、管理等過程。SPC開展的特點(diǎn)年在全世界范圍的實(shí)際，SPC實(shí)際曾經(jīng)開展得非常完善，其與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合日益嚴(yán)密，其在企業(yè)內(nèi)的運(yùn)用范圍、程度也曾經(jīng)非常廣泛、深化。概括來講，SPC的開展呈現(xiàn)如下特點(diǎn)： ()分析功能強(qiáng)大，輔助決策作用明顯 在眾多企業(yè)的實(shí)際根底上開展出繁多的統(tǒng)計(jì)方法和分析工具，運(yùn)用這些方法和工具可根據(jù)不同目的、從不同角度對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)展深化的研討與分析，在這一過程中SPC的輔助決策功能越來越得到強(qiáng)化； ()表達(dá)全面質(zhì)量管理思想 隨著全面質(zhì)量管理思想的普及

22、，SPC在企業(yè)產(chǎn)質(zhì)量量管理上的運(yùn)用也逐漸從消費(fèi)制造過程質(zhì)量控制擴(kuò)展到產(chǎn)品設(shè)計(jì)、輔助消費(fèi)過程、售后效力及產(chǎn)品運(yùn)用等各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，強(qiáng)調(diào)全過程的預(yù)防與控制； () 與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)嚴(yán)密結(jié)合現(xiàn)代企業(yè)質(zhì)量管理要求將企業(yè)內(nèi)外更多的要素納入調(diào)查監(jiān)控范圍、企業(yè)內(nèi)部不同部門管理職能同時(shí)呈現(xiàn)出分工越來越細(xì)與協(xié)作越來越嚴(yán)密兩個(gè)特點(diǎn)，這都要求可快速處置不同來源的數(shù)據(jù)并做到最大程度的資源共享。順應(yīng)這種需求，SPC與計(jì)算機(jī)技術(shù)尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合越來越嚴(yán)密。 ()系統(tǒng)自動(dòng)化程度不斷加強(qiáng)傳統(tǒng)的SPC系統(tǒng)中，原始數(shù)據(jù)是手工抄錄，然后人工計(jì)算、打點(diǎn)描圖，或者采用人工輸入計(jì)算機(jī)，然后再利用計(jì)算機(jī)進(jìn)展統(tǒng)計(jì)分析。隨著消費(fèi)率的提

23、高，在高速度、大規(guī)模、反復(fù)性消費(fèi)的制外型企業(yè)里，SPC系統(tǒng)已更多采取利用數(shù)據(jù)采集設(shè)備自動(dòng)進(jìn)展數(shù)據(jù)采集，實(shí)時(shí)傳輸?shù)劫|(zhì)量控制中心進(jìn)展分析的方式。 ()系統(tǒng)可擴(kuò)展性和靈敏性要求越來越高 企業(yè)外部和內(nèi)部環(huán)境的開展變化速度呈現(xiàn)出加速度的趨勢(shì)，勝利運(yùn)用的系統(tǒng)不僅要適宜現(xiàn)時(shí)的需求，更要符合未來開展的要求，在系統(tǒng)平臺(tái)的多樣性、軟件技術(shù)的先進(jìn)性、功能順應(yīng)性和靈敏性以及系統(tǒng)開放性等方面提出越來越高的要求。SPC強(qiáng)調(diào)全過程監(jiān)控、全系統(tǒng)參與，并且強(qiáng)調(diào)用科學(xué)方法主要是統(tǒng)計(jì)技術(shù)來保證全過程的預(yù)防。SPC不僅適用于質(zhì)量控制，更可運(yùn)用于一切管理過程如產(chǎn)品設(shè)計(jì)、市場(chǎng)分析等。正是它的這種全員參與管理質(zhì)量的思想，實(shí)施SPC可以協(xié)助

24、 企業(yè)在質(zhì)量控制上真正作到事前預(yù)防和控制，SPC可以：SPC是全球范圍內(nèi)制造業(yè)所信任和采用的質(zhì)量控制技術(shù)。半個(gè)多世紀(jì)以來，SPC的廣泛運(yùn)用推進(jìn)了制造業(yè)的開展與昌盛。 新世紀(jì)是質(zhì)量的世紀(jì)，質(zhì)量塑造未來，質(zhì)量也是競(jìng)爭(zhēng)的關(guān)鍵。在一些行業(yè)，運(yùn)用SPC曾經(jīng)成為企業(yè)生存的根本需求。 傳統(tǒng)觀念把檢驗(yàn)作為質(zhì)量保證的手段，只能事后判別，而運(yùn)用SPC，可以把握先機(jī)，預(yù)防不合格品的出現(xiàn)，降低本錢，提高企業(yè)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)此次設(shè)計(jì)分為硬件設(shè)計(jì)和軟件設(shè)計(jì)兩個(gè)部分.。硬件主要是下位機(jī)部分，包括單片機(jī)、擴(kuò)展的存儲(chǔ)器、擴(kuò)展的輸入輸出設(shè)備等部分；軟件是各種任務(wù)程序的總稱以及上位機(jī)部分軟件設(shè)計(jì)。硬件和軟件只需嚴(yán)密配合、協(xié)

25、調(diào)一致，才干提高系統(tǒng)的性能價(jià)錢比。從一開場(chǎng)設(shè)計(jì)硬件時(shí)，就應(yīng)思索相應(yīng)軟件的設(shè)計(jì)方法，而軟件設(shè)計(jì)是根據(jù)硬件原理和系統(tǒng)的功能要求進(jìn)展的。系統(tǒng)方案的根本要求根本要求用液晶顯示器顯示不同菜單和提示語上位機(jī)部分設(shè)置不同組態(tài)表達(dá)式及與之對(duì)應(yīng)的組態(tài)按鍵，經(jīng)過這些組態(tài)按鍵來控制下位機(jī)部分進(jìn)展不同的組態(tài)丈量，例如：圓度，線性度，平行度，最大值最小值。用矩陣鍵盤控制液晶顯示的不同菜單的切換和數(shù)據(jù)采集、上傳。實(shí)現(xiàn)下位機(jī)與上位機(jī)的串口通訊。設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)思緒系統(tǒng)的根本原理本次設(shè)計(jì)是開放式形位誤差在線檢測(cè)上位機(jī)SPC軟件設(shè)計(jì)。原理是經(jīng)過按下不同的組態(tài)按鍵來對(duì)下位機(jī)的丈量進(jìn)展控制，按下圓度組態(tài)按鍵，下位機(jī)丈量圓度值。丈量的

26、數(shù)據(jù)經(jīng)過傳感器上傳經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路，將傳感器測(cè)得的-v、+v的電壓轉(zhuǎn)換成ADUC可以識(shí)別的v、+v的電壓信號(hào)。信號(hào)調(diào)理電路如圖-所示。圖 - 信號(hào)調(diào)理電路經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路處置的模擬信號(hào)被送到單片機(jī)ADUC中的片內(nèi)AD轉(zhuǎn)換模塊，進(jìn)展AD轉(zhuǎn)換。同時(shí)對(duì)單片機(jī)進(jìn)展編程，讓其實(shí)現(xiàn)不同功能：液晶顯示、矩陣鍵盤按鍵控制以及串口通訊。將經(jīng)過AD轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)經(jīng)過按鍵控制其經(jīng)過串口上傳至上位機(jī)部分。上位機(jī)部分軟件用LABVIEW編寫，主要是進(jìn)展對(duì)接納到的下位機(jī)上傳的丈量數(shù)據(jù)進(jìn)展實(shí)時(shí)波形顯示以及對(duì)參數(shù)進(jìn)展SPC參數(shù)統(tǒng)計(jì)。SPC參數(shù)主要包括：CA、CP、CPK、CPU、CPL等。而這些參數(shù)是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)工件加工精度進(jìn)展評(píng)

27、定的重要目的。根據(jù)這些參數(shù)可以直觀、方便的對(duì)加工過程進(jìn)展評(píng)定，指點(diǎn)工業(yè)消費(fèi)，降低次品率，提高消費(fèi)效率。設(shè)計(jì)思緒根據(jù)設(shè)計(jì)的要求和設(shè)計(jì)原理的需求，本次設(shè)計(jì)主要可分為三大部分：數(shù)據(jù)采集通道部分，下位機(jī)控制部分，上位機(jī)控制部分。數(shù)據(jù)采集部分主要是在工件外表幾個(gè)不同的特定位置放置電感傳感器，傳感器的布置如圖-。先用電感傳感器丈量理想工件的外表，再用其丈量加工工件的外表，將兩者的差值經(jīng)過信號(hào)調(diào)理電路上傳。圖 - 傳感器分布下位機(jī)控制部分主要就是單片機(jī)部分ADUC及其外圍電路。包括串口通訊部分、液晶顯示部分、鍵盤控制部分。經(jīng)過電路板上芯片及各種外圍電路的焊接、調(diào)試，對(duì)單片機(jī)各種用途的程序的編寫，是這幾個(gè)部分

28、親密配合，嚴(yán)密協(xié)作完成下位機(jī)按先前設(shè)置好的組態(tài)方程進(jìn)展數(shù)據(jù)運(yùn)算處置，并根據(jù)觸摸按鍵的不同功能完成菜單顯示，將丈量數(shù)據(jù)上傳至上位機(jī)。下位機(jī)部分的實(shí)物圖片如圖-所示。圖 - 下位機(jī)實(shí)物圖片上位機(jī)控制部分主要就是經(jīng)過軟件編寫一個(gè)上位機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)SPC參數(shù)統(tǒng)計(jì)功能，數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)波形顯示以及組態(tài)表達(dá)式和組態(tài)按鍵設(shè)置。其中SPC參數(shù)主要有CA，CP，CPK，CPU，CPL等。組態(tài)按鍵包括：圓度，平行度，線性度，最大值最小值。本章小結(jié)本章主要引見此次設(shè)計(jì)的三大部分：數(shù)據(jù)采集、上位機(jī)控制、下位機(jī)控制。三個(gè)部分各司其職，嚴(yán)密配合實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)。讓他們了解了系統(tǒng)的大致構(gòu)造和運(yùn)轉(zhuǎn)過程。上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)上位機(jī)部分的簡(jiǎn)介上

29、位機(jī)是指人可以直接發(fā)出操控命令的計(jì)算機(jī)，普通是PC，屏幕上顯示各種信號(hào)變化液壓，水位，溫度等。下位機(jī)是直接控制設(shè)備獲取設(shè)備情況的計(jì)算機(jī)，普通是PLC/單片機(jī)之類的。上位機(jī)發(fā)出的命令首先給下位機(jī)，下位機(jī)再根據(jù)此命令解釋成相應(yīng)時(shí)序信號(hào)直接控制相應(yīng)設(shè)備。下位機(jī)不時(shí)讀取設(shè)備形狀數(shù)據(jù)普通為模擬量，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)反響給上位機(jī)。簡(jiǎn)言之如此，實(shí)踐情況千差萬別，但萬變不離其宗：上下位機(jī)都需求編程，都有專門的開發(fā)系統(tǒng)。在概念上，控制者和提供效力者是上位機(jī)，被控制者和被效力者是下位機(jī)；也可以了解為主機(jī)和從機(jī)的關(guān)系但上位機(jī)和下位機(jī)是可以轉(zhuǎn)換的。通常上位機(jī)和下位機(jī)通訊可以采用不同的通訊協(xié)議， 可以有RS的串口通訊，或者

30、采用RS串行通訊，當(dāng)用計(jì)算機(jī)和PLC通訊的時(shí)候不但可以采用傳統(tǒng)的D方式的串行通訊，還可以采用更適宜工業(yè)控制的雙線的PROFIBUS-DP通訊，采用封裝好的程序開發(fā)工具就可以實(shí)現(xiàn)PLC和上位機(jī)的通訊。當(dāng)然可以本人編寫驅(qū)動(dòng)類的接口協(xié)議控制上位機(jī)和下位機(jī)的通訊。通常工控機(jī)，任務(wù)站，觸摸屏作為上位機(jī)，通訊控制PLC，單片機(jī)等下位機(jī)，從而控制相關(guān)設(shè)備元件和驅(qū)動(dòng)安裝。通訊協(xié)議的設(shè)計(jì)本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)有兩種任務(wù)方式，當(dāng)脫離PC機(jī)單獨(dú)任務(wù)于消費(fèi)線上時(shí)為主機(jī)方式，當(dāng)和PC機(jī)相連時(shí)即為從機(jī)方式。主機(jī)方式下，只需根據(jù)可觸摸鍵盤上按鍵的鍵值執(zhí)行相對(duì)應(yīng)的功能即可。如以下圖所示。圖 - 通訊協(xié)議模塊從機(jī)方式下，其任務(wù)受上位機(jī)

31、控制。通訊方式如下圖，通訊過程遵照以下幾條主要原那么：A由于一切功能均經(jīng)過編號(hào)，所以上位機(jī)界面按鈕只顯示相應(yīng)功能，而通訊時(shí)那么只傳輸相應(yīng)的功能號(hào)；B功能號(hào)組成：功能編號(hào)+發(fā)送標(biāo)識(shí)。不同的功能編號(hào)對(duì)應(yīng)不同的操作，上位機(jī)的懇求發(fā)送標(biāo)識(shí)為偶數(shù)，下位機(jī)的那么為奇數(shù)，并按、代表不同階段的通訊進(jìn)程，以準(zhǔn)確地完成各個(gè)階段的義務(wù)；C在采取數(shù)據(jù)時(shí)，上位機(jī)每接納一組數(shù)據(jù)后，默許前往功能號(hào)給下位機(jī)，以保證采集過程的繼續(xù)進(jìn)展，直到上位機(jī)上的界面有其他操作時(shí)，才前往相應(yīng)的功能號(hào)。組態(tài)方式算法的實(shí)現(xiàn)本文設(shè)計(jì)的儀器廣泛的通用性和靈敏性是由于可以根據(jù)消費(fèi)的需求和用戶的需求進(jìn)展不同的組態(tài)。上位機(jī)以字符串的方式將組態(tài)表達(dá)式傳給下

32、位機(jī)特定地址的ROM中存儲(chǔ)，主要任務(wù)表達(dá)在下位機(jī)對(duì)表達(dá)式的解析上。解析方法分為三個(gè)算法模塊：.普通表達(dá)式的解析；.特殊表達(dá)式的解析；.綜合表達(dá)式的解析。這里假設(shè)傳感器路通道采集的一次數(shù)據(jù)分別為a、b、c、d，組態(tài)表達(dá)式為“(a+b)c+max(a,b,c,d) ,那么其中“(a+b) c、“b、“c為普通表達(dá)式“max(a,b,c,d)為特殊表達(dá)式，整體為一個(gè)綜合表達(dá)式。其中，普通表達(dá)式的解析采用的是計(jì)算器的計(jì)算算法根據(jù)輸入的一個(gè)表達(dá)式計(jì)算出結(jié)果，采用堆棧把中綴表達(dá)式轉(zhuǎn)換為處置器可計(jì)算的后綴表達(dá)式，并把相應(yīng)的變量a、b、c、d用對(duì)應(yīng)通道的傳感器丈量數(shù)據(jù)交換即可，限于篇幅，這里不再引見計(jì)算器算法

33、的實(shí)現(xiàn)過程。在輸入組態(tài)方程時(shí)，特殊表達(dá)式均含有特定的標(biāo)志符和特定的格式,如maxX,Y,Z, 和min(X,Y,Z, )，在從ROM中讀取表達(dá)式時(shí)，根據(jù)特定的標(biāo)識(shí)符來識(shí)別，并以獨(dú)一的“，作為參數(shù)識(shí)別標(biāo)志。綜合表達(dá)式的解析是經(jīng)過調(diào)用普通表達(dá)式的解析函數(shù)和特殊表達(dá)式的解析來實(shí)現(xiàn)的，如圖-所示。圖 -組態(tài)表達(dá)式解析編程軟件的選擇上位機(jī)編程軟件的選擇對(duì)眾多初學(xué)者來說，絕對(duì)是一個(gè)難以決策的事情。在作為一種編程工具的意義上，他們以為各個(gè)軟件如：CB(C+ Builder) 和VC(Visual C+)沒有什么本質(zhì)的區(qū)別。就像Word 和WPS 在本質(zhì)都是字處置軟件一樣，對(duì)于言語就象他們都用中文在Word

34、和WPS 寫文章表達(dá)他們思想。CB和VC都是用C+。其它軟件都有一樣或不同的言語。如VB用的是Basic言語，Delphi用的Pascal言語。假設(shè)人類長有翅膀，那么飛機(jī)大抵永遠(yuǎn)不會(huì)被發(fā)明。飛機(jī)的發(fā)明，是為了彌補(bǔ)人類自已不能飛翔的缺陷。不能說一切的技術(shù)都是這樣，但C+對(duì)于C 的開展，完全是為彌補(bǔ)程序員腦力的缺乏。一個(gè)在校生在學(xué)會(huì)C 后，往往并沒有時(shí)機(jī)用C 去實(shí)際一個(gè)大中型的工程，領(lǐng)會(huì)不到在一個(gè)龐大軟件工程中，非面向?qū)ο笱哉Z的短處，所以在之后學(xué)習(xí)C+的過程中，也就很難真正領(lǐng)會(huì)到面向?qū)ο笱哉Z的優(yōu)點(diǎn)。簡(jiǎn)短一點(diǎn)說：不知道C 的短處，就不懂C+的優(yōu)點(diǎn)。相反，倒是很快就發(fā)現(xiàn)C+的缺陷：它的代碼效率多數(shù)情況

35、下都要比C 低不少。前面他們說過低級(jí)言語與高級(jí)言語的對(duì)比，C+言語也正是從語法構(gòu)造和言語功能上來限定或?qū)崿F(xiàn)一門編程言語更加接近人在現(xiàn)實(shí)生活中的思想習(xí)慣，從而到達(dá)減輕人的記憶和判別上的負(fù)擔(dān)。這其中最正確的方法之一就是所謂的“封裝。VC 的封裝類庫稱為MFC，它是一種很低階的封裝，它并沒有按照人類的思想習(xí)慣來重新組織和解釋W(xué)indows 對(duì)象指Windows 編程中所需的數(shù)據(jù)，處置，機(jī)制，接口， 而純粹是API 一對(duì)一的翻版。這樣的封裝任務(wù)帶來代碼封裝所固有的代碼效率降低的副作用，卻沒有給運(yùn)用者帶來任何方便。假設(shè)他是編程初學(xué)者，而他身邊又有VC 高手，那么他一定要多多向他學(xué)習(xí)討教，由于一個(gè)真正的V

36、C 編程高手，其同時(shí)一定也是一個(gè)深化了解Windows 內(nèi)核機(jī)制音訊循環(huán)，內(nèi)存管理，多義務(wù)虛現(xiàn)，資源運(yùn)用等，熟習(xí)Windows各種常用API 函數(shù)等等的高手。C+ Builder 對(duì)封裝庫稱為VCL(帶VC 字樣，可別以為它是Visual C+,其實(shí)它是：Visual Component Library，即：可視控件庫)。VC 的MFC 和CB 的VCL 都是基于但不限于對(duì)Windows API運(yùn)用程序接口函數(shù)的封裝，為什么要對(duì)API 進(jìn)展封裝？這就是回到了他們前面說過的，為什么有了C 又會(huì)有C+的問題。由于操作系統(tǒng)是用C 和匯編寫成的，它獲得到操作系統(tǒng)必需的代碼效率，但對(duì)運(yùn)用程序開發(fā)者而言，

37、它失去了易用性。所以微軟和Borland 都運(yùn)用高級(jí)言語對(duì)之進(jìn)展封裝任務(wù)。二者誰進(jìn)展得更好呢？要想成為Windows 編程高手，最終一定要繞過各種封裝，了解Windows 對(duì)象。但作為一個(gè)初學(xué)者，他們必需挑選一個(gè)好的封裝。但是由于設(shè)計(jì)時(shí)間緊迫，他們嘗試著采用一種新型的編程工具LABVIEW。由于LABVIEW具有入門簡(jiǎn)單，易學(xué)易用的優(yōu)點(diǎn)，再加上它G言語圖形化編程的特點(diǎn)。與傳統(tǒng)言語相比，LABVIEW的圖形編程方式可以為程序設(shè)計(jì)者節(jié)省%以上的程序開發(fā)時(shí)間，而運(yùn)轉(zhuǎn)速度根本不受影響，顯示LABVIEW極高的性能和任務(wù)效率。關(guān)于LABVIEW編程言語LABVIEW是一種程序開發(fā)環(huán)境，由美國國家儀器NI

38、公司研制開發(fā)的，類似于C和BASIC開發(fā)環(huán)境，但是LABVIEW與其他計(jì)算機(jī)言語的顯著區(qū)別是：其他計(jì)算機(jī)言語都是采用基于文本的言語產(chǎn)生代碼，而LABVIEW運(yùn)用的是圖形化編輯言語G編寫程序，產(chǎn)生的程序是框圖的方式。程序框圖如圖-所示。圖 -程序框圖樣例LABVIEW的概念LABVIEWLaboratory Virtual Instrument Engineering Workbench是一種用圖標(biāo)替代文本行創(chuàng)建運(yùn)用程序的圖形化編程言語。傳統(tǒng)文本編程言語根據(jù)語句和指令的先后順序決議程序執(zhí)行順序，而 LABVIEW那么采用數(shù)據(jù)流編程方式，程序框圖中節(jié)點(diǎn)之間的數(shù)據(jù)流向決議了VI及函數(shù)的執(zhí)行順序。VI

39、指虛擬儀器，是 LABVIEW 的程序模塊。LABVIEW提供很多外觀與傳統(tǒng)儀器如示波器、萬用表類似的控件，可用來方便地創(chuàng)建用戶界面。用戶界面在 LabVIEW 中被稱為前面板。運(yùn)用圖標(biāo)和連線，可以經(jīng)過編程對(duì)前面板上的對(duì)象進(jìn)展控制。這就是圖形化源代碼，又稱G代碼。LABVIEW 的圖形化源代碼在某種程度上類似于流程圖，因此又被稱作程序框圖代碼。LABVIEW 的函數(shù)庫包括數(shù)據(jù)采集、GPIB、串口控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)顯示及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等。LABVIEW 的特點(diǎn)盡能夠采用了通用的硬件，各種儀器的差別主要是軟件?？沙浞职l(fā)揚(yáng)計(jì)算機(jī)的才干，有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處置功能，可以發(fā)明出功能更強(qiáng)的儀器。用戶可以根據(jù)本人的需

40、求定義和制造各種儀器。LABVIEW是一種圖形化的編程言語的開發(fā)環(huán)境，它廣泛地被工業(yè)界、學(xué)術(shù)界和研討實(shí)驗(yàn)室所接受，視為一個(gè)規(guī)范的數(shù)據(jù)采集和儀器控制軟件。LABVIEW 集成了與滿足 GPIB、VXI、RS-和 RS- 協(xié)議的硬件及數(shù)據(jù)采集卡通訊的全部功能。它還內(nèi)置了便于運(yùn)用TCP/IP、ActiveX等軟件規(guī)范的庫函數(shù)。這是一個(gè)功能強(qiáng)大且靈敏的軟件。利用它可以方便地建立本人的虛擬儀器，其圖形化的界面使得編程及運(yùn)用過程都生動(dòng)有趣。 圖形化的程序文語，又稱為 “G 言語。運(yùn)用這種言語編程時(shí)，根本上不寫程序代碼，取而代之的是流程圖或框圖。它盡能夠利用了技術(shù)人員、科學(xué)家、工程師所熟習(xí)的術(shù)語、圖標(biāo)和概念

41、，因此，LABVIEW是一個(gè)面向最終用戶的工具。它可以加強(qiáng)他構(gòu)建本人的科學(xué)和工程系統(tǒng)的才干，提供了實(shí)現(xiàn)儀器編程和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的便利途徑。運(yùn)用它進(jìn)展原理研討、設(shè)計(jì)、測(cè)試并實(shí)現(xiàn)儀器系統(tǒng)時(shí)，可以大大提高任務(wù)效率。LABVIEW的運(yùn)用領(lǐng)域LABVIEW有很多優(yōu)點(diǎn)，尤其是在某些特殊領(lǐng)域其特點(diǎn)尤其突出。測(cè)試丈量：LABVIEW最初就是為測(cè)試丈量而設(shè)計(jì)的，因此測(cè)試丈量也就是如今LABVIEW最廣泛的運(yùn)用領(lǐng)域。經(jīng)過多年的開展，LABVIEW在測(cè)試丈量領(lǐng)域獲得了廣泛的成認(rèn)。至今，大多數(shù)主流的測(cè)試儀器、數(shù)據(jù)采集設(shè)備都擁有專門的LABVIEW驅(qū)動(dòng)程序，運(yùn)用LABVIEW可以非常便利的控制這些硬件設(shè)備。同時(shí)，用戶也可

42、以非常方便地找到各種適用于測(cè)試丈量領(lǐng)域的LABVIEW工具包。這些工具包幾乎覆蓋了用戶所需的一切功能，用戶在這些工具包的根底上再開發(fā)程序就容易多了。有時(shí)甚至于只需簡(jiǎn)單地調(diào)用幾個(gè)工具包中的函數(shù)，就可以組成一個(gè)完好的測(cè)試丈量運(yùn)用程序。 控制：控制與測(cè)試是兩個(gè)相關(guān)度非常高的領(lǐng)域，從測(cè)試領(lǐng)域起家的LABVIEW自然而然地首先拓展至控制領(lǐng)域。LABVIEW擁有專門用于控制領(lǐng)域的模塊LABVIEWDSC。除此之外，工業(yè)控制領(lǐng)域常用的設(shè)備、數(shù)據(jù)線等通常也都帶有相應(yīng)的LABVIEW驅(qū)動(dòng)程序。運(yùn)用LABVIEW可以非常方便的編制各種控制程序。 仿真：LABVIEW包含了多種多樣的數(shù)學(xué)運(yùn)算函數(shù)，特別適宜進(jìn)展模擬、

43、仿真、原型設(shè)計(jì)等任務(wù)。在設(shè)計(jì)機(jī)電設(shè)備之前，可以如今計(jì)算機(jī)上用LABVIEW搭建仿真原型，驗(yàn)證設(shè)計(jì)的合理性，找到潛在的問題。在高等教育領(lǐng)域，有時(shí)假設(shè)運(yùn)用LABVIEW進(jìn)展軟件模擬，就可以到達(dá)同樣的效果，使學(xué)生不致失去實(shí)際的時(shí)機(jī)。 兒童教育：由于圖形外觀美麗且容易吸引兒童的留意力，同時(shí)圖形比文本更容易被兒童接受和了解，所以LABVIEW非常受少年兒童的歡迎。對(duì)于沒有任何計(jì)算機(jī)知識(shí)的兒童而言，可以把LABVIEW了解成是一種特殊的“積木：把不同的原件搭在一同，就可以實(shí)現(xiàn)本人所需的功能。著名的可編程玩具“樂高積木運(yùn)用的就是LABVIEW編程言語。兒童經(jīng)過短暫的指點(diǎn)就可以利用樂高積木提供的積木搭建成各種

44、車輛模型、機(jī)器人等，再運(yùn)用LABVIEW編寫控制其運(yùn)動(dòng)和行為的程序。除了運(yùn)用于玩具，LABVIEW還有專門用于中小學(xué)生教學(xué)運(yùn)用的版本。 快速開發(fā)：根據(jù)筆者參與的一些工程統(tǒng)計(jì)，完成一個(gè)功能類似的大型運(yùn)用軟件，熟練的LABVIEW程序員所需的開發(fā)時(shí)間，大約只是熟練的C程序員所需時(shí)間的/左右。所以，假設(shè)工程開發(fā)時(shí)間緊張，應(yīng)該優(yōu)先思索運(yùn)用LABVIEW，以縮短開發(fā)時(shí)間。 跨平臺(tái)：假好像一個(gè)程序需求運(yùn)轉(zhuǎn)于多個(gè)硬件設(shè)備之上，也可以優(yōu)先思索運(yùn)用LABVIEW。LABVIEW具有良好的平臺(tái)一致性。LABVIEW的代碼不需任何修正就可以運(yùn)轉(zhuǎn)在常見的三大臺(tái)式機(jī)操作系統(tǒng)上：Windows、Mac OS 及 Linu

45、x。除此之外，LABVIEW還支持各種實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)和嵌入式設(shè)備，比如常見的PDA、FPGA以及運(yùn)轉(zhuǎn)VxWorks和PharLap系統(tǒng)的RT設(shè)備。簡(jiǎn)單回想一下LABVIEW最近的開展歷史也僅限于我可以搜集到的版本，從這里也可以間接的領(lǐng)會(huì)到LABVIEW的開展速度有多快。從LABVIEW的軟件版本來看我能搜集到的，應(yīng)該有LABVIEW 系列、LABVIEW 系列、LABVIEW 系列和LABVIEW 系列。而他們此次設(shè)計(jì)運(yùn)用的是NI公司年月發(fā)布的LABVIEW。虛擬儀器是當(dāng)前測(cè)控領(lǐng)域的熱點(diǎn)技術(shù)，它代表了未來儀器技術(shù)的開展方向。LABVIEW是優(yōu)秀的虛擬儀器軟件開發(fā)平臺(tái)，在LABVIEW環(huán)境下可高效

46、地進(jìn)展數(shù)據(jù)管理、科學(xué)計(jì)算等方面運(yùn)用程序的開發(fā)，尤其是測(cè)控系統(tǒng)及虛擬儀器的開發(fā)。自美國NI公司于年推出LABVIEWl.版后，經(jīng)過版本的不斷晉級(jí)，現(xiàn)已推出LABVIEW版。LABVIEW版是真正意義上的簡(jiǎn)體中文版。 LABVIEW圖形化的編程言語極大地提高了開發(fā)虛擬儀器的效率。據(jù)統(tǒng)計(jì)，相對(duì)于文本編程言語而言，運(yùn)用LABVIEW開發(fā)虛擬儀器，開發(fā)效率可以提高倍，絲毫不影響程序的執(zhí)行速度，同時(shí)LABVIEW在信號(hào)處置等方面的強(qiáng)大功能是目前的組態(tài)軟件不可比較的。上位機(jī)部分的程序編寫他們對(duì)LABVIEW的特點(diǎn)和性能有了初步的了解后，就要開場(chǎng)運(yùn)用LABVIEW對(duì)程序進(jìn)展編寫。這次程序編寫運(yùn)用的是LABVI

47、EW最新版本，LABVIEW 。由于LABVIEW以前沒有接觸過，所以在編寫程序前先找了相關(guān)的書籍對(duì)LABVIEW的編程環(huán)境、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)操作、構(gòu)造與屬性、波形顯示、數(shù)學(xué)分析以及串口通訊方面做了有關(guān)的學(xué)習(xí)。此次上位機(jī)程序主要包括兩大部分，串口通訊和SPC參數(shù)統(tǒng)計(jì)。經(jīng)過串口將下位機(jī)發(fā)送過來得數(shù)據(jù)接納，在上位機(jī)波形圖上進(jìn)展顯示，同時(shí)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)展SPC參數(shù)統(tǒng)計(jì)。串口通訊串口簡(jiǎn)介計(jì)算機(jī)串行接口簡(jiǎn)稱串口，串行通訊的通訊方式是將一條信息的各位數(shù)據(jù)按順序逐位傳送。串行通訊是一種古老但目前仍較為常見的通訊方式，早期的儀器、單片機(jī)等均運(yùn)用串口與計(jì)算機(jī)進(jìn)展通訊。當(dāng)然，目前也有不少儀器或芯片依然運(yùn)用串口與計(jì)算機(jī)

48、進(jìn)展通訊，如：PLC、Modem、GPS OEM電路板等。計(jì)算機(jī)串行接口采用RS協(xié)議，RSRS是Recommend Standard的縮寫協(xié)議是歷史較為悠久的一種通訊協(xié)議，于年被國際組織認(rèn)可。RS協(xié)議定義了串口的電氣特性如電壓值、機(jī)械特性如接頭外形及功能特性如腳位信號(hào)等。協(xié)議允許一個(gè)發(fā)送設(shè)備銜接到一個(gè)接納設(shè)備以傳送數(shù)據(jù)，最大傳輸速率為b/s。計(jì)算機(jī)串行口采用Intel 異步串行通訊組件構(gòu)成，COM、COM、COM、COM的基地址分別為F、F、E、E十六進(jìn)制。RS-C規(guī)范是RS協(xié)議中常用的規(guī)范，其接口有條線，條數(shù)據(jù)線，條控制線，條定時(shí)線，條備用和未定義，常用的只需根。串口通訊最重要的參數(shù)是波特率

49、、數(shù)據(jù)位、停頓位和奇偶校驗(yàn)。對(duì)于兩個(gè)進(jìn)展通行的端口，這些參數(shù)必需匹配： a，波特率：這是一個(gè)衡量通訊速度的參數(shù)。它表示每秒鐘傳送的bit的個(gè)數(shù)。例如波特表示每秒鐘發(fā)送個(gè)bit。當(dāng)他們提到時(shí)鐘周期時(shí)，他們就是指波特率例如假設(shè)協(xié)議需求波特率，那么時(shí)鐘是Hz。這意味著串口通訊在數(shù)據(jù)線上的采樣率為Hz。通常線的波特率為，和。波特率可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于這些值，但是波特率和間隔 成反比。高波特率經(jīng)常用于放置的很近的儀器間的通訊，典型的例子就是GPIB設(shè)備的通訊。 b，數(shù)據(jù)位：這是衡量通訊中實(shí)踐數(shù)據(jù)位的參數(shù)。當(dāng)計(jì)算機(jī)發(fā)送一個(gè)信息包，實(shí)踐的數(shù)據(jù)不會(huì)是位的，規(guī)范的值是、和位。如何設(shè)置取決于他想傳送的信息。比如，規(guī)范的A

50、SCII碼是位。擴(kuò)展的ASCII碼是位。假設(shè)數(shù)據(jù)運(yùn)用簡(jiǎn)單的文本規(guī)范ASCII碼，那么每個(gè)數(shù)據(jù)包運(yùn)用位數(shù)據(jù)。每個(gè)包是指一個(gè)字節(jié)，包括開場(chǎng)/停頓位，數(shù)據(jù)位和奇偶校驗(yàn)位。由于實(shí)踐數(shù)據(jù)位取決于通訊協(xié)議的選取，術(shù)語“包指任何通訊的情況。 c，停頓位：用于表示單個(gè)包的最后一位。典型的值為，.和位。由于數(shù)據(jù)是在傳輸線上定時(shí)的，并且每一個(gè)設(shè)備有其本人的時(shí)鐘，很能夠在通訊中兩臺(tái)設(shè)備間出現(xiàn)了小小的不同步。因此停頓位不僅僅是表示傳輸?shù)慕K了，并且提供計(jì)算機(jī)校正時(shí)鐘同步的時(shí)機(jī)。適用于停頓位的位數(shù)越多，不同時(shí)鐘同步的容忍程度越大，但是數(shù)據(jù)傳輸率同時(shí)也越慢。d，奇偶校驗(yàn)位：在串口通訊中一種簡(jiǎn)單的檢錯(cuò)方式。有四種檢錯(cuò)方式：偶

51、、奇、高和低。當(dāng)然沒有校驗(yàn)位也是可以的。對(duì)于偶和奇校驗(yàn)的情況，串口會(huì)設(shè)置校驗(yàn)位數(shù)據(jù)位后面的一位，用一個(gè)值確保傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有偶個(gè)或者奇?zhèn)€邏輯高位。例如，假設(shè)數(shù)據(jù)是，那么對(duì)于偶校驗(yàn)，校驗(yàn)位為，保證邏輯高的位數(shù)是偶數(shù)個(gè)。假設(shè)是奇校驗(yàn)，校驗(yàn)位為，這樣就有個(gè)邏輯高位。高位和低位不真正的檢查數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)單置位邏輯高或者邏輯低校驗(yàn)。這樣使得接納設(shè)備可以知道一個(gè)位的形狀，有時(shí)機(jī)判別能否有噪聲干擾了通訊或者能否傳輸和接納數(shù)據(jù)能否不同步。串口程序編寫LABVIEW中用于串行通訊的為儀器I/O口下地串口節(jié)點(diǎn)，在串口節(jié)點(diǎn)下有個(gè)節(jié)點(diǎn)，分別為VISA配置串口、VISA寫入、VISA讀取、VISA封鎖、VISA串口字節(jié)數(shù)、VIS

52、A串口中斷、VISA設(shè)置I/O口緩沖區(qū)大小以及VISA清空I/O口緩沖區(qū)。如圖-所示。圖 - 串口緩沖區(qū)首先選取VISA配置串口節(jié)點(diǎn)，對(duì)串口進(jìn)展配置初始化。主要配置串口波特率、數(shù)據(jù)位、停頓位、奇偶校驗(yàn)位。并且在控件選板中選擇VISA資源稱號(hào)的I/O口輸入控件，用此控件對(duì)串口進(jìn)展選擇。將這個(gè)控件與VISA配置串口節(jié)點(diǎn)進(jìn)展銜接。選擇波特率，數(shù)據(jù)位位，停頓位位，奇偶校驗(yàn)位。完成串口配置初始化。如圖-所示。圖 -串口配置初始化在完成串口初始化之后，需求對(duì)VISA寫入和VISA讀取進(jìn)展配置。根據(jù)程序設(shè)計(jì)要求，需求在VISA寫入外添加條件構(gòu)造。寫入節(jié)點(diǎn)的程序框圖如圖-所示。圖 - 寫入節(jié)點(diǎn)程序框圖而在VI

53、SA讀取節(jié)點(diǎn)前配置VISA串口字節(jié)數(shù)，來實(shí)現(xiàn)經(jīng)過串口寫入多少字節(jié)就能在讀取節(jié)點(diǎn)讀取多少字節(jié)。在讀取節(jié)點(diǎn)輸出端口同時(shí)接上十六進(jìn)制顯示端口和全局變量字符串顯示。將全局變量字符串轉(zhuǎn)換為輸入型，選取字符串與字節(jié)數(shù)組轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)，將得到的字符串轉(zhuǎn)換成數(shù)組，在最后接上波形實(shí)時(shí)顯示控件。同時(shí)在外部添加層疊式順序構(gòu)造，并且在后面添加幀，在該幀內(nèi)添加等待整數(shù)倍毫秒節(jié)點(diǎn)，使上一幀完成后延時(shí)ms。再在此外添加一個(gè)循環(huán)構(gòu)造完成對(duì)下位機(jī)發(fā)來的數(shù)據(jù)進(jìn)展延續(xù)的讀取。在程序末尾還得配置VISA串口封鎖節(jié)點(diǎn)。讀取節(jié)點(diǎn)的程序框圖如圖-所示。圖 -讀取節(jié)點(diǎn)框圖在完成對(duì)VISA串口初始化、VISA串口寫入、VISA串口讀取的配置后，串口

54、的收發(fā)就可以進(jìn)展。比如將單片機(jī)的串口的讀取和寫入管腳用短路子短接。將單片機(jī)與計(jì)算機(jī)經(jīng)過串口銜接，翻開LABVIEW 的程序，點(diǎn)擊運(yùn)轉(zhuǎn)后，在十六進(jìn)制輸入?yún)^(qū)輸入十六進(jìn)制數(shù)，點(diǎn)擊發(fā)送按鈕，數(shù)據(jù)可以經(jīng)過串口到達(dá)下位機(jī)部分，然后由于下位機(jī)串口的讀取與寫入是短接的，所以在上位機(jī)的十六進(jìn)制顯示區(qū)會(huì)出現(xiàn)與發(fā)送的數(shù)據(jù)完全一樣的數(shù)據(jù)，而在波形顯示區(qū)也可以產(chǎn)生相應(yīng)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)波形。此操作勝利闡明串口配置根本勝利，可以經(jīng)過LABVIEW 的G言語編寫的串口進(jìn)展數(shù)據(jù)收發(fā)，串口通訊。SPC參數(shù)統(tǒng)計(jì)前面引見過，SPC是Statistical Process Control的簡(jiǎn)稱統(tǒng)計(jì)過程控制。而SPC參數(shù)主要包括Ca、CP、C

55、PK、CPU、CPL等。SPC的主要參數(shù)CPK過程才干指數(shù)，是某個(gè)工程或過程水準(zhǔn)的量化反響，也是工程評(píng)價(jià)的一類重要目的。CPK = Cp * ( -Ca)，同CPK息息相關(guān)的兩個(gè)參數(shù)為Ca過程準(zhǔn)確度、Cp過程精細(xì)度, Ca可以用來分析當(dāng)前過程的平均值能否有偏移,而Cp可以用來分析當(dāng)前過程的離散程度相對(duì)于規(guī)格公差來說能否可以接受。CPK具有一定的評(píng)級(jí)規(guī)范，利用公式計(jì)算出來的CPK值愈大，代表過程綜合才干愈好，并可根據(jù)其值所在的等級(jí)做出相應(yīng)的調(diào)整對(duì)策。Ca制程才干指數(shù)其中Ca為制程才干指數(shù)，又名制程準(zhǔn)確度。表示過程特性中心位置的偏移程度，值等于零，即不偏移。值越大偏移越大，越小偏移越小。規(guī)范公式：

56、 Ca=k= (-)=制程平均數(shù)估計(jì)值，即Xbar。簡(jiǎn)易公式：Ca(k)= (-)T=USL-LSL=規(guī)格上限-規(guī)格下限=規(guī)格公差；PS：?jiǎn)芜呉?guī)格因沒有規(guī)格中心值，故不計(jì)算Ca；制造規(guī)格將單邊規(guī)格公差調(diào)整為雙邊規(guī)格，如此方可計(jì)算Ca。當(dāng)Ca=時(shí)，代表量測(cè)制程之實(shí)踐平均值與規(guī)格中心一樣；無偏移。當(dāng)Ca=時(shí)，代表量測(cè)制程之實(shí)踐平均值與規(guī)格上或下限一樣；偏移%。評(píng)等參考：Ca值愈小，質(zhì)量愈佳。依Ca值大小可分為四個(gè)等級(jí)。表- Ca評(píng)等參考等級(jí)Ca值處置原那么A維持現(xiàn)狀B改良為A級(jí)C立刻檢討改善D全面檢討停工檢查Cp制程精細(xì)度Cp為制程精細(xì)度，表示制程特性的一致性程度，值越大越集中，越小越分散?；駽p

57、= (-):單邊上限才干指數(shù):單邊下限才干指數(shù)USL：特性值之規(guī)格上限；即產(chǎn)品特性大于USL在工程上將呵斥不合格LSL：特性值之規(guī)格下限；即產(chǎn)品特性小于LSL在工程上將呵斥不合格制程平均數(shù)估計(jì)值；即制程目前特性值的中心位置：制程規(guī)范差估計(jì)值；即制程目前特性值的一致程度PS制程特性定義 單邊規(guī)格設(shè)計(jì)規(guī)格因沒有規(guī)格上限或下限 沒有規(guī)格下限Cp=CPU=Cpk 沒有規(guī)格上限Cp=CPL=CpkCpk綜合制程才干指數(shù)同時(shí)思索偏移及一致程度。 (-) (-)PS制程特性定義單邊規(guī)格設(shè)計(jì)規(guī)格因沒有規(guī)格上限或下限 沒有規(guī)格下限Cp=CPU=Cpk (-) 沒有規(guī)格上限Cp=CPL=Cpk (-)評(píng)等參考當(dāng)C

58、pk值愈大，代表制程綜合才干愈好。等級(jí)斷定：依Cpk值大小可分為五級(jí)表- Cpk等級(jí)斷定等級(jí)Cpk值處置原那么A+ 無缺陷思索降低本錢 A維持現(xiàn)狀 B有缺陷發(fā)生 C立刻檢討改善 D采取措施進(jìn)展質(zhì)量改善上位機(jī)部分經(jīng)過對(duì)接納到的下位機(jī)發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)展的處置，得到的SPC參數(shù)統(tǒng)計(jì)的數(shù)值。經(jīng)過由上位機(jī)經(jīng)過SPC過程統(tǒng)計(jì)控制處置過得參數(shù)來確定所得到的SPC參數(shù)能否符合規(guī)范。根據(jù)SPC參數(shù)的額大小來判別經(jīng)過數(shù)據(jù)對(duì)接納到的數(shù)據(jù)的處置原那么。經(jīng)過得到的SPC參數(shù)，對(duì)加工的工件進(jìn)展系統(tǒng)的檢測(cè)。得出判別的結(jié)果。完成對(duì)于上傳數(shù)據(jù)的選擇?？偨Y(jié)對(duì)過程作出可靠的評(píng)價(jià)，確定過程的統(tǒng)計(jì)控制界限，判別過程能否失控和過程能否有才干

59、；為過程提供一個(gè)早期報(bào)警系統(tǒng)，及時(shí)監(jiān)控過程的情況以防止廢品的發(fā)生；減少對(duì)常規(guī)檢驗(yàn)的依賴性，定時(shí)的察看以及系統(tǒng)的丈量方法替代了大量的檢測(cè)和驗(yàn)證任務(wù)。 有了以上的預(yù)防和控制，他們的企業(yè)當(dāng)然是可以： ()降低本錢； ()降低不良率，減少返工和浪費(fèi)； ()提高勞動(dòng)消費(fèi)率； ()更好地了解和實(shí)施質(zhì)量體系。在消費(fèi)過程中，產(chǎn)品的加工尺寸的動(dòng)搖是不可防止的。它是由人、機(jī)器、資料、方法和環(huán)境等根本要素的動(dòng)搖影響所致。動(dòng)搖分為兩種：正常動(dòng)搖和異常動(dòng)搖。正常動(dòng)搖是偶爾性緣由不可防止要素呵斥的。它對(duì)產(chǎn)質(zhì)量量影響較小，在技術(shù)上難以消除，在經(jīng)濟(jì)上也不值得消除。異常動(dòng)搖是由系統(tǒng)緣由異常要素呵斥的。它對(duì)產(chǎn)質(zhì)量量影響很大，但可

60、以采取措施防止和消除。過程控制的目的就是消除、防止異常動(dòng)搖，使過程處于正常動(dòng)搖形狀。經(jīng)過對(duì)于SPC參數(shù)的系統(tǒng)估計(jì)，他們可以參考SPC參數(shù)對(duì)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的加工過程進(jìn)展系統(tǒng)的判別。從而利用SPC參數(shù)提高消費(fèi)效率，降低次品率。對(duì)SPC進(jìn)展上位機(jī)編程運(yùn)用LABVIEW對(duì)上位機(jī)部分的SPC參數(shù)統(tǒng)計(jì)進(jìn)展編程。首先得根據(jù)下位機(jī)經(jīng)過串口傳送來的數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)存放到全局變量中，等待后面的計(jì)算。對(duì)于算術(shù)平均值和規(guī)范差得計(jì)算可以用函數(shù)選板中的概率統(tǒng)計(jì)節(jié)點(diǎn)下的統(tǒng)計(jì)節(jié)點(diǎn)。將全局變量字符串信號(hào)經(jīng)過字符串到數(shù)組轉(zhuǎn)換節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)換變成數(shù)組，在經(jīng)過統(tǒng)計(jì)節(jié)點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)節(jié)點(diǎn)在信號(hào)分析Express VI的選板中，統(tǒng)計(jì)節(jié)點(diǎn)可以用來計(jì)算信號(hào)值的