王澤波 區(qū)卓琨 李業(yè)成 鄭雙江

摘 要：人們在日常生活中使用白色陶瓷器具盛放帶有顏色的液態(tài)食物一段時間后，有時帶色液體會滲入釉層進入坯體而無法清洗去除，體現(xiàn)在使用過程中的抗?jié)B污性差，存在質(zhì)量問題。本文旨在通過實驗，確定一種測定白色日用陶瓷器具（包括底色為白色周邊有各種花色圖案的陶瓷器具）抗?jié)B污性的方法，該研究是對日用陶瓷器具覆蓋范圍最大的檢測標準GB/T3532-2009《日用瓷器》中未涉及到的方面進行的有益補充和完善。

關(guān)鍵詞：白色;陶瓷器具;抗?jié)B污性;測定方法

1 前 言

智能馬桶基礎(chǔ)功能主要包括清洗、座圈加熱、暖風(fēng)干燥等，隨著技術(shù)的進步、消費者使用要求的提高，產(chǎn)品也在不斷的升級，智能馬桶功能逐漸擴展到婦洗、移動按摩、消毒、除臭、蓋板自動開合等多種功能。智能馬桶的壽命測試，是模擬其功能的一般程序及其步驟所進行的耐久性試驗，是評價產(chǎn)品質(zhì)量好壞的重要指標之一，可為新產(chǎn)品開發(fā)、質(zhì)量監(jiān)督、質(zhì)量仲裁等提供有效的科學(xué)數(shù)據(jù)。

本控制系統(tǒng)采用 “PC機+運動控制卡”方案，根據(jù)智能馬桶的實際功能進行參數(shù)設(shè)置，適合對各類智能馬桶產(chǎn)品進行壽命測試，可實時觀察試驗過程檢測數(shù)據(jù)，為產(chǎn)品質(zhì)量檢驗提供依據(jù)。

運動控制卡采用專業(yè)運動控制芯片或高速DSP作為運動控制核心，大多用于控制步進電機或伺服電機。并且運動控制卡都配有功能強大、內(nèi)容豐富的運動控制驅(qū)動軟件工具，用戶可以短期內(nèi)在DOS或Windows系統(tǒng)平臺下自行開發(fā)出功能強大的運動控制系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)組成及硬件介紹

本系統(tǒng)的硬件組成框圖如圖1所示?？刂瓶ú捎蒙钲诠谈吖綠T200-SV運動控制卡，工作臺的驅(qū)動系統(tǒng)采用安川公司的SGMAH-08AAA41永磁式交流伺服電機和SGDM-08ADA交流伺服驅(qū)動器。交流伺服電機直接驅(qū)動滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)，動態(tài)的調(diào)節(jié)氣缸平臺的高度。交流伺服電機端部的增量式碼盤被用于電機轉(zhuǎn)子角位置的反饋，與伺服驅(qū)動器構(gòu)成半閉環(huán)控制方式。氣缸平臺實時位置通過紅外測距傳感器傳送到運動控制卡，使系統(tǒng)構(gòu)成全閉環(huán)控制方式。

固高公司生產(chǎn)的GT200-SV運動控制卡，可以同時控制多個運動軸，實現(xiàn)復(fù)雜的多軸協(xié)調(diào)運動。運動控制器結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，其外形結(jié)構(gòu)如圖3所示。運動卡的核心是ADSP2181數(shù)字信號處理器和FPGA，前者的哈佛結(jié)構(gòu)和MAC單元非常適合完成復(fù)雜的運動控制算法，充分利用DSP的高速計算能力，實現(xiàn)復(fù)雜的運動規(guī)劃、高速實時多軸插補、誤差補償、伺服控制濾波和更復(fù)雜的運動學(xué)、動力學(xué)計算以及實時控制管理，使得運動控制精度更高、速度更快、運動更加平穩(wěn);后者FPGA邏輯可編程器件和其他相關(guān)器件組成伺服控制和位置反饋硬件接口，實現(xiàn)譯碼、倍頻、脈沖分配、定時、計數(shù)等功能。運動控制卡采用ISA或PCI總線與PC相連，數(shù)據(jù)通過雙端口RAM在上下位機間傳送。雙端口RAM是一種特殊的隨機存儲器，它具有兩組數(shù)據(jù)總線和地址總線，在地址不沖突的情況下，兩組總線可以在同一時間并行地訪問不同的存儲器單元。雙端口RAM的這種特殊結(jié)構(gòu)使得上下位機可以快速地進行大規(guī)模數(shù)據(jù)交換，大大提高了主機與DSP運動控制卡的并行處理能力，解除了以往主從式系統(tǒng)CPU間通訊的瓶頸。

3 運動控制系統(tǒng)的軟件開發(fā)

3.1 控制卡的軟件介紹

GT200-SV被設(shè)計成用戶可編程運動控制器，該控制器同時提供C語言編寫的用戶接口函數(shù)庫和在Windows98/2000/NT環(huán)境下的動態(tài)鏈接庫，利用里邊的功能函數(shù)可實現(xiàn)高性能的控制功能。用戶能夠?qū)⑦@些控制函數(shù)與自己控制系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)處理、界面顯示、用戶接口等應(yīng)用程序模塊集成在一起，開發(fā)滿足特定應(yīng)用要求的控制系統(tǒng)[1]。

（1）函數(shù)庫中使用的單位和函數(shù)返回值通常約定如下：

單位：位移或距離的單位為Pulse，即脈沖數(shù);速度的單位為Pulse/ST，即脈沖/控制周期;加速度的單位是Pulse/ST2，即脈沖/控制周期2（ST為控制周期）。

函數(shù)返回值：運動庫中的大多數(shù)函數(shù)是整型函數(shù)，它們的返回意義如下：0表示函數(shù)執(zhí)行正確;-1表示函數(shù)通訊錯誤。

（2）函數(shù)庫中可供調(diào)用的功能函數(shù)主要有：

運動控制卡初始化函數(shù)、專用輸入信號參數(shù)設(shè)置函數(shù)、運動控制軸初始化函數(shù)、軸運動模式設(shè)置函數(shù)、獨立運動和插補運動函數(shù)、位置和狀態(tài)設(shè)置函數(shù)、I/0口操作函數(shù)、錯誤代碼函數(shù)等等。

3.2 軟件程序框圖

圖4為上位機程序框圖。對于PCI卡，必須先在用戶程序中加入：#include “GT200.h”，接著選擇project―setting―link，在Object/library modules中輸入GT200.lib，然后用戶即可在程序中調(diào)用動態(tài)鏈接庫中的函數(shù)[3]。可以實現(xiàn)對運動控制器的初始化，讀取控制器的相關(guān)信息，設(shè)置ADC和DAC的偏移量，設(shè)置編碼器常數(shù)等，運動控制器定時與上位機通訊，向運動控制器指定的地址或地址塊寫入和讀取整型和浮點數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)塊。

3.3 人機交互界面設(shè)計

圖5為智能馬桶壽命測試控制界面，該系統(tǒng)一共有四個工位，下面對其中各部分的功能進行簡要的介紹。

氣缸間隔時間設(shè)置：根據(jù)智能馬桶各功能實際情況進行參數(shù)設(shè)置，單位為s;每個工位各氣缸啟用控制，單擊相應(yīng)按鈕選擇“使用”或“不使用”;壽命測試次數(shù)設(shè)置;測試累計次數(shù)顯示;啟動、停止控制;測試次數(shù)復(fù)位等等。

點擊啟動按鈕，運動控制卡根據(jù)反饋的紅外傳感器信號，控制伺服電機調(diào)整氣缸平臺到合適的位置，筆式氣缸下端到智能馬桶控制面板上表面的距離默認為4cm，距離調(diào)整好后開始進行壽命測試。通過啟用或關(guān)閉各氣缸的動作，實現(xiàn)對智能馬桶控制面板各功能按鍵的觸發(fā);通過設(shè)置各氣缸動作時間的間隔，實現(xiàn)沖洗、烘干、除臭等功能的有序重復(fù)運行;壽命測試的次數(shù)實時顯示在控制界面上。

4 結(jié)語

該壽命測試系統(tǒng)采用“PC+運動控制卡”的開放式硬件結(jié)構(gòu)，可充分利用PC機的豐富資源和運動控制卡強大的實時處理功能。相對采用單片機或DSP等硬件作為控制器的硬件結(jié)構(gòu)來說，本文硬件結(jié)構(gòu)方案可縮短了系統(tǒng)的開發(fā)周期，而且保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可為智能馬桶生產(chǎn)廠家及檢測機構(gòu)開展產(chǎn)品壽命測試提供可靠數(shù)據(jù)。

參考文獻

[1] 固高公司.GT系列運動控制器用戶手冊[Z]，2001

[2] 固高公司.GT系列運動控制器編程手冊[Z]，2001

[3] 叢爽，李澤湘.實用運動控制技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2006