壓力遠(yuǎn)程液壓操控設(shè)備

壓力實驗艙、遠(yuǎn)程液壓操控系統(tǒng)是用于模擬水下干式焊接環(huán)境，并進(jìn)行壓力環(huán)境下焊接實驗的裝置。將待焊試件置于焊件旋轉(zhuǎn)型工作臺架上，通過液壓關(guān)閉艙門并加注氣體，形成壓力環(huán)境。通過焊接遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)對焊接狀況進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視，通過壓力轉(zhuǎn)換接頭將焊接信號進(jìn)行穿艙，與外部焊接電源及控制系統(tǒng)連接。焊接信號由四路記錄式遠(yuǎn)程信號接收顯示系統(tǒng)進(jìn)行存儲和顯示，實現(xiàn)焊接過程人工遠(yuǎn)程操控。該實驗系統(tǒng)主要用于科學(xué)研究，也可用于過程裝備與控制工程專業(yè)、機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)的教學(xué)演示實驗，并在上述專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計及科技方法訓(xùn)練等實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。 2100433B

(1) 艙體尺寸φ1400×2060×28；(2) 艙體材質(zhì)16Mn三級鍛件；(3) 設(shè)計壓力4.8MPa；(4) 設(shè)計溫度100℃；(5) 封頭液壓開門角度大于90度；(6) 保證4.8MPa內(nèi)壓安全連鎖；(7) 空壓機(jī)工作壓力1.6MPa；(8) 焊接遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)；(9) 連續(xù)力矩0.64Nm、功率>200W液壓遠(yuǎn)程操控電機(jī)；(10) φ1200焊件旋轉(zhuǎn)型工作臺架；(11) 四路記錄式遠(yuǎn)程信號接收顯示系統(tǒng)。

為實現(xiàn)控制距離遠(yuǎn)，精度高，必須提高遠(yuǎn)程設(shè)備信息的精度，因存在多個系統(tǒng)之間的通信問題，有時采用人工方式鍵入遠(yuǎn)程指示信息，在數(shù)據(jù)量大的情況下，導(dǎo)致信息鍵入失誤率上升。為提高鍵入遠(yuǎn)程設(shè)備信息的精度，研究實現(xiàn)了基于ARM的遠(yuǎn)程設(shè)備信息的自動輸入轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，遠(yuǎn)程設(shè)備信息通過RS485協(xié)議方式傳榆至本系統(tǒng)，系統(tǒng)解析信息協(xié)議、分析數(shù)據(jù)，并將得到的鍵盤鼠標(biāo)數(shù)據(jù)以PS2鍵盤協(xié)議和串口鼠標(biāo)協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)給控制系統(tǒng)。在實際演練中，遠(yuǎn)程設(shè)備信息自動輸入轉(zhuǎn)換系統(tǒng)提高了信息的鍵入精度，為控制自動化提高了效率。

遠(yuǎn)程輸入設(shè)備系統(tǒng)工作原理

系統(tǒng)實時接收鍵盤、鼠標(biāo)命令，向計算機(jī)主機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，實現(xiàn)鍵盤、鼠標(biāo)正常信息輸入；在外部設(shè)備的控制下自動完成鍵盤、鼠標(biāo)信息傳輸通道切換，并接收外部設(shè)備發(fā)送的指示信息，模擬生成計算機(jī)主機(jī)可以接收的信息并按照設(shè)計的時序發(fā)送至計算機(jī)主機(jī)，實現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備信息中各項參數(shù)的模擬鍵人；實現(xiàn)參數(shù)鍵入后，及時將控制權(quán)交還給鍵盤、鼠標(biāo)，恢復(fù)正常操控功能。

遠(yuǎn)程輸入設(shè)備總體框架

系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

遠(yuǎn)程設(shè)備信息自動輸入轉(zhuǎn)換系統(tǒng)工作流程如下：

第一步，在未收到遠(yuǎn)程設(shè)備信息時，模擬器對鍵盤、鼠標(biāo)進(jìn)行實時轉(zhuǎn)發(fā)，完成鍵盤、鼠標(biāo)命令信息輸入；

第二步，在需要輸入遠(yuǎn)程設(shè)備信息時，首先進(jìn)入需要輸入遠(yuǎn)程設(shè)備信息的頁面，在遠(yuǎn)程設(shè)備信息處理設(shè)備上輸入需要發(fā)送的遠(yuǎn)程設(shè)備信息批號，并確認(rèn)發(fā)送；

第三步，遠(yuǎn)程設(shè)備信息處理設(shè)備將遠(yuǎn)程設(shè)備信息的內(nèi)容和需要輸入的位置信息按照規(guī)定的接口協(xié)議發(fā)送給模擬器；

第四步，模擬器在收到遠(yuǎn)程設(shè)備的信息后，自動進(jìn)行鍵盤、鼠標(biāo)信息傳輸通道切換，屏蔽原有鍵盤、鼠標(biāo)傳輸通道，接通模擬鍵盤、鼠標(biāo)通道；

第五步，模擬器首先控制鼠標(biāo)指針移到屏幕左上角位置(0，0)像素點上，然后調(diào)用鼠標(biāo)最優(yōu)移動算法將鼠標(biāo)指針移動到指定位置像素區(qū)域，并模擬單擊指令，選中需要輸入的數(shù)據(jù)；

第六步，模擬器將接收到遠(yuǎn)程設(shè)備信息的鍵盤碼轉(zhuǎn)換成符合專用鍵盤格式的掃描碼數(shù)據(jù)，完成遠(yuǎn)程設(shè)備信息的自動鍵入；

第七步，數(shù)據(jù)輸入完成后，模擬器控制將鍵盤、鼠標(biāo)信息傳輸通道切換回原來狀態(tài)，恢復(fù)鍵盤、鼠標(biāo)正常操控功能。

遠(yuǎn)程輸入設(shè)備系統(tǒng)的硬件設(shè)計

遠(yuǎn)程設(shè)備信息自動輸入轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可采用成熟的接口電路技術(shù)，以ARM為主控芯片，結(jié)合串口控制芯片、DC、DC電源轉(zhuǎn)換模塊、繼電器芯片等一些專用接口芯片和外圍電路實現(xiàn)。遠(yuǎn)程設(shè)備信息自動輸入轉(zhuǎn)換系統(tǒng)邏輯原理圖如圖2所示。

在鍵盤、鼠標(biāo)模擬器中，ARM作為主控芯片完成遠(yuǎn)程設(shè)備信息的接收和發(fā)送應(yīng)答，實現(xiàn)鍵盤、鼠標(biāo)輸人的切換，并把遠(yuǎn)程設(shè)備信息模擬轉(zhuǎn)發(fā)給本地計算機(jī)。

系統(tǒng)在不通電的情況下，鍵盤輸人和模擬鍵盤輸出直接連通，當(dāng)外部設(shè)備輸入信息后，切換繼電器輸出引腳，實現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備信息解析并按照PS/2協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)給本地計算機(jī)。信息發(fā)送完畢后，切換繼電器，恢復(fù)鍵盤輸入和模擬鍵盤輸出直接連通狀態(tài)。鍵盤輸入和模擬鍵盤輸出同時通過繼電器切換和ARM芯片連接，實現(xiàn)信息的轉(zhuǎn)發(fā)。

系統(tǒng)在不通電的情況下，鼠標(biāo)輸入和模擬鼠標(biāo)輸出直接連通。當(dāng)外部設(shè)備輸入信息后，切換繼電器輸出引腳，實現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)備信息處理轉(zhuǎn)發(fā)給本地計算機(jī)。信息發(fā)送完畢后，切換繼電器，恢復(fù)鼠標(biāo)輸入和模擬鼠標(biāo)輸出直接連通狀態(tài)。