一款重型包裝抗壓系統(tǒng)控制軟件的設(shè)計與開發(fā)

盧勇躍+郭利斌+寧凡

摘要：以C語言為設(shè)計平臺，針對重型包裝抗壓試驗機設(shè)計開發(fā)了一款重型包裝抗壓系統(tǒng)控制軟件。該軟件平臺主要由伺服電機控制軟件、數(shù)據(jù)采集軟件、數(shù)據(jù)處理軟件等模塊構(gòu)成,具有多種功能，主要用于各類大型尺寸瓦楞紙箱、蜂窩紙箱和木托盤的抗壓強度檢測與試驗。另外，該軟件還可以用于家用電器、各類金屬部件、儀器等物品的抗壓強度測試。測試結(jié)果表明，該軟件具有較高的測量精度。

關(guān)鍵詞：C語言；測試軟件；抗壓系統(tǒng)

中圖分類號：TS02 文獻標(biāo)識碼：A

Design and Developmentt of a Heavy-duty Packaging Compression System Control Software

LU Yongyue1,GUO Libin2,NING Fan3

(1.Hangzhou Pntoo Electronic Techonlogy Co.,Ltd.,Hangzhou 310035,China;

2.Hangzhou Pnshar Techonlogy Co.,Ltd.,Hangzhou 310035,China;

3.Department of Information Science and Electronic,Hangzhou Vocational and Technical College,Hangzhou 310018,China)

Abstract:A heavy-duty compression system control software package is designed and developed based on C-language for heavy packaging testing machine.The software platform is mainly composed of servo motor control software,data acquisition software,data processing software modules.The software has a variety of functions,mainly for compressive strength testing and testing all types of large size corrugated boxes,cartons and wooden pallets honeycomb.In addition,the software can also be used to test the compressive strength of household appliances,all kinds of metal parts,equipment and other items.Test results show that the software platform has higher measurement accuracy.

Keywords:C-language;testing software;compression control system

1 引 言(Introduction)

隨著我國經(jīng)濟的繁榮和發(fā)展，人們對物品包裝、印刷等的要求越來越嚴(yán)格，包裝需求量與日俱增，對包裝印刷材料的印刷適性的測試需求越來越高。因此，設(shè)計開發(fā)一款高性能的控制軟件平臺，對促進我國造紙印刷業(yè)的發(fā)展具有積極的意義。隨著新技術(shù)的不斷發(fā)展，相關(guān)的國際國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)不時進行相應(yīng)的修訂，提高了對測試軟件的要求，與電子、日化等其他行業(yè)相比，我國的這類測試軟件整體水平處于相對落后狀態(tài)，不能很好地適應(yīng)我國迅猛發(fā)展的造紙及印刷行業(yè)面向國際的需要，為印刷、造紙行業(yè)提供一款測試技術(shù)先進、操作簡便、自動化程度高的控制軟件平臺就顯得尤為重要和迫切，同時對提高行業(yè)水平，與國際水平接軌也具有重要的意義。

重型包裝分為重型瓦楞紙板包裝箱、木包裝箱及托盤，是在物流運輸行業(yè)的托盤性能測試設(shè)備，國內(nèi)正處于起步階段，前期的測試由人工記錄數(shù)據(jù)，無法實現(xiàn)24小時或48小時的長期數(shù)據(jù)測試記錄。本文旨在針對重型包裝設(shè)備，以C語言[1-4]為平臺設(shè)計一款控制軟件，主要用于各類托盤抗壓性能測試，軟件具備標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測試過程設(shè)置功能，測試過程數(shù)據(jù)實時記錄。該控制軟件具有各項參數(shù)測試、顯示功能，測試過程可以實時顯示數(shù)據(jù)曲線，可根據(jù)各種條件進行數(shù)據(jù)查詢、報表輸出等功能，操作方便，壓板測試結(jié)束可暫停返回。

該控制軟件的開發(fā)推廣，將大大提高測試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，使用廠家可以全面了解產(chǎn)品的性能，即可滿足產(chǎn)品性能又能節(jié)省資源，達到為廠家節(jié)約成本提高產(chǎn)品的利潤的目的。

2 軟件構(gòu)成(Software system)

該軟件程序主要由伺服電機控制[5]、參數(shù)設(shè)置模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、測試模塊、數(shù)據(jù)處理、顯示和打印模塊等?？刂栖浖慕Y(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)軟件構(gòu)成

Fig.1 System software

重型包裝抗壓控制軟件具備壓力實時采集、伺服電機控制、參數(shù)設(shè)置(如上下壓板的間距設(shè)置、測試速度、定量、下降比例等)、超量程保護、超限位報警、壓力和變形量曲線顯示、測試結(jié)果處理、打印等功能。能自動完成對重型包裝的抗壓、定值和堆碼測試。該軟件還可以在曲線顯示和數(shù)據(jù)顯示界面之間來回切換，方便客戶使用。主程序模塊如圖2所示。

圖2 主程序流程圖

Fig.2 Main processes

3 主要軟件模塊設(shè)計(The main software)

3.1 伺服電機控制軟件

該軟件模塊具有控制伺服電機正反轉(zhuǎn)功能、控制伺服電機高低速功能、動壓盤超限位報警功能。該模塊的流程圖如圖3所示。

圖3 伺服電機控制軟件流程圖

Fig.3 Servo motor control software flow

3.2 參數(shù)設(shè)置軟件模塊

該軟件模塊具有設(shè)置試樣定量、下降比例設(shè)置、試樣規(guī)格(長度、寬度、高度)設(shè)置、設(shè)置曲線坐標(biāo)最大值、設(shè)置測量編號/批號、設(shè)置上下壓板間距功能、設(shè)置使用的語言(中英文)、設(shè)置系統(tǒng)時間和日期、設(shè)置試樣夾持力值等功能。該模塊的流程圖如圖4所示。

圖4 參數(shù)設(shè)置軟件流程圖

Fig.4 Parameter setting module software flow

3.3 數(shù)據(jù)采集軟件模塊

該軟件具有實時顯示傳感器力值大小和力值超量程報警。該模塊的流程圖如圖5所示。

圖5 數(shù)據(jù)采集軟件流程

Fig.5 Data collection software flow

3.4 測試軟件模塊

測試模塊軟件具有強度試驗、堆碼試驗、定制試驗控制功能，流程圖如圖6所示。

圖6 測試軟件流程

Fig.6 Test software flow

3.5 數(shù)據(jù)處理軟件模塊

該軟件模塊顯示力值和變形量曲線關(guān)系。儀器實時記錄力值和變形量，并按液晶屏顯示的尺寸，將數(shù)據(jù)按一定比例進行計算，最終顯示到液晶屏上，并可保存10組曲線顯示的數(shù)據(jù)，便于查詢；查詢以前的測試記錄；可刪除無效測試數(shù)據(jù)；計算本批次的最大值和最小值；計算本批次的平均值；計算標(biāo)注偏差和變異系數(shù)；打印任意一次測試數(shù)據(jù)；打印統(tǒng)計后的所有數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)處理軟件流程如圖7所示。

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圖7 數(shù)據(jù)處理軟件流程

Fig.7 Data processing software flow

3.6 系統(tǒng)校準(zhǔn)軟件模塊

該軟件模塊具有傳感器系數(shù)校準(zhǔn)，保證系統(tǒng)測試力值的準(zhǔn)確度；變形量校準(zhǔn)，保證系統(tǒng)變形量值的準(zhǔn)確性；速度檢驗功能，保證系統(tǒng)測試速度的準(zhǔn)確性等功能。系統(tǒng)校準(zhǔn)軟件流程如圖8所示。

圖8 系統(tǒng)校準(zhǔn)軟件流程

Fig.8 System calibration software flow

該控制軟件除了以上的功能以外，還具有通信功能，可以根據(jù)一定的協(xié)議和計算機通訊，將測試結(jié)果傳送到計算機，便于保存，通訊協(xié)議如下。

4 測試舉例(Example)

托盤抗壓試驗機測控軟件[6,7]是托盤抗壓試驗機的配套控制軟件，滿足托盤所需的試驗功能。保存所有測試結(jié)果和測試曲線，根據(jù)樣品批號、名稱、規(guī)格、測試模式、測試日期等實現(xiàn)對歷史數(shù)據(jù)的查詢，查詢結(jié)果可曲線顯示，曲線坐標(biāo)可根據(jù)需求選擇，并生成不同的報表。測試結(jié)束，壓板是否立即返回，可設(shè)定，方便測試。測試結(jié)果如圖9和圖10所示。

圖9 記錄信息

Fig.9 Record information

圖10 測量點

Fig.10 Measurement points

5 結(jié)論(Conclusion)

針對重型抗壓包裝設(shè)備，以C語言為平臺設(shè)計開發(fā)重型包裝抗壓系統(tǒng)控制軟件的。該儀器具有多種測試功能，伺服電機控制、參數(shù)設(shè)置模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、測試模塊、數(shù)據(jù)處理、顯示和打印等功能。結(jié)果表明該軟件平臺測試精度高、范圍廣，符合國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(References)

[1] 澤雷爾.嵌入式系統(tǒng)的C程序設(shè)計[M].北京:機械工業(yè)出版社,2002:4-65.

[2] M帕茲.結(jié)構(gòu)動力學(xué)—理論與計算[M].北京:地震出版社,1993:81-95.

[3] 鄭百哲.包裝動力學(xué)[M].北京:北京科技出版社,1990:38-46.

[4] 寧凡,程建國.基于ARM7的炭黑復(fù)合導(dǎo)電材料的電阻-溫度測量系統(tǒng)[J].信息化研究,2009(10):25-27.

[5] 陳敏,鄧穎. LPC2141的無刷直流電機控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,2010(01):32-34;37.

[6] 周渡海,等.ARM LPC210的無刷直流電機控制方案[J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,2007(10):57-60.

[7] 陳山,潘天紅,朱進.瓦楞紙板自動橫切機控制系統(tǒng)設(shè)計[J].林業(yè)機械與木工設(shè)備,2005(12):22-24.

作者簡介：

盧勇躍(1977-)，男，本科，工程師.研究領(lǐng)域：智能儀器儀表.

郭利斌(1981-)，男，大專，助理工程師.研究領(lǐng)域：儀器儀表.

寧凡(1976-)，女，碩士，副教授.研究領(lǐng)域：電子信息技術(shù).

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圖7 數(shù)據(jù)處理軟件流程

Fig.7 Data processing software flow

3.6 系統(tǒng)校準(zhǔn)軟件模塊

該軟件模塊具有傳感器系數(shù)校準(zhǔn)，保證系統(tǒng)測試力值的準(zhǔn)確度；變形量校準(zhǔn)，保證系統(tǒng)變形量值的準(zhǔn)確性；速度檢驗功能，保證系統(tǒng)測試速度的準(zhǔn)確性等功能。系統(tǒng)校準(zhǔn)軟件流程如圖8所示。

圖8 系統(tǒng)校準(zhǔn)軟件流程

Fig.8 System calibration software flow

該控制軟件除了以上的功能以外，還具有通信功能，可以根據(jù)一定的協(xié)議和計算機通訊，將測試結(jié)果傳送到計算機，便于保存，通訊協(xié)議如下。

4 測試舉例(Example)

托盤抗壓試驗機測控軟件[6,7]是托盤抗壓試驗機的配套控制軟件，滿足托盤所需的試驗功能。保存所有測試結(jié)果和測試曲線，根據(jù)樣品批號、名稱、規(guī)格、測試模式、測試日期等實現(xiàn)對歷史數(shù)據(jù)的查詢，查詢結(jié)果可曲線顯示，曲線坐標(biāo)可根據(jù)需求選擇，并生成不同的報表。測試結(jié)束，壓板是否立即返回，可設(shè)定，方便測試。測試結(jié)果如圖9和圖10所示。

圖9 記錄信息

Fig.9 Record information

圖10 測量點

Fig.10 Measurement points

5 結(jié)論(Conclusion)

針對重型抗壓包裝設(shè)備，以C語言為平臺設(shè)計開發(fā)重型包裝抗壓系統(tǒng)控制軟件的。該儀器具有多種測試功能，伺服電機控制、參數(shù)設(shè)置模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、測試模塊、數(shù)據(jù)處理、顯示和打印等功能。結(jié)果表明該軟件平臺測試精度高、范圍廣，符合國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(References)

[1] 澤雷爾.嵌入式系統(tǒng)的C程序設(shè)計[M].北京:機械工業(yè)出版社,2002:4-65.

[2] M帕茲.結(jié)構(gòu)動力學(xué)—理論與計算[M].北京:地震出版社,1993:81-95.

[3] 鄭百哲.包裝動力學(xué)[M].北京:北京科技出版社,1990:38-46.

[4] 寧凡,程建國.基于ARM7的炭黑復(fù)合導(dǎo)電材料的電阻-溫度測量系統(tǒng)[J].信息化研究,2009(10):25-27.

[5] 陳敏,鄧穎. LPC2141的無刷直流電機控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,2010(01):32-34;37.

[6] 周渡海,等.ARM LPC210的無刷直流電機控制方案[J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,2007(10):57-60.

[7] 陳山,潘天紅,朱進.瓦楞紙板自動橫切機控制系統(tǒng)設(shè)計[J].林業(yè)機械與木工設(shè)備,2005(12):22-24.

作者簡介：

盧勇躍(1977-)，男，本科，工程師.研究領(lǐng)域：智能儀器儀表.

郭利斌(1981-)，男，大專，助理工程師.研究領(lǐng)域：儀器儀表.

寧凡(1976-)，女，碩士，副教授.研究領(lǐng)域：電子信息技術(shù).

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圖7 數(shù)據(jù)處理軟件流程

Fig.7 Data processing software flow

3.6 系統(tǒng)校準(zhǔn)軟件模塊

該軟件模塊具有傳感器系數(shù)校準(zhǔn)，保證系統(tǒng)測試力值的準(zhǔn)確度；變形量校準(zhǔn)，保證系統(tǒng)變形量值的準(zhǔn)確性；速度檢驗功能，保證系統(tǒng)測試速度的準(zhǔn)確性等功能。系統(tǒng)校準(zhǔn)軟件流程如圖8所示。

圖8 系統(tǒng)校準(zhǔn)軟件流程

Fig.8 System calibration software flow

該控制軟件除了以上的功能以外，還具有通信功能，可以根據(jù)一定的協(xié)議和計算機通訊，將測試結(jié)果傳送到計算機，便于保存，通訊協(xié)議如下。

4 測試舉例(Example)

托盤抗壓試驗機測控軟件[6,7]是托盤抗壓試驗機的配套控制軟件，滿足托盤所需的試驗功能。保存所有測試結(jié)果和測試曲線，根據(jù)樣品批號、名稱、規(guī)格、測試模式、測試日期等實現(xiàn)對歷史數(shù)據(jù)的查詢，查詢結(jié)果可曲線顯示，曲線坐標(biāo)可根據(jù)需求選擇，并生成不同的報表。測試結(jié)束，壓板是否立即返回，可設(shè)定，方便測試。測試結(jié)果如圖9和圖10所示。

圖9 記錄信息

Fig.9 Record information

圖10 測量點

Fig.10 Measurement points

5 結(jié)論(Conclusion)

針對重型抗壓包裝設(shè)備，以C語言為平臺設(shè)計開發(fā)重型包裝抗壓系統(tǒng)控制軟件的。該儀器具有多種測試功能，伺服電機控制、參數(shù)設(shè)置模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、測試模塊、數(shù)據(jù)處理、顯示和打印等功能。結(jié)果表明該軟件平臺測試精度高、范圍廣，符合國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(References)

[1] 澤雷爾.嵌入式系統(tǒng)的C程序設(shè)計[M].北京:機械工業(yè)出版社,2002:4-65.

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[3] 鄭百哲.包裝動力學(xué)[M].北京:北京科技出版社,1990:38-46.

[4] 寧凡,程建國.基于ARM7的炭黑復(fù)合導(dǎo)電材料的電阻-溫度測量系統(tǒng)[J].信息化研究,2009(10):25-27.

[5] 陳敏,鄧穎. LPC2141的無刷直流電機控制系統(tǒng)設(shè)計[J]. 單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,2010(01):32-34;37.

[6] 周渡海,等.ARM LPC210的無刷直流電機控制方案[J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,2007(10):57-60.

[7] 陳山,潘天紅,朱進.瓦楞紙板自動橫切機控制系統(tǒng)設(shè)計[J].林業(yè)機械與木工設(shè)備,2005(12):22-24.

作者簡介：

盧勇躍(1977-)，男，本科，工程師.研究領(lǐng)域：智能儀器儀表.

郭利斌(1981-)，男，大專，助理工程師.研究領(lǐng)域：儀器儀表.

寧凡(1976-)，女，碩士，副教授.研究領(lǐng)域：電子信息技術(shù).

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