恒溫自動電路控制系統(tǒng)設計及減速機（硬齒面）生產(chǎn)管理的erp設計思路

恒溫控制電路設計一．概述：本設計的主要內容是用單片機系統(tǒng)進行溫度實時采集與控制。溫度信號由AD590K和溫度／電壓轉換電路提供，對AD590K進行了精度優(yōu)于正負0.1二．實施方案：本題目是設計制作一個恒溫箱控制系統(tǒng)，為測量和溫度調節(jié)方便，內加2L純凈水，加熱器為100W電爐。要求能在40度到100度范圍內設定控制水溫，靜態(tài)控制精度為0.2°關鍵詞：非線性補償：大多數(shù)被測參數(shù)與顯示值之間呈現(xiàn)非線性關系，為了消除非線性誤差，必須在儀表中加入非線性補償電路。常用的方法有：模擬式非線性補償法、非線性數(shù)模轉換補償法、數(shù)字式非線性補償法等。分段非線性：由于熱敏電阻的阻值與溫度之間的關系存在著非線性，需通過計算機進行非線性改正，消除非線性的影響。為克服非線性的影響，采用分段線性法補償。如果該溫度計的測量范圍為5℃至45℃，將整個溫度測量范圍等分為10個小區(qū)間，每4度為一個區(qū)間，在每個區(qū)間內溫度與頻率的關系可視為線性。過零檢測光耦：過零檢測光藕就是在交流電網(wǎng)過零檢測光藕.在電網(wǎng)過零時干擾最小,不會影響模擬測量的結果，這種光耦是在直流電時導通的.它的前級結構是二極管。熱慣性：系統(tǒng)在升溫過程中，加熱器溫度總是高于被控對象溫度，在達到設定值后，即使減小或切斷加熱功率，加熱器存儲的熱量在一定時間內仍然會使系統(tǒng)升溫，降溫有類似的反向過程，這稱之為系統(tǒng)的熱慣性。超調：系統(tǒng)在達到設定值后一般并不能立即穩(wěn)定在設定值，而是超過設定值后經(jīng)一定的過渡過程才重新穩(wěn)定。傳感器滯后是指由于傳感器本身熱傳導特性或是由于傳感器安裝位置的原因，使傳感器測量到的溫度比系統(tǒng)實際的溫度在時間上滯后，系統(tǒng)達到設定值后調節(jié)器無法立即作出反應，產(chǎn)生超調。三．主要元器件介紹：1.8098單片機簡介：80年代中期，單片機的應用進入了16位單片機的時代。Intel公司繼MCS-51單片機之后，于1983年推出16位單片機8098，1988年年底Intel公司推出了具有8位機價格16位機性能的8098單片機，從而使MCS-96系列單片機的應用有了飛躍性的突破。在此基礎上，Intel公司又推出了性能更強的CMOS芯片80C196/80C198，它們除保留了8096BH/8098的功能外，還增加了許多內部功能和指令功能，且速度相當于9096BH/8098的兩倍，使其在高層次的應用中有很大的前景。引腳圖如下：主要引腳功能如下：。Vcc——主電源（+5V）。。Vss——數(shù)字地（0V），有兩個Vss，須同時接地。。Vpd——RAM備用電源（+5V）。正常操作期間，此電源必須接通。在掉電情況下，當Vcc尚未降至RAM所需規(guī)范電壓值以下時（Vpd正常供電），RESET信號有效，則片內寄存器頂部的16個字節(jié)內容得以維持不變，在掉電期間RESET必須保持低電平，直至Vcc恢復正常且振蕩器達到穩(wěn)定時為止。。Vref——片內A/D的參考電壓（+5V），同時也是A/D模擬部分的電源電壓及讀P0所用邏輯電路的供電電壓。。ANGND——A/D的模擬地，通常應與Vss保持同電位。。Vpp——片內EPROM的編程電壓針對8795BH而言。。STAL1——片內反相振蕩器的輸出，也是片內時鐘發(fā)生器的輸入，通常接外部晶體。。STAL2——片內反相振蕩器的輸出，通常接外部晶體。。RESET——復位信號輸入，低電平有效，兩個狀態(tài)周期以上的低電平輸入可使芯片復位。RESET再變?yōu)楦唠娖綍r（高電平持續(xù)時間大于10個狀態(tài)周期）可產(chǎn)生10個周期的內部復位序列。。EA——存儲器選擇輸入端。當EA=0時，CPU對外部存儲器操作，當EA=1時，CPU對片內存儲器（EPROM/ROM）的2000H––3FFFH單元操作，地址在4000H以后，訪問外部存儲器，此引腳內部有下拉作用，若引腳無驅動，它總保持低電平。。ALE/ADV——地址鎖存允許或地址輸出有效（由芯片控制器CCR選擇）。當ALE為高電平時，表示地址/數(shù)據(jù)總線上傳送的是存儲器地址，ALE下降沿將地址鎖存到地址鎖存到地址鎖存器中。。RD——外部存儲器讀信號，輸出低電平有效。。WR——外部存儲器寫信號，輸出低電平有效。。READY——準備就緒信號（輸入）。它用來延長對外部存儲器的訪問周期，以便與慢速存儲器或動態(tài)存儲器接口。它也可用于總線共享，總線周期最多可延長至1μs。通過CCR寄存器可控制插入總線周期中的狀態(tài)數(shù)。該引腳內部有微弱的上位作用，在無外部驅動器時，為高電平。。HIS——高速輸入（HIS。0~HIS。3）引腳，其中HIS。2和HIS。3與兩個高速輸出引腳公用。。HSO——高速輸出（HSO。0~HSO。5）引腳，其中HSO。4和HSO。5與兩個HIS引腳公用。。P0口——4路高阻輸入口，既可作為A/D轉換器的模擬量輸入（ACH4~ACH7），又可作為數(shù)字量輸入（P0.4~寬。7），也可同時輸入模擬信號和數(shù)字信號。。P2口——4位多功能口（P2.0，P2.1，P2.5）。它們除用作標準的I/O口之外，還具有復用功能，表13.5給出P2口各引腳的基本功能和復用功能。。P3/P4口——均為8位雙向I/O口，具有兩種功能，既可用作具有漏極開路輸出的雙向口，也可作為系統(tǒng)總線。用作系統(tǒng)總線時，P3口傳送低8位地址及8位數(shù)據(jù)，P4口傳送高8位地址，此時，引腳內部有上位作用。2AD590K(雙腿集成電路溫度傳感器)封裝及引腳圖如下：主要功能介紹：3.OP07（精密運算放大芯片）引腳及封裝圖：主要功能介紹：4AD1674(高精度模數(shù)轉換芯片)封裝及內部結構圖：主要功能介紹：四．電路設計部分1．測量部分采用溫度傳感器AD590K。它具有較高精度和重復性，其良好的非線性可以保證優(yōu)于正負0.1°C2．驅動控制部分(1)電爐有效功率控制采用移相控制交流電壓的有效功率，依據(jù)HIS口得到的過零檢測信號控制HSO口輸出同步脈沖，移相量由溫度誤差計算給出，這樣對交流電的單個周期的有效值周期性調節(jié)．以保證系統(tǒng)的動態(tài)指標。(2)交流電過零檢測電路設計交流電源經(jīng)變壓器降壓后進行過零檢測，再通過光電耦合器件輸出過零檢測信號，避免交流電平干擾，其安全性可靠性高，見下圖。實施方案：根據(jù)以上分析，采用如下方案：溫度測量部分采用集成溫度傳感器AD590K，加上軟件非線性補償來實現(xiàn)高精度測量，見下圖動按制部分采用脈沖移相觸發(fā)可控硅改變電爐的有效功率，見下圖：五．系統(tǒng)實現(xiàn)與理論分析1．系統(tǒng)硬件設計系統(tǒng)硬件以8098單片機為核心，詳細結構如下圖所示：2．控制算法實驗表明，水溫控制系統(tǒng)中，采用單純的PID始終具有較大的超調，而且出現(xiàn)水溫超調．只能靠自然冷卻，這就使得調節(jié)時間大大延長。因此，在水溫控制系統(tǒng)中要縮短調節(jié)時間，就必須做到基本無超調。通過反復實驗，采用分段非線性加積分分離PI進行溫度控制。在偏差較大時，控制量采用由實驗總結出的經(jīng)驗值，當偏差較小時切換為積分分離PI算法。理論證明，這種控制方式可以加快系統(tǒng)階躍響應、減小超調量，并且具有較高的溫度控制精度。3．系統(tǒng)靜態(tài)測溫誤差分析測溫部分采用溫度傳感器AD590K。它具有較高的精度和線性度。經(jīng)分析能完全滿足要求。六系統(tǒng)軟件設計：1．軟件主要功能（1）溫度沒定即設定控制溫度為4度到100度。(2)信號濾波頻率設定程序中設有信號的一階慣性濾波，通過此功能可設定濾波截止頻率。(3)控制參數(shù)設定可設定的控制參數(shù)有比例系數(shù)、積分速度、積分飽和門限等。(4)報警門限設置與報警通過鍵盤設定報警的上下限開關，報警啟動后，程序依據(jù)設置進行報警處理。(5)打印設置軟件除具有題目要求的溫度曲線自動打印功能外，還可通過鍵盤在線啟動曲線與數(shù)據(jù)的打印功能。(6)傳感器的非線性補償為了獲得正負0.2度的控制精度，溫度的測量精度必須優(yōu)于0.2度。利用AD590K的正負0.1度的重復性，軟件中設有分段插值程序，對AD590K的信號進行非線性補償以獲得正負0.1度的測量精度。2．程序流程圖如下調試過程：使用的主要儀器儀器：電腦一臺；數(shù)字萬用表一只；示波器一只；WD型微機電源一臺；溫度計一只；8098開發(fā)系統(tǒng)。傳感器標定：由于AD590K測溫精度為0.3度，其測溫重復性優(yōu)于0.1度，在使用軟件插值算法進行線性化后．系統(tǒng)側溫精度達到0.1度。步驟如下：(1)傳感器粗調0度點校正：在保溫杯中加入冰水混合物，放人傳感器探頭，用高精度數(shù)字電壓表測量變送器輸出電壓，等變送器輸出穩(wěn)定后調節(jié)變送器中的P1電位器(調零電位器)．使測得電壓為0V。(2)增益調整將傳感器探頭放人沸水中，調節(jié)變送器中的P2電位器(增益調整電位據(jù))，使測得電壓為99V。經(jīng)過以上粗調后，傳感器的變送器輸出為100毫伏/度．在0-100V時對應電壓為0V—10．0V，測量精度可達到0．3度。(3)傳感器精確杯定AD590K的測濕精度由于其非線性特性，只能達到正負0.3度，要進一步提高測溫精度，必須精確標定溫度變送器在不同溫度下的輸出電壓，將溫度一電壓的對應關系存人表格，在測控軟件個進行插值運算。在此使用了測溫精度為0.1度的高精度水銀溫度計，精確測量水溫，同時通過高精度A／D采集變送器的電壓值。通過在保溫杯中加冰和加開水調節(jié)水溫，將溫度與電壓的對應關系記錄在電腦的文件內，再利用此對應恒存測控軟件中建立插值表，在實時控制時對溫度采樣進行插值運算，這樣就將系統(tǒng)測溫精度提高至正負0.1度。七：總結：整個系統(tǒng)的設計思想是提高靜態(tài)控溫精度，減小調節(jié)時間和超調量。整個系統(tǒng)綜合有如下幾個特點：（1）集成線性溫度傳感器AD590K和信號調理電路與軟件線性化處理相結合，進一步提高了測溫精度。（2）8098單片機的采用，不僅便于數(shù)據(jù)采集和處理，而且擴展了各種功能．如存儲、顯示、打印、外部中斷等。（3）采用AD1674，可以保證測量精度。（4）在電路設計中充分考慮了系統(tǒng)可靠性和安全性。動態(tài)性能也達到較高指標。參考資料：·8098.PDFOP07.PDFAD590K.PDFAD1074.PDF·《全國大學生電子設計大賽獲獎作品匯編》北京理工大學出版社·《精通PROTELDXP》中國青年出版社·《PROTEL2004原理圖設計與PCB制作》國防工業(yè)出版社減速機（硬齒面）生產(chǎn)管理的ERP設計思路齒輪減速機品種多，零件相對復雜。生產(chǎn)大部分是按單生產(chǎn)，為使成品交貨及時，保證質量，自制件和外購件都需要適當倉庫備有庫存。但過多庫存會增加資金壓力，如何解決這對矛盾？需要生產(chǎn)經(jīng)驗與ERP相結合。再者近年來人工成本不斷上升，設備人工成本對于整機成本影響日益擴大。在同類廠家不斷涌現(xiàn)的情況下，差異化競爭與價格競爭必然成為企業(yè)擴大銷售額的手段。對產(chǎn)品成本精細化控制是ERP軟件必須完成的任務。讓企業(yè)對自己產(chǎn)品成本的精確掌握可以為銷售決策提供強力保障。<ERP系統(tǒng)的進銷存功能在此略>從硬齒面減速機成品說起，成品型號繁多，記錄在案已經(jīng)達到20273種。以手工或者Excel表格工具這樣離散式管理已經(jīng)不能應付變化多端的實際情況。一個成品物料清單包含零件20多種。但因成品各類繁多，一個方便查找、使用、管理的整體化解決方式必不可少。一個自制件工序最多有10道。而且自制件基本上都會有外協(xié)工序。所以生產(chǎn)以批量形式下單，車間主管需要分析出重要零件最小庫存量，以備貨生產(chǎn)為主?；蛘甙葱枭a(chǎn)，憑車間主管經(jīng)驗。外購件單個成本相對便宜，采購時也以批量形式下單，也是采購主管分析最小庫存數(shù)進行備貨采購，或者根據(jù)經(jīng)驗按需采購。車間工序人力成本可以給一個零件制造添加一個工藝（工序），每一道工序給定成本。人力成本可以列入其中。機器設備的損耗成本，根據(jù)價值大小有選擇性加入。ERP中工序管理以生產(chǎn)100個4105002齒輪為例為這個齒輪設計兩種物料毛坯類和自制類毛坯類的M1014105002物料的物料清單如下：自制類的M1014105002物料的物料清單如下：對應齒輪的工序定義在“線切割”外協(xié)工序以前為毛坯。對毛坯類M1014105002這個物料制作工藝工藝中包括了工廠內部加工和外協(xié)加工的過程。011項工序“正火”為外協(xié)工序，可以設定供應商，外協(xié)加工時可以直接創(chuàng)建采購單。以下為創(chuàng)建工單生產(chǎn)此物料過程制作工單并審批給工單排產(chǎn)到倉庫給工單發(fā)料此時工單開始運行，工序自動生效按實際工廠生產(chǎn)進度，完成一個工序時點擊“100%完成”可以結束一項工序。通過這里的工序記錄可以查看工廠進度情況