番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

河北理工大學(xué)信息學(xué)院 摘要 1緒論1.1研究背景和目的隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，食品行業(yè)越來越重視產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的提升。番茄醬作為一種常用的調(diào)味品，其市場需求量不斷增加，而傳統(tǒng)的手工灌裝方式已經(jīng)無法滿足生產(chǎn)需求。因此，在生產(chǎn)過程中引入自動(dòng)化控制系統(tǒng)成為一種必然趨勢。傳統(tǒng)的番茄醬灌裝方式往往采用人工操作，存在以下幾個(gè)問題：一是人工操作誤差較大，無法保證每瓶番茄醬的準(zhǔn)確重量，導(dǎo)致產(chǎn)品的質(zhì)量無法得到保障；二是人工操作速度慢，生產(chǎn)效率低下，不能適應(yīng)大規(guī)模生產(chǎn)的需求；三是人力成本高，對(duì)企業(yè)造成了一定的經(jīng)濟(jì)壓力。自動(dòng)化控制技術(shù)在解決這些問題中起著至關(guān)重要的作用。采用自動(dòng)化控制技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的分裝、計(jì)量和灌裝過程，從而確保每瓶番茄醬的準(zhǔn)確重量和良好品質(zhì)。同時(shí)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)具有高效性和穩(wěn)定性，可以大幅提高生產(chǎn)效率和品質(zhì)穩(wěn)定性，降低生產(chǎn)成本和勞動(dòng)力成本。目前，已經(jīng)有許多企業(yè)引入了自動(dòng)化控制系統(tǒng)來完成番茄醬的分裝和灌裝過程。但是，這些系統(tǒng)存在一些問題：一是系統(tǒng)精度不夠，無法滿足高標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的需求；二是系統(tǒng)可靠性不夠，容易發(fā)生故障導(dǎo)致生產(chǎn)停頓；三是系統(tǒng)適應(yīng)性較差，不能適應(yīng)不同規(guī)格瓶子的灌裝要求。因此，在當(dāng)前的背景下，研究開發(fā)一種高精度、高可靠性、高適應(yīng)性的番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)顯得尤為重要。這種控制系統(tǒng)需要具備以下幾個(gè)特點(diǎn)：一是采用高精度的傳感器和執(zhí)行器，保證每份番茄醬的重量準(zhǔn)確且穩(wěn)定；二是采用先進(jìn)的控制算法和可靠的硬件設(shè)計(jì)，確保系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性；三是支持各種不同規(guī)格的瓶口，實(shí)現(xiàn)高度的適應(yīng)性?？傊?，番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)的研發(fā)對(duì)于提高食品行業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量至關(guān)重要，也將會(huì)為食品行業(yè)的未來發(fā)展提供更加良好的基礎(chǔ)。1.2國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)是目前食品包裝行業(yè)中的一項(xiàng)重要技術(shù)。該系統(tǒng)通過自動(dòng)控制設(shè)備，對(duì)番茄醬進(jìn)行定量、準(zhǔn)確、高效的灌裝，提高了包裝速度和質(zhì)量，并且大大降低了人工成本。1.2.1國外發(fā)展現(xiàn)狀在國外，番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。美國和歐洲地區(qū)的食品企業(yè)具有較強(qiáng)的研發(fā)能力和資金實(shí)力，在該領(lǐng)域中處于全球領(lǐng)先地位。日本和韓國的制造業(yè)也在積極開展相關(guān)研究，其技術(shù)水平逐漸接近歐美水平。圖1.1西門子自動(dòng)灌裝機(jī)1.2.2國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)目前還處于快速發(fā)展階段，番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)仍然存在著一些問題和挑戰(zhàn)。首先，技術(shù)水平相對(duì)滯后，尤其是在芯片、傳感器等核心元器件方面；其次，由于市場需求和實(shí)際制造過程的復(fù)雜性，需要不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)和改進(jìn)系統(tǒng)的性能；最后，需要加強(qiáng)相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)的制定，保障產(chǎn)品質(zhì)量和安全。圖1.2國產(chǎn)自動(dòng)灌裝設(shè)備針對(duì)上述挑戰(zhàn)，國內(nèi)多家科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)在該領(lǐng)域進(jìn)行了積極探索和實(shí)踐。例如，機(jī)械工程學(xué)院開展了番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)的研究，取得了一定的成果；另外，多家企業(yè)也開始將自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用到包裝行業(yè)中，在不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的同時(shí)，也促進(jìn)了國內(nèi)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展。隨著人們對(duì)食品安全和品質(zhì)要求的提高，番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)的應(yīng)用前景將越來越廣闊。未來，我們需要加強(qiáng)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)協(xié)作，推動(dòng)該領(lǐng)域的發(fā)展，使中國在食品包裝領(lǐng)域逐漸走向世界舞臺(tái)中心。1.3研究內(nèi)容番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)是一種用于生產(chǎn)線上的自動(dòng)化設(shè)備，旨在提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。該系統(tǒng)包括多個(gè)組成部分，如傳感器、執(zhí)行器、控制器等，并通過這些組件實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制和監(jiān)測。研究內(nèi)容主要涉及以下三個(gè)方面：（1）設(shè)計(jì)和開發(fā)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和開發(fā)控制系統(tǒng)是整個(gè)研究的核心內(nèi)容。首先需要確定番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)的功能需求和技術(shù)參數(shù)，然后根據(jù)這些參數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，選擇合適的硬件設(shè)備和軟件工具，編寫相關(guān)程序代碼，最終完成整個(gè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和開發(fā)。（2）優(yōu)化控制算法控制算法是實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)自動(dòng)化的關(guān)鍵因素之一。針對(duì)番茄醬生產(chǎn)過程中的特殊需求，需要優(yōu)化控制算法，以確保灌裝量的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，避免浪費(fèi)和損失。優(yōu)化控制算法可以采用模型預(yù)測控制、PID控制等方法，根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)試和改進(jìn)。（3）進(jìn)行系統(tǒng)測試和驗(yàn)證系統(tǒng)測試和驗(yàn)證是評(píng)估控制系統(tǒng)性能和可靠性的重要手段。在系統(tǒng)測試和驗(yàn)證階段，需要對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行全面的功能測試、穩(wěn)定性測試和安全性測試，并根據(jù)測試結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和優(yōu)化。此外，還需要進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)場景的模擬測試，以驗(yàn)證控制系統(tǒng)是否滿足實(shí)際需求。通過這些研究內(nèi)容的深入探索和實(shí)踐，可以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，為企業(yè)帶來更多的經(jīng)濟(jì)效益和競爭優(yōu)勢。1.4本章小結(jié)隨著工業(yè)化程度的不斷提高，自動(dòng)化控制技術(shù)已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的一部分。而在食品加工行業(yè)，如何精確地控制產(chǎn)品的生產(chǎn)過程尤為重要。本研究針對(duì)番茄醬灌裝過程進(jìn)行了探究，設(shè)計(jì)了一套基于自動(dòng)化控制技術(shù)的番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)精確計(jì)量、自動(dòng)灌裝和智能控制等功能，不僅提高了生產(chǎn)效率，還可以保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。同時(shí)，該研究對(duì)于深入探索食品加工行業(yè)自動(dòng)化控制技術(shù)應(yīng)用具有重要的理論意義和實(shí)踐價(jià)值。2功能與設(shè)計(jì)方案2功能與設(shè)計(jì)方案2.1系統(tǒng)的功能要求番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)是一種現(xiàn)代化的生產(chǎn)線自動(dòng)化設(shè)備，它能夠自主完成番茄醬的灌裝、封口等工序。這種設(shè)備的實(shí)現(xiàn)需要具備以下功能：1、采用單片機(jī)作為主要的控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)其他硬件單元的精準(zhǔn)控制和數(shù)據(jù)交互。2、通過軟件程序與硬件模塊的配合實(shí)現(xiàn)番茄醬自動(dòng)罐裝控制系統(tǒng)的罐裝自動(dòng)化，通過生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)罐裝的功能。3、通過超聲波傳感器實(shí)現(xiàn)對(duì)于包裝內(nèi)含量的監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)對(duì)于罐裝番茄醬液位的監(jiān)測。4、利用步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)不合格產(chǎn)品的分揀。2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案為了實(shí)現(xiàn)番茄醬的自動(dòng)灌裝，本系統(tǒng)應(yīng)包括以下幾個(gè)部分：傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制器和人機(jī)界面。首先是傳感器，它可以通過檢測番茄醬的液位和壓力來確定何時(shí)開始和停止灌裝。在液位方面，可以使用超聲波傳感器進(jìn)行檢測。超聲波傳感器可以與控制器連接，以便實(shí)時(shí)監(jiān)測灌裝過程中的狀態(tài)。其次是執(zhí)行機(jī)構(gòu)，例如步進(jìn)電機(jī)。它將通過控制開關(guān)閥門，使番茄醬進(jìn)入瓶子中。操作員可以預(yù)先設(shè)置所需的灌裝量，然后執(zhí)行機(jī)構(gòu)將根據(jù)傳感器的指示開始并停止灌裝。同時(shí)，為了避免溢出，執(zhí)行機(jī)構(gòu)還需要能夠快速響應(yīng)控制器發(fā)出的緊急停止信號(hào)。接下來是控制器，它是整個(gè)系統(tǒng)的核心?？刂破鲗膫鞲衅鳙@取數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較。如果液位超過預(yù)設(shè)值，控制器將向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)送停止信號(hào)，從而避免溢出。此外，控制器還可以記錄每次灌裝的數(shù)量，并在需要時(shí)提供診斷和故障排除。最后是人機(jī)界面，通過該界面操作員可以設(shè)置灌裝量、監(jiān)控灌裝過程中的狀態(tài)，及查看歷史記錄數(shù)據(jù)等。界面應(yīng)具有友好的圖形化用戶界面，以便操作員能夠方便地使用系統(tǒng)。總之，為了實(shí)現(xiàn)番茄醬自動(dòng)灌裝，我們需要一個(gè)可靠而高效的控制系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)由傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制器和人機(jī)界面組成。這些部分相互協(xié)作，以確保準(zhǔn)確地灌裝所需的數(shù)量，同時(shí)保證安全和高效性。本番茄自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)的硬件模塊工作框圖如圖2.1所示：圖2.1系統(tǒng)硬件模塊工作框圖2.3器件方案對(duì)比2.3.1單片機(jī)的選擇在自動(dòng)化生產(chǎn)中，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和選擇對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和效率至關(guān)重要。在番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)中，單片機(jī)的型號(hào)選擇也是一個(gè)至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。本節(jié)將圍繞STC89C51和STM32F103兩款單片機(jī)進(jìn)行比較。STC89C51是一款8位單片機(jī)，基于51內(nèi)核，擁有40MHz的主頻、64KBFlash和4KBRAM的存儲(chǔ)器，以及23個(gè)通用I/O口，具備電源管理等功能。這個(gè)型號(hào)非常成熟，使用廣泛，價(jià)格也相對(duì)較低，具有成本優(yōu)勢。同時(shí)，由于其歷史悠久，國內(nèi)的資料和技術(shù)支持也非常豐富，可以快速解決遇到的問題。STM32F103則是一款32位單片機(jī)，基于ARMCortex-M3內(nèi)核，主頻可達(dá)72MHz，F(xiàn)lash容量可達(dá)128KB，RAM可達(dá)20KB，支持多種外設(shè)控制，如SPI、I2C等，具有更高的計(jì)算性能和更強(qiáng)的擴(kuò)展性。但是，STM32F103的價(jià)格相對(duì)較高，因此成本會(huì)比STC89C51更高一些。同時(shí)，由于這個(gè)型號(hào)較新，國內(nèi)的技術(shù)支持和資料也相對(duì)較少，可能需要花費(fèi)更多時(shí)間去解決問題。從性能方面來看，STC89C51性能已經(jīng)足夠滿足該系統(tǒng)的要求，且具有更低的成本，這符合生產(chǎn)效率和成本控制的需求。其次，由于STC89C51使用廣泛，已經(jīng)在很多應(yīng)用場景中得到了驗(yàn)證，因此它的穩(wěn)定性非常高，再加上國內(nèi)資料和技術(shù)支持豐富，這也會(huì)使得該系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠。綜上所述，基于生產(chǎn)效率、穩(wěn)定性和成本等方面的考慮，選擇STC89C51作為番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)的單片機(jī)型號(hào)是一個(gè)更優(yōu)秀的選擇。2.3.2顯示器的選擇在番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)中，顯示器扮演著至關(guān)重要的角色。它能夠向操作者提供實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)反饋，讓操作者能夠快速準(zhǔn)確地了解系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)過程的有效監(jiān)控與管理。LCD1602擁有16x2的字符顯示區(qū)域，能夠以16個(gè)字符寬度和2行的形式展示文字信息。相比之下，LCD12864則采用128x64的點(diǎn)陣形式，能夠展示更多的圖形和信息。然而，這也導(dǎo)致LCD12864的體積和功耗都較大，難以滿足某些場合的需求。此外，LCD12864的成本也相對(duì)較高，可能會(huì)給項(xiàng)目帶來不必要的壓力。另一方面，LCD1602具備更小的尺寸、更低的功耗和更低的價(jià)格等優(yōu)點(diǎn)。它的特點(diǎn)在于簡單易用、穩(wěn)定性好、可靠性高。對(duì)于有些設(shè)備而言，它的顯示區(qū)域也完全足夠使用。綜上所述，針對(duì)番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)這樣一個(gè)小型化、低功耗、低成本的設(shè)備，選用LCD1602是更為合適的選擇。雖然LCD12864具備更大的顯示區(qū)域和更豐富的信息展示能力，但其較高的功耗和成本會(huì)讓系統(tǒng)整體產(chǎn)生不利影響。相比之下，LCD1602具有更多的優(yōu)點(diǎn)，可以滿足系統(tǒng)的基本需求，并且更加舒適易用，更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。2.3.3超聲波傳感器的選擇在番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)中，超聲波傳感器被廣泛應(yīng)用于測量液體的水平高度。超聲波傳感器能夠通過發(fā)射一定頻率的超聲波信號(hào)并接收其反射回來的信號(hào)，從而測量物體的距離。方案一：DYP-ME007DYP-ME007超聲波傳感器具有高精度、長距離測量范圍以及防水性能等優(yōu)點(diǎn)。它還采用串行通信協(xié)議，與單片機(jī)連接方便。然而，DYP-ME007的最大測量距離為5米左右，相比之下，HC-SR04的最大測量距離則可達(dá)4.5米。此外，DYP-ME007的價(jià)格較高，不適合成本敏感型項(xiàng)目。方案二：HC-SR04HC-SR04與DYP-ME007類似，具有高精度、長距離測量范圍和易于連接等特點(diǎn)。此外，HC-SR04的價(jià)格較低，而且廣泛使用，因此易于購買和維護(hù)。最重要的是，HC-SR04的測量距離比DYP-ME007略短，但實(shí)際使用中可以滿足灌裝控制系統(tǒng)的需求。綜上所述，雖然DYP-ME007在某些方面具有優(yōu)勢，但在成本和可用性等方面，HC-SR04更加適合番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)。因此，我們最終選擇HC-SR04作為超聲波傳感器的型號(hào)，超聲波傳感器在番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。2.4本章小結(jié)設(shè)計(jì)方案建議采用STC89C51單片機(jī)作為核心控制部件，配合上傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等外圍設(shè)備實(shí)現(xiàn)番茄醬自動(dòng)灌裝。同時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體要求選擇合適的型號(hào)和品牌，例如stc、AT等知名單片機(jī)品牌，以及紅外傳感器、超聲波傳感器等高質(zhì)量的傳感器組件。另外，還需要結(jié)合生產(chǎn)線的實(shí)際情況進(jìn)行細(xì)化設(shè)計(jì)，并在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行調(diào)試和優(yōu)化，以提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率。2功能與設(shè)計(jì)方案3系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)3.1STC89C51單片機(jī)STC89C51單片機(jī)在番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)中扮演著重要的角色。它是一種基于MCS-51內(nèi)核的高性能、低功耗單片機(jī)，具備許多實(shí)用的特性，如定時(shí)器、串行通信接口、中斷控制器等。在本番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)中，STC89C51單片機(jī)主要有以下三個(gè)作用：（1）控制流程STC89C51單片機(jī)可以通過編程來控制和協(xié)調(diào)整個(gè)番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)的運(yùn)行流程。例如，它可以檢測傳感器數(shù)據(jù)并根據(jù)需要開啟或關(guān)閉繼電器等設(shè)備，以確保自動(dòng)化生產(chǎn)過程穩(wěn)定可靠。（2）數(shù)據(jù)處理STC89C51單片機(jī)擁有完善的計(jì)算和存儲(chǔ)能力，可以對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并存儲(chǔ)。例如，當(dāng)測量到某個(gè)參數(shù)不符合要求時(shí)，它可以通過算法來自動(dòng)地調(diào)整相關(guān)設(shè)備的工作狀態(tài)，從而達(dá)到更好的生產(chǎn)效率。（3）人機(jī)交互STC89C51單片機(jī)還可以與操作員進(jìn)行交互，使其可以通過界面輸入命令或調(diào)整參數(shù)，即使是沒有專業(yè)技術(shù)背景的人員也能操作控制系統(tǒng)。例如，可以通過液晶顯示屏和按鍵來操作自動(dòng)灌裝機(jī)的各種設(shè)置和功能?？傊琒TC89C51單片機(jī)在本番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)中具有至關(guān)重要的地位，其高性能、低功耗的特點(diǎn)，能夠確保生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和高效性，也為今后的工業(yè)自動(dòng)化應(yīng)用提供了參考依據(jù)。STC89C51單片機(jī)在本系統(tǒng)中的實(shí)際接線圖如圖3.1所示：圖3.1STC89C51單片機(jī)接線情況3.2復(fù)位電路復(fù)位電路是一種用于控制系統(tǒng)中的電路組件，它可以在系統(tǒng)中出現(xiàn)故障時(shí)自動(dòng)將系統(tǒng)恢復(fù)到初始狀態(tài)。番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)需要一個(gè)精確的計(jì)量系統(tǒng)來確保每個(gè)容器中填充的番茄醬數(shù)量都相同。這個(gè)計(jì)量系統(tǒng)受到許多因素的影響，例如溫度、壓力和材料密度等。如果出現(xiàn)計(jì)量系統(tǒng)故障，可能會(huì)導(dǎo)致填充不足或過度填充的情況，從而降低產(chǎn)品質(zhì)量和客戶滿意度。為了解決這個(gè)問題，本番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)采用了復(fù)位電路。當(dāng)檢測到計(jì)量系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，復(fù)位電路會(huì)自動(dòng)將系統(tǒng)返回到初始狀態(tài)，以便重新開始灌裝過程。這個(gè)過程可以幫助避免長時(shí)間出現(xiàn)灌裝錯(cuò)誤，減少廢品率，并提高生產(chǎn)效率。其次，復(fù)位電路還可以確保系統(tǒng)的安全性。在灌裝過程中，番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)需要與其他設(shè)備（如輸送帶和包裝機(jī)）進(jìn)行協(xié)調(diào)，以確保產(chǎn)品的流暢生產(chǎn)和盡可能高的生產(chǎn)效率。如果其中一個(gè)設(shè)備出現(xiàn)故障，這可能會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)造成影響，并導(dǎo)致安全隱患。復(fù)位電路可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并將系統(tǒng)恢復(fù)到安全狀態(tài)，以防止其他設(shè)備繼續(xù)運(yùn)作而帶來更多風(fēng)險(xiǎn)。復(fù)位電路還可以提高系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。在番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)中，每秒鐘需要填充大量容器，因此必須確保系統(tǒng)始終處于工作狀態(tài)。如果出現(xiàn)故障導(dǎo)致系統(tǒng)停止工作，將會(huì)帶來很大的經(jīng)濟(jì)損失。通過使用復(fù)位電路，可以快速檢測和解決故障，并將系統(tǒng)恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)，以確保系統(tǒng)具有可靠性和穩(wěn)定性。復(fù)位電路在本系統(tǒng)中的接線圖如圖3.2所示：圖3.2復(fù)位電路實(shí)際接線圖3.3晶振電路晶振電路被用來產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，以確保系統(tǒng)可以準(zhǔn)確地計(jì)算時(shí)間和執(zhí)行任務(wù)。晶振電路由晶體、集成電路和外部電容構(gòu)成。晶體會(huì)因?yàn)槭┘拥耐饧与妶龆駝?dòng)，從而產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的頻率信號(hào)。這個(gè)頻率信號(hào)經(jīng)過集成電路處理后就能夠傳輸給其他部件使用。對(duì)于控制系統(tǒng)來說，晶振電路提供了一個(gè)穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，以確保系統(tǒng)能夠按照預(yù)期結(jié)果進(jìn)行工作。在本番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)中，晶振電路主要用于控制系統(tǒng)的時(shí)序處理。通過產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，晶振電路可以確保系統(tǒng)在不同的操作步驟中能夠按時(shí)運(yùn)行，并正確執(zhí)行指令。這對(duì)于灌裝控制系統(tǒng)來說尤其重要，因?yàn)槊總€(gè)操作步驟的時(shí)間都需要被精確測量和控制。如果系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間不準(zhǔn)確，可能會(huì)導(dǎo)致灌裝容器溢出或者漏料等問題。此外，晶振電路還有一個(gè)重要的作用是提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。由于晶體產(chǎn)生的頻率信號(hào)非常穩(wěn)定，晶振電路可以確保系統(tǒng)始終以相同的速度運(yùn)行，并且在長時(shí)間使用后仍然能夠維持良好的性能。這對(duì)于保證番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性至關(guān)重要。晶振電路在番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)中起著不可替代的作用。通過提供一個(gè)穩(wěn)定的時(shí)鐘信號(hào)，并保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，晶振電路確保了系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確地計(jì)算時(shí)間和執(zhí)行任務(wù)，從而實(shí)現(xiàn)高效、精準(zhǔn)的番茄醬灌裝控制。在本系統(tǒng)中晶振電路的接線方式較為簡單，如下圖3.3所示：圖3.3晶振電路實(shí)際接線圖3.4LCD1602顯示模塊LCD1602是常用的字符型液晶顯示屏，它可以在各種數(shù)字和字符之間切換并顯示在屏幕上。在本番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)中，LCD1602顯示屏用于顯示一些關(guān)鍵信息，這些信息對(duì)于操作員來說非常重要，因?yàn)樗麄冃枰獙?shí)時(shí)監(jiān)控灌裝過程，以確保每個(gè)容器都被準(zhǔn)確地填充。通過LCD1602顯示屏，操作員可以輕松地調(diào)整各種關(guān)鍵參數(shù)。這些參數(shù)通常會(huì)影響到番茄醬的品質(zhì)和生產(chǎn)效率，因此操作員需要能夠準(zhǔn)確地調(diào)整它們以確保最佳的生產(chǎn)結(jié)果。LCD1602顯示屏提供了一個(gè)直觀和易于使用的界面，使得操作員能夠快速而準(zhǔn)確地更改這些參數(shù)。LCD1602顯示屏還可以用于顯示錯(cuò)誤代碼和警報(bào)信息。如果出現(xiàn)任何故障或錯(cuò)誤，LCD1602顯示屏將會(huì)立即向操作員發(fā)出警告，并顯示相關(guān)的錯(cuò)誤代碼。這使得操作員能夠快速地定位問題并采取必要的措施，以減少任何潛在的生產(chǎn)損失或品質(zhì)問題。LCD1602顯示屏通過提供一個(gè)直觀和易于使用的界面，使得操作員能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控灌裝過程，并根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。此外，它還可以用于顯示錯(cuò)誤代碼和警報(bào)信息，以幫助操作員快速解決任何故障或問題。LCD1602的實(shí)際接線圖如圖3.4所示：圖3.4LCD1602實(shí)際接線圖3.5按鍵模塊由于機(jī)械振動(dòng)、電磁干擾等原因，按鍵在接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生瞬間的彈跳現(xiàn)象，導(dǎo)致系統(tǒng)誤判按鍵信號(hào)，從而影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。為了解決這個(gè)問題，需要采取防抖技術(shù)。防抖的原理是通過軟件或硬件實(shí)現(xiàn)，將短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的多次按鍵信號(hào)合并成一個(gè)有效信號(hào)。具體來說，當(dāng)用戶按下按鍵后，按鍵模塊會(huì)發(fā)送一個(gè)數(shù)字信號(hào)給控制系統(tǒng)，同時(shí)啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器。如果在定時(shí)器運(yùn)行期間內(nèi)，再次檢測到按鍵信號(hào)，則重新啟動(dòng)定時(shí)器。只有當(dāng)定時(shí)器超時(shí)后，才將按鍵信號(hào)送入系統(tǒng)進(jìn)行處理。在實(shí)際應(yīng)用中，防抖技術(shù)可以通過以下兩種方式實(shí)現(xiàn)：軟件防抖：采用編程方法，在程序中增加延遲檢測和去抖處理程序，實(shí)現(xiàn)按鍵信號(hào)的消抖。該方法能夠?qū)崿F(xiàn)簡單且低成本的防抖方案，但缺點(diǎn)是占用系統(tǒng)資源較多。硬件防抖：采用外部硬件電路，通過加電容或電感等元件來實(shí)現(xiàn)信號(hào)的穩(wěn)定化。這種方法可以顯著減少軟件開銷，并提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，但是需要增加額外的硬件成本。按鍵模塊在番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)中的防抖原理主要是通過設(shè)置定時(shí)器，在一定時(shí)間內(nèi)檢測按鍵信號(hào)，避免多次彈跳信號(hào)對(duì)生產(chǎn)過程的影響。同時(shí)，防抖技術(shù)可以通過軟硬件結(jié)合的方式實(shí)現(xiàn)，以提高系統(tǒng)的效率和可靠性。鍵盤模塊在本系統(tǒng)中的實(shí)際接線方式如圖3.5所示：圖3.5按鍵模塊實(shí)際接線圖3.6ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊是一種常用的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)步進(jìn)電機(jī)和直流電機(jī)的控制。ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊可以通過控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向、速度和步數(shù)等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)液體的精確定量灌裝。例如，在灌裝時(shí)可以通過調(diào)整步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度和速度，確保每次灌裝的液體量一致，從而達(dá)到精準(zhǔn)控制的目的。ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊還可以通過控制電機(jī)的啟停和反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)番茄醬灌裝過程中的控制和調(diào)節(jié)。例如，在灌裝過程中，可以根據(jù)超聲波傳感器返回的信號(hào)，自動(dòng)啟?；蚍崔D(zhuǎn)電機(jī)，從而防止液體溢出或不足等情況發(fā)生，保證灌裝的質(zhì)量和效率。此外，ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊還可以實(shí)現(xiàn)多路電機(jī)的控制，并且支持脈沖寬度調(diào)制（PWM）技術(shù)，以提供更高的電機(jī)控制精度。這些功能使得ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊在番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)中的應(yīng)用更加廣泛和靈活。ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊在番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)中是至關(guān)重要的組成部分。通過對(duì)電機(jī)的精準(zhǔn)控制和調(diào)節(jié)，可以實(shí)現(xiàn)番茄醬的高效、精準(zhǔn)灌裝，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊在本系統(tǒng)中的實(shí)際接線如圖3.6所示：圖3.6ULN2003電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊實(shí)際接線圖3.7紅外感應(yīng)模塊紅外感應(yīng)模塊是一種基于紅外線技術(shù)的傳感器，紅外線是一種輻射能量，屬于電磁波的一種，其頻率位于可見光之下。紅外感應(yīng)模塊會(huì)發(fā)射一束紅外線，這些紅外線會(huì)被周圍的物體反射回來并進(jìn)入模塊內(nèi)部的接收器。當(dāng)有物體進(jìn)入感應(yīng)范圍時(shí)，紅外線被反射回來的時(shí)間和強(qiáng)度都會(huì)發(fā)生改變，從而觸發(fā)模塊內(nèi)部的電路進(jìn)行處理和響應(yīng)。紅外感應(yīng)模塊由紅外發(fā)射管和接收器組成。紅外發(fā)射管會(huì)發(fā)射紅外線，而接收器則會(huì)接收反射回來的紅外線，并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。當(dāng)物體進(jìn)入感應(yīng)范圍時(shí)，模塊內(nèi)部的電路會(huì)檢測到接收到的反射信號(hào)的強(qiáng)度和時(shí)間差，然后根據(jù)設(shè)定的閾值進(jìn)行識(shí)別和處理，最終輸出一個(gè)數(shù)字信號(hào)或開關(guān)量信號(hào)。紅外感應(yīng)模塊有多種不同的應(yīng)用場景，例如智能家居、安防監(jiān)控、自動(dòng)門禁、機(jī)器人等。在智能家居中，紅外感應(yīng)模塊可以用于控制燈光的開關(guān)和亮度調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)更加舒適和智能化的環(huán)境；在安防監(jiān)控中，紅外感應(yīng)模塊可以檢測到人員或物體的移動(dòng)，并及時(shí)報(bào)警；在自動(dòng)門禁中，紅外感應(yīng)模塊可以識(shí)別身份并控制門的開關(guān)；在機(jī)器人中，紅外感應(yīng)模塊可以幫助機(jī)器人避障和控制運(yùn)動(dòng)。紅外感應(yīng)模塊在本系統(tǒng)中的實(shí)際接線方式如圖3.7所示：圖3.7紅外感應(yīng)模塊實(shí)際接線圖3.8HC-SR04超聲波模塊HC-SR04是一種常用的超聲波模塊，可在番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)測量液位高度的功能。該模塊工作原理基于超聲波的傳播特性。模塊內(nèi)部包含一個(gè)發(fā)射器和一個(gè)接收器。發(fā)射器會(huì)向液面發(fā)射一束超聲波信號(hào)，并計(jì)時(shí)器開始計(jì)時(shí)。當(dāng)信號(hào)遇到液面并被反射回來時(shí)，接收器會(huì)接收到回波信號(hào)并停止計(jì)時(shí)。通過計(jì)算發(fā)射器和接收器之間所需的時(shí)間和聲速，可以計(jì)算出液面的距離。在本番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)中，HC-SR04超聲波模塊可以通過與單片機(jī)連接來實(shí)現(xiàn)液位檢測。檢測過程分為兩步：首先將發(fā)射器發(fā)送的超聲波信號(hào)發(fā)送至液面，然后等待接收器接收到反射回來的信號(hào)。單片機(jī)通過計(jì)算發(fā)射器和接收器之間的時(shí)間差，并結(jié)合聲速計(jì)算液面的高度。若液面高度低于預(yù)設(shè)值，則控制系統(tǒng)將啟動(dòng)灌裝機(jī)進(jìn)行補(bǔ)充操作，否則繼續(xù)等待下一次檢測。需要注意的是，由于超聲波的傳播受溫度、濕度等環(huán)境因素的影響，因此在使用時(shí)需根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行校準(zhǔn)。另外，在液體表面容易形成泡沫或氣體，這可能會(huì)導(dǎo)致信號(hào)反射不準(zhǔn)確，產(chǎn)生誤差。為了避免這種情況的發(fā)生，需要對(duì)液位檢測位置和角度進(jìn)行合適的調(diào)整。HC-SR04超聲波模塊在番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)中具有可靠性高、精度高、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，是一種常用且有效的液位檢測方案。HC-SR04超聲波模塊在本系統(tǒng)中的實(shí)際接線方式如圖3.8所示：圖3.8HC-SR04超聲波模塊實(shí)際接線圖3.9繼電器模塊繼電器模塊是一種電氣開關(guān)裝置，能夠控制高功率負(fù)載。在灌裝流程中，當(dāng)需要開始灌裝時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)向繼電器模塊發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)。繼電器模塊內(nèi)部的電磁鐵會(huì)吸引開關(guān)觸點(diǎn)，從而使液體泵電路閉合，啟動(dòng)液體泵注入番茄醬。之后，機(jī)械臂會(huì)移動(dòng)到適當(dāng)位置，以便將灌裝瓶放置在液體泵下方。再次發(fā)送控制信號(hào)給繼電器模塊，機(jī)械臂電路閉合，機(jī)械臂開始工作。當(dāng)灌裝完成后，發(fā)送停止信號(hào)給繼電器模塊，電磁鐵不再吸引開關(guān)觸點(diǎn)，液體泵會(huì)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。在本番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)中，繼電器模塊通過控制高功率負(fù)載的通斷來實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂和液體泵的啟動(dòng)與停止。它是控制系統(tǒng)中重要的組成部分，確保了整個(gè)灌裝流程的順利進(jìn)行。繼電器模塊在本系統(tǒng)中的實(shí)際接線方式如圖3.9所示：圖3.9繼電器模塊實(shí)際接線圖3.10本章小結(jié)在番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，首先需要確定系統(tǒng)的功能需求，根據(jù)需求選擇合適的傳感器、執(zhí)行器、控制器等硬件設(shè)備，并進(jìn)行系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)。然后，根據(jù)所選硬件設(shè)備的特性和傳輸協(xié)議，設(shè)計(jì)相應(yīng)的電路布局和通信協(xié)議。接著，編寫相應(yīng)的程序代碼，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制和數(shù)據(jù)處理功能。最后進(jìn)行集成測試和調(diào)試，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和調(diào)整，確保系統(tǒng)能夠穩(wěn)定可靠地運(yùn)行。本設(shè)計(jì)過程中的每一步都需要嚴(yán)密的計(jì)劃和精細(xì)的實(shí)施，以確保系統(tǒng)能夠滿足功能需求、穩(wěn)定運(yùn)行，并具有較高的性能和可靠性。3系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)2功能與設(shè)計(jì)方案4系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)4.1軟件介紹Keil軟件是一款在嵌入式系統(tǒng)開發(fā)中廣泛使用的集成開發(fā)環(huán)境（IDE）。它由KeilSoftware公司開發(fā)，可以用于多種不同的微處理器和微控制器平臺(tái)，如ARM、8051和C166等。Keil軟件提供了強(qiáng)大的編輯器、編譯器、調(diào)試器和仿真器等工具，以簡化嵌入式軟件開發(fā)的流程。其中包括一個(gè)高度優(yōu)化的C/C++編譯器和調(diào)試器，支持完整的硬件仿真和調(diào)試功能，并能夠與多種外部硬件連接進(jìn)行在線調(diào)試。此外，Keil軟件還提供了許多高級(jí)功能，如實(shí)時(shí)變量監(jiān)視、代碼覆蓋率分析、內(nèi)存映射和性能分析等。這些功能幫助開發(fā)人員更好地理解和解決軟件問題，提高了開發(fā)效率和軟件質(zhì)量。對(duì)于初學(xué)者，Keil軟件還提供了易于上手的教程和示例代碼，以幫助他們快速入門。同時(shí)，Keil軟件提供不同版本，從基礎(chǔ)版到專業(yè)版，以滿足不同需求和經(jīng)濟(jì)條件的開發(fā)者。Keil4的軟件界面如4.1圖所示：圖4.1Keil_4軟件界面4.2軟件程序的設(shè)計(jì)4.2.1主程序流程圖4.2番茄醬自動(dòng)灌裝系統(tǒng)邏輯流程圖本番茄醬自動(dòng)灌裝系統(tǒng)的主流程圖如圖4.2所示；系統(tǒng)上電以后首先對(duì)各個(gè)模塊進(jìn)行初始化，隨后進(jìn)入while主循環(huán)邏輯，在此循環(huán)下，超聲波傳感器將實(shí)時(shí)檢測液位是否達(dá)標(biāo)，如果達(dá)標(biāo)則判定為合格品，如未達(dá)標(biāo)則會(huì)自動(dòng)剔除。4.2.2顯示子程序流程清顯示清顯示RAM區(qū)返回待顯示數(shù)據(jù)送入緩沖區(qū)置顯示行初值，顯示指針指向第一行LCD初始化功能設(shè)置開始返回待顯示數(shù)據(jù)送入緩沖區(qū)置顯示行初值，顯示指針指向第一行LCD初始化功能設(shè)置開始圖4.4顯示邏輯流程圖進(jìn)行LCD液晶顯示屏顯示內(nèi)容時(shí)，首先要對(duì)LCD進(jìn)行初始化，然后針對(duì)RAM區(qū)進(jìn)行顯示清理，清理之后確定顯示的位置，將所顯示的內(nèi)容放入緩存區(qū)，確定位置之后，發(fā)送給需要顯示的位置實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的顯示。4.3本章小結(jié)在番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)中，需要基于單片機(jī)編寫邏輯程序，完成對(duì)設(shè)備的控制和操作。具體來說，需要實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測瓶子、自動(dòng)填充、自動(dòng)篩選等功能，以確保生產(chǎn)過程的高效性和精準(zhǔn)度。同時(shí)，針對(duì)不同的工藝要求和產(chǎn)品規(guī)格，還需要進(jìn)行參數(shù)設(shè)置和調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)最佳的生產(chǎn)效果。此外，為便于監(jiān)控和管理生產(chǎn)線，可以利用人機(jī)界面實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控和操作?？傊浖O(shè)計(jì)是該控制系統(tǒng)的重要組成部分，關(guān)系到該系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。4系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)PAGE23 2功能與設(shè)計(jì)方案5系統(tǒng)的測試5.1軟件硬件調(diào)試5.1.1軟件調(diào)試進(jìn)行軟件調(diào)試的步驟如下：識(shí)別問題：確定出現(xiàn)了什么問題，例如程序崩潰、功能錯(cuò)誤或異常行為。制定假設(shè)：基于搜集到的信息，制定可能導(dǎo)致問題發(fā)生的假設(shè)。測試假設(shè)：使用調(diào)試工具來驗(yàn)證假設(shè)，例如單步執(zhí)行、斷點(diǎn)、變量查看器、內(nèi)存檢查器等。修復(fù)問題：找到了問題所在時(shí)，在代碼中進(jìn)行修改，并再次測試以確保問題已經(jīng)得到解決。5.1.2硬件調(diào)試硬件調(diào)試可以按照以下步驟進(jìn)行：確定問題是出現(xiàn)在整個(gè)系統(tǒng)還是某個(gè)組件上，并確定問題的影響范圍。將硬件分解成其組成部分，并使用測試工具和儀器來診斷問題所在。根據(jù)診斷結(jié)果，可以采取必要的行動(dòng)來解決硬件故障，可能需要進(jìn)行部件更換或維修。5.2實(shí)物展示經(jīng)過了軟件調(diào)試和硬件系統(tǒng)的調(diào)試，下面本番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)將進(jìn)行上電測試，實(shí)物如圖5.1所示：圖5.1番茄醬自動(dòng)灌裝系統(tǒng)實(shí)物圖如圖5.1所示，本番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)的硬件電路板已經(jīng)焊接完畢，并且可以實(shí)現(xiàn)液位檢測、分揀等相關(guān)的設(shè)計(jì)功能。圖5.2分揀界面如圖5.2所示，本番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)此時(shí)正在進(jìn)行分揀，超聲波傳感器檢測到了不合格的灌裝番茄醬將會(huì)利用步進(jìn)電機(jī)將其分揀出來，并且此信息會(huì)在顯示屏中展示出來。5.3本章小結(jié)在番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)的調(diào)試過程中，首先進(jìn)行了硬件設(shè)備的連接和檢測，確保電路連接正確、傳感器和執(zhí)行器工作正常。然后進(jìn)行了軟件程序的調(diào)試和優(yōu)化，對(duì)各個(gè)模塊逐一進(jìn)行測試和調(diào)整，確保系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)定的功能需求，并具有穩(wěn)定可靠的性能。接著進(jìn)行了系統(tǒng)整體測試和調(diào)試，驗(yàn)證系統(tǒng)的各項(xiàng)功能指標(biāo)和性能參數(shù)是否達(dá)到預(yù)期要求。最后進(jìn)行了系統(tǒng)集成測試和調(diào)試，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行全面測試和驗(yàn)證，以確保系統(tǒng)能夠滿足實(shí)際應(yīng)用的需求和要求。本次調(diào)試過程中，需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)規(guī)格和測試方案進(jìn)行測試和驗(yàn)證，針對(duì)問題及時(shí)分析和調(diào)整，以確保系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行并達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。5系統(tǒng)的測試結(jié)論結(jié)論結(jié)論本番茄醬自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)采用了一種基于單片機(jī)編程的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，其中主要包括單片機(jī)、超聲波傳感器、紅外傳感器、步進(jìn)電機(jī)、繼電器等硬件組成，并且配合如人機(jī)界面、按鍵模塊等配件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)自動(dòng)灌裝的控制。在開始灌裝之前，通過超聲波傳感器實(shí)時(shí)地檢測液位，確保灌裝機(jī)的初液位為零。當(dāng)灌裝機(jī)準(zhǔn)備開始灌裝后，STC89C51單片機(jī)控制繼電器開始灌裝，番茄醬通過管道進(jìn)入灌裝機(jī)主箱體中，同時(shí)通過超聲波傳感器實(shí)時(shí)測量液位高度，當(dāng)液位到達(dá)預(yù)設(shè)高度時(shí)，單片機(jī)發(fā)出停止的指令。整個(gè)流程完成后，單片機(jī)向人機(jī)界面發(fā)送提示信息，表示灌裝已完成，并且會(huì)持續(xù)監(jiān)測液位傳感器的狀態(tài)，確保下一次灌裝前能夠測量到正確的初液位，并將相關(guān)信息顯示在顯示屏幕上。另外紅外傳感器可以準(zhǔn)確的將液位不合格的番茄醬分揀出來，保障了本生產(chǎn)線的產(chǎn)品質(zhì)量。本設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)是一個(gè)簡單而又實(shí)用的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，它可以在節(jié)約時(shí)間的同時(shí)保證生產(chǎn)的質(zhì)量與穩(wěn)定性，并且在使用過程中易于維護(hù)和操作，可以廣泛應(yīng)用在眾多食品加工生產(chǎn)線中，并且可以根據(jù)具體的生產(chǎn)需求進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)和升級(jí)，具有很高的可擴(kuò)展性和適應(yīng)性。參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)[1]曹鋒,曹永安,薛明,等.一種番茄醬用灌裝裝置:,CN216764306U[P].2022.[2]趙春雨,姜波,袁林.番茄醬灌裝控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化儀表,2008,29(4):39-39.[3]涂曉軍,王衛(wèi)東,張新來,等.一種番茄醬生產(chǎn)用灌裝裝置:,CN216660536U[P].2022.[4]曹鋒,曹永安,曹思萌.一種番茄醬灌裝機(jī)用番茄醬內(nèi)部空氣壓排裝置:,CN114291369A[P].2022.[5]潘其華,邾路路,胡中斌.一種用于食品番茄醬加工的自動(dòng)封罐機(jī):,CN215625101U[P].2022.[6]吳文智,吳鵬.一種番茄醬灌裝輸送裝置:,CN215249513U[P].2021.[7]覃中雁,陳進(jìn)廣,覃知廣,等.一種自動(dòng)灌裝設(shè)備:,CN216038605U[P].2022.[8]占秋燕.一種用于香油自動(dòng)灌裝設(shè)備:,CN112174079A[P].2021.[9]黃樹紅,付小強(qiáng),徐理平,等.用于草甘膦生產(chǎn)線的自動(dòng)灌裝機(jī):,CN210012571U[P].2020.[10]孫國梁.油制辣椒自動(dòng)灌裝機(jī)設(shè)計(jì)與研究[D].貴州大學(xué),2015.[11]段文軍,石卓棟,徐志剛,等.基于PLC的防爆全自動(dòng)灌裝設(shè)備控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].包裝工程,2014,35(5):5.[12]張?jiān)娏?啤酒灌裝貯液缸液位控制方