自動加料機控制系統(tǒng)論文.doc

更多資料查詢盛方單片機整理目錄第一章緒論.11.1題目來源及課題意義.11.2自動加料機控制系統(tǒng)的工作原理及技術(shù)要求.11.3系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)：.1第二章方案論證.22.1單片機的選擇.22.2物位傳感器的選擇.32.3存儲器擴展電路的選擇.52.4LED顯示電路選擇.72.5鍵盤輸入電路.8第三章自動加料機主電路.103.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖.103.2主機電路核心器件介紹.103.3顯示電路.183.4繼電器控制電路.223.5鍵盤及顯示電路.233.6外部存儲器擴展電路.273.7看門狗MAX813L電路.303.8料位開關.32第四章系統(tǒng)的抗干擾及可靠性.35第五章軟件設計.36第六章結(jié)論語.38參考文獻：.39附錄A：系統(tǒng)框圖.40附錄B：系統(tǒng)硬件框圖.40程序清單：.421第一章緒論1.1題目來源及課題意義在現(xiàn)代科學技術(shù)的許多領域中，自動控制技術(shù)起這愈來愈重要的作用，并且，隨著生產(chǎn)和科學技術(shù)的發(fā)展，自動化水平也越來越高。自動控制利用控制裝置使被控對象的某個參數(shù)自動的按照預定的規(guī)律運行。本設計的自動加料機控制系統(tǒng)就是采用自動控制技術(shù)來實現(xiàn)功能的，這樣就大大提高了工作的效率，整個過程又快又穩(wěn)。1.2自動加料機控制系統(tǒng)的工作原理及技術(shù)要求本設計的由單片機控制的自動加料系統(tǒng)是與料斗式干燥機配套的加料系統(tǒng)。根據(jù)加料工藝要求，其工作原理是：先將真空管關閉，啟動電機，用低真空氣流將塑料樹脂粒子送入真空管，電機停轉(zhuǎn)，再將粒子排入料斗，如此循環(huán)。在設計的控制系統(tǒng)中，可用一個電機控制兩個加料生產(chǎn)線，由方向閥切換。兩個生產(chǎn)線既可單獨運行，也可同時運行。假如兩者同時運行，當一生產(chǎn)線輸送結(jié)束后，判斷到另一個生產(chǎn)線排料已經(jīng)結(jié)束，那么，電機不停轉(zhuǎn)而方向閥換向，從而為另一個生產(chǎn)線送料。這樣可以發(fā)揮控制系統(tǒng)和電機的效率，從而實現(xiàn)供料自動化。控制系統(tǒng)的控制器有單片機89C51和擴展電路組成，單片機控制繼電器，繼電器控制交流接觸器，又由接觸器控制電機等執(zhí)行機構(gòu)的運動。本控制系統(tǒng)可以根據(jù)送料工藝的需要，設置兩條生產(chǎn)線的輸送、排料、滿料、空料等參數(shù)值，也可裝載系統(tǒng)前次工藝參數(shù)值。1.3系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)：（1）用一臺電機控制兩條生產(chǎn)線（2）要能檢測到滿料狀態(tài)，并顯示出輸送、排料、滿料時間（3）時間誤差：0.1秒（4）具有抗干擾能力2第二章方案論證2.1單片機的選擇20世紀80年代以來，單片機的發(fā)展非常迅速，就通用單片機而言，世界上一些著名的計算機廠家已投放市場的產(chǎn)品就有50多個系列，數(shù)百個品種。目前世界上較為著名的8位單片機的生產(chǎn)廠家和主要機型如下：美國Intel公司：MCS51系列及其增強型系列美國Motorola公司：6801系列和6805系列美國Atmel公司：89C51等單片機美國Zilog公司：Z8系列及SUPER8美國Fairchild公司：F8系列和3870系列美國Rockwell公司：6500/1系列美國TI（德克薩司儀器儀表）公司：TMS7000系列NS（美國國家半導體）公司：NS8070系列等等。盡管單片機的品種很多，但是在我國使用最多的還是Intel公司的MCS51系列單片機和美國Atmel公司的89C51單片機MCS51系列單片機包括三個基本型8031、8051、87518031內(nèi)部包括一個8位CPU、128個字節(jié)RAM，21個特殊功能寄存器（SFR）、4個8位并行I/O口、1個全雙工串行口、2個16位定時器/計數(shù)器，但片內(nèi)無程序存儲器，需外擴EPROM芯片。比較麻煩，不予采用8051是在8031的基礎上，片內(nèi)集成有4KROM，作為程序存儲器，是一個程序不超過4K字節(jié)的小系統(tǒng)。ROM內(nèi)的程序是公司制作芯片時，代為用戶燒制的，出廠的8051都是含有特殊用途的單片機。所以8051適合與應用在程序已定，且批量大的單片機產(chǎn)品中。也不予采用。8751是在8031基礎上，增加了4K字節(jié)的EPROM，它構(gòu)成了一個程序小于4KB的小系統(tǒng)。用戶可以將程序固化在EPROM中，可以反復修改程序。但其價格相對8031較貴。8031外擴一片4KBEPROM的就相當與8751，它的最大優(yōu)點是價格低。隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的不斷發(fā)展，能裝入片內(nèi)的外圍接口電路也可以是大規(guī)模的。也不予采用。AT89C51是美國ATMEL公司生產(chǎn)的低電壓，高性能CMOS8位單片機，片內(nèi)含4Kbytes的可反復擦寫的只讀程序存儲器（PEROM）和128bytes的隨機存取數(shù)據(jù)存儲器3（ROM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標準MCS-51指令系統(tǒng)，片內(nèi)置通用8位中央處理器（CPU）和Flash存儲單元。功能強大AT89C51單片機可提供許多高性價比的應用場合，可靈活應用于各種控制領域。此設計就采用AT89C51。2.2物位傳感器的選擇物位是指貯存容器或工業(yè)生產(chǎn)設備里的液體、粉粒壯固體、氣體之間的分界面位置，也可以是互不相溶的兩種液體間由于密度不等而形成的界面位置。根據(jù)具體用途分為液位、料位、界位傳感器或變送器。物位不僅是物料耗量或產(chǎn)量計量的參數(shù)，也是保證連續(xù)生產(chǎn)和設備安全的重要參數(shù)。特別是在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)規(guī)模大，速度高，且常有高溫、高壓、強腐蝕性或易燃易爆物料，對于物位的監(jiān)視和自動控制更是至關重要。物位測量可用于計算物料儲量。對于粉粒體，必須考慮到顆粒間有空隙，應區(qū)分密度和容重。密度是指不含空隙的物料每單位體積的質(zhì)量，即通常的質(zhì)量密度，如果乘以重力加速度g，就成為重力密度r，簡稱為重度。容重是包含空隙在內(nèi)的每單位體積的重量v，也就是視在重度或宏觀重度，它總要比顆粒物質(zhì)本身的重度小，其差額決定于空隙率。而空隙率又取決與許多因素。例如顆粒形狀、尺寸的一致程度、是否受外力壓實、是否經(jīng)受過振動、有無黏結(jié)性等，所以粉粒體物料的體積儲量和質(zhì)量儲量之間不易精確換算，這是需要注意的。2.2.1電容式物位傳感器利用物料介電常數(shù)恒定時極間電容正比與物位的原理，可構(gòu)成電容式物位傳感器。根據(jù)電機的結(jié)構(gòu)可將容式物位傳感器分為三中：（1）適用與導電容器中的絕緣性物料，且容器為立式圓筒形，器壁為一極，沿軸線插入金屬棒為另一極，其間構(gòu)成的電容C與物位成比例。也可懸掛帶重錘的軟導線作為電機。（2）適用與非金屬容器，或雖為金屬容器但非立式圓筒形，物料為絕緣性的。這時在棒壯電極周圍用絕緣支架套裝金屬筒，筒上下開口，或整體上均勻分布多個孔，使內(nèi)外物位相同。中央圓棒和與之同軸的套筒構(gòu)成兩個電極，其間電容和容器形狀無關，只取決于物位。所以這種電極只用于液位，粉粒體容易滯留在極間