基于单片机控制自动配料系统设计-精品

摘要

皮带配料系统是一种连续累计自动控制系统，广泛用在煤炭、化工、冶金、建材、食品等关系国计民生的各个行业，配料系统可对物料的配比实现累计量控制，而准确的累计量控制可提高产品质量，降低生产成本，提高劳动效率。

首先介绍了配料系统控制器的国内外发展状况，接着对配料系统的组成结构、工作原理作了介绍。然后根据配料系统流量控制的设计要求，设计了以AT89C52单片机为主控芯片的配料系统控制器。论文分析了系统工作原理和提高调速性能的方法，研究了IGBT模块应用驱动、吸收、保护控制等关键技术。在单片机控制方面，讨论了数字触发、数字测速、数字PWM调制器、转速与电流控制器的原理,并给出了软、硬件实现方案。

系统中使用了光电码盘对直流电机的转速进行测量，用电流互感器对直流电机的电流进行检测，经过滤波电路后，将测量值送到A/D转换器，并且最终作为反馈值输入到单片机进行PI运算，从而实现了对直流电机速度和电流的控制。通过实时测试与调节电动机的转速和电流，此调速系统可获得快速、精确的调速效果。

关键词直流不可逆调速 PWM信号数字控制器

ABSTRACT

Belt batching system is a continuous totalizing automatic weighing instrument. It has played a critical role in coal, chemical industry, metallurgy, building materials, food and other sectors that are crucial to national economy and people's livelihood. The cumulative control of some mixed materials batching is realized by batching scale. This accurate cumulative control can cut down the cost of manufacture, improve the quality of the product and enhance the efficiency of labor.

The paper first has an introduction to the status of development for batching scale controller at home and abroad, and then components and operating principle of the batching scale. According to the design requirements for flow control of a batching scale, this paper designs a batching scale controller with AT89C52 single chip microcomputer as the master control chip. This paper analyzes the working principles of the system and some key technical issues of the application based on the IGBT apparatus, which include drive circuit, snubbed circuit, protection and controlling the quantity of heat, and so on. In the aspect of microcomputer control, it has discussed the principle of number touch off、number velocity testing、current/velocity controller、number PWM modulator and presents the hardware or software scheme to achieve it.

Photoelectric encoder is used in this system to measure the speed of D.C. motor. The result of the measurement is sent to A/D converter after passing the filtering circuit, and finally the feedback single is stored in the single-chip computer and participates in a PI calculation. By real time testing dandy adjusting the motor’s velocity/current, this timing system can get quick and exact timing result.

Keywords reversible DC timing system Pulse-Width Modulation number controller.

目录

摘要............................................................ I ABSTRACT ......................................................... II 目录........................................................... IV CONTENTS ........................................................ VII 第1章绪论 (1)

1.1 引言 (1)

1.2 研究皮带配料系统的意义 (1)

1.3 配料系统的国内外发展现状 (3)

1.4 配料系统的发展趋势 (4)

第2章配料自动控制系统设计 (6)

2.1 配料自动控制系统可控直流源的选择 (6)

2.1.1 配料自动控制系统可控直流源的方案比较 (6)

2.1.2 配料自动控制系统可控直流源的方案确定 (8)

2.2 直流调速系统PWM电路方案设计 (8)

2.2.1 PWM变换器控制方案选择 (9)

2.2.2 PWM变换器的数学模型 (10)

2.3 配料系统直流调速系统闭环系统方案 (10)

2.4 配料系统自动控制系统的整体方案设计 (12)

2.5 配料系统直流调速系统设计 (13)

2.5.1 配料系统自动控制系统性能及技术要求 (13)

2.5.2 直流电机相关参数的计算 (14)

2.5.3 双闭环稳态工作时静特性 (16)

2.5.4 电流调节器和转速调节器的设计 (17)

第3章配料系统自动控制系统硬件电路设计 (22)

3.1重量信号采集电路 (22)

3.1.1 传感器选择 (22)

3.1.2重量信号的采集电路 (23)

3.2重量信号滤波放大电路 (24)

3.3 A/D转换电路 (26)

3.4 配料系统自动控制系统的单片机系统 (27)

3.5 皮带配料系统电机回路保护电路设计 (29)

3.5.1启动保护电路 (29)

3.5.2 IGBT的选择及其吸收回路设计 (30)

3.6 直流电机电流检测电路 (31)

3.7 数字测速电路 (32)

3.7.1 M/T法测速原理 (33)

3.7.2 数字测速硬件电路 (34)

3.8 PWM驱动电路设计 (36)

3.8.1 PWM信号产生电路 (36)

3.8.2 PWM信号驱动电路 (37)

3.9 配料系统自动控制系统的键盘与显示电路 (38)

3.9.1 I/O口扩展电路 (39)

3.9.2 配料系统自动控制系统的键盘电路设计 (39)

3.9.3配料系统自动控制系统的显示电路设计 (41)

3.10配料系统自动控制系统的电源系统 (42)

第4章配料系统自动控制系统软件设计 (44)

4.1软件的主程序结构设计 (44)

4.2 PI控制子程序设计 (46)

4.3 中断服务程序 (47)

第5章配料系统直流调速系统仿真 (49)

5.1 直流双闭环调速系统的仿真模型的构建 (49)

5.2 直流双闭环调速系统的仿真结果分析 (50)

总结 (52)

致谢 (53)

参考文献 (54)

附录1 软件编程 (56)

附录2 系统硬件原理图 (62)

CONTENTS

ABSTRACT（CHINESE） ........................................................................................ I ABSTRACT ................................................................................................................ I I CONTENTS（CHINESE） ..................................................................................... IV CONTENTS ............................................................................... 错误！未定义书签。CHAPTER 1 INTRODUCTION (1)

1.1 Foreword (1)

1.2 The significance of the belt batching system (1)

1.3 The development of the belt batching system in the world (3)

1.4 The development trend of the batching system (4)

CHAPTER 2 The design of the automatic batching system (6)

2.1 The choice of controlled DC source for the system (6)

2.1.1 Program comparison of the controlled DC source (6)

2.1.2 The decision of the program (8)

2.2 DC speed conrol system's PWM circuit design (8)

2.2.1 The selection of the PWM converter program (9)

2.2.2 The mathematical model of the PWM converter (10)

2.3 The program of the closed loop system (10)

2.4 The overall design of the automatic control system of the batching system.. 12

2.5 Batching system DC speed control design (13)

2.5.1 Batching automatic control system performance and technical

requirements (13)

2.5.2 The calculation of the relevant parameters of the DC motor (14)

2.5.3 The closed loop static characteristics of the steady-state operation (16)

2.5.4 The design of the ACR and ASR (17)

CHAPTER 3 Circuit design of the batching automatic control system (22)

3.1 Weight signal acquisition circuit (22)

3.1.1 The selection of the sensor (22)

3.1.2 Circuit to get the weight (23)

3.2 Weight signal filering amplifier (24)

3.3 A/D converter circuit (26)

3.4 SCM for batching automatic control system (27)

3.5 Belt ingredients motor circuit protection circuit design (29)

3.5.1 Limitations and start pumping voltage protection circuit (29)

3.5.2 The IGBT choice and the absorption circuit design (30)

3.6 DC motor current detection circuit (31)

3.7 Digital speed circuit (32)

3.7.1 M/T method velocimetry principle (33)

3.7.2 Circuit of the detected speed (34)

3.8 PWM drive circuit design (36)

3.8.1 PWM signal generating circuit (36)

3.8.2 PWM signal to drive circuit (37)

3.9 Keyboard and display circuit of batching automatic control system (38)

3.9.1 I/O port expansion circuit (39)

3.9.2 Keyboard design of the system (39)

3.9.3 Display circuit design for the system (41)

3.10 The power system for the batching automatic control system (42)

CHAPTER 4 The software design for the batching automatic control system (44)

4.1 The main stuctural design of the software design (44)

4.2 PI control subroutine design (46)

4.3 Interrupt service routine (47)

CHAPTER 4 Batching system DC speed control system simulation (49)

5.1 Construction of DC double closed loop speed control system simulation

model (49)

5.2 Simulation results of the DC double closed loop speed control system (50)

The summary (52)

Acknowledgements (53)

References (54)

Appendix 1 software programming (56)

Appendix 2 system hardware schematic (62)

第1章绪论

1.1 引言

配料系统是按照一定比例来控制物料传输的量，使皮带传输的物料按照一定比例参杂在一起，在工业和农业上有很大的用处。随着国民经济的持续、快速增长，实现工业生产自动化、快速化已经成为与人们生活息息相关的一个环节。

近年来，随着电子技术、传感器技术、计算机技术以及智能控制理论的飞速发展，配料自动控制技术也经历了划时代的发展。传统的手动控制物料配比不仅会导致配料误差大，而且配料控制过程持续的时间长，耗费的人力资源比较大。随着工业化的发展，手动配料迅速发展成现在的可连续自动进行，不需要人工干预就可以完成的自动配料操作，而且误差小、操作方便、配料控制时间也大为缩短，还降低了对能源和材料的消耗。配料系统自动控制装置不仅是提供重量数据的仪表，而且作为工业控制系统和商业管理系统的一个组成部分，更加推进了工业生产的自动化和管理的现代化。

皮带配料系统作为一种动态衡器，已经广泛用于工矿企业、交通运输、冶金、化工、建材等国民经济各个领域的配料中，并取得了显著的经济效益。能否准确配料已经成为影响人们生产生活的一个重要因素，但是我国现有的这方面的产品少且设备功能不齐全、精度不高、工作不稳定。因此，改善现有配料装置，开发更精确、更方便的配料系统控制器势在必行。

1.2 研究皮带配料系统的意义

皮带配料系统简称为配料系统，它与皮带传输系统的设计原理和组成结构基本相同，不同的是，配料系统在皮带传输系统的基础上又增加了“配料”

这一功能。

它广泛用于煤炭、化工、食品加工、建材等行业的物料配比当中，其配料的准确与否直接影响着国民生产的各个部门。配料系统的使用可以提高各个部门的自动化水平和各个生产系统的可靠性，降低工人劳动强度，提高生产效率和产品质量，从而扩大公司的效益。

在煤炭行业，配料系统用于定量供煤，能否准确配料直接决定配煤质量。在化工行业，配料系统用于多种原材料的定量配比，它可以起到减员增效，节约成本，减少误差，从而创造更大的利润。在食品加工行业，配料系统的使用代替了大量的手工劳动，提高了劳动生产效率，使得食品加工更方便、快捷。在建材行业，沙子、粘土、水泥、石灰、石子等物料的混合需要用配料系统对其进行定量配比。由此可见，配料系统的应用非常广泛。

目前，配料控制系统己广泛应用于工农业生产和社会生活的各个领域。随着科学技术的不断发展，配料控制系统也随之不断改进。在很多生产工艺过程中，人们除了要求衡器能准确地进行称量，满足产品质量的需要外，还要求称重过程能大幅度提高生产效率。尤其是冶金、煤炭、化工、水泥等行业中，常需要对散料进行皮带输送过程中的动态连续称量，而且还要对输送中的流量进行调节、控制、达到准确的配比。配料质量控制的优劣直接关系着企业生产能否顺利进行。如果配制的质量达不到要求，轻则造成原料、能源的浪费，重则影响产品的质量和生产率川，并且有些重要生产岗位的配料失误甚至会给整个生产酿成事故。因此，配料精度的高低和配料速度的快慢制约着整个生产的产品质量和产量，因此应对配料过程的质量和产量控制给予足够重视。

随着我国工业自动化程度的提高，配料系统将在现在和未来的市场需求中占据相当大的比例。皮带配料系统作为一种新兴的高新技术产业而越来越受到世界各国的普遍关注。在西方发达国家，配料系统的生产技术已经相对完善；而在中国，由于先前的技术水平落后，这使得积极开发研制更加精确、方便、可靠、功能更强大的配料系统控制器具有重要意义。而且，中国地大物博、资源丰富，各项工业生产正在以不可阻挡的势头向前发展。可以看到，

中国广大的市场为配料系统的发展提供了广阔的前景。另一方面，我国目前的主要矛盾是落后的生产力满足不了人民日益增长的物质文化需要。在物质方面，我们需要又快又好的生产出我们所需要的物质产品，所以我们要进行生产自动化，实现生产的快速性与精确性。

综上所述，我们可以看到配料自动控制系统的研究设计对我国经济发展有着很重要的意义，精确的配料技术不仅可以扩大生产量，还可以是生产出来的产品具有很高的质量和性能，经得起市场的考验，使我们的产品在世界经济市场上更具有竞争力。

1.3 配料系统的国内外发展现状

根据最新配料系统国家标准的规定，皮带配料系统是一种连续累计自动衡器。衡器是利用作用于物体上的重力来确定该物体质量的计量仪器，按其操作方式可分为：自动衡器和非自动衡器。所谓自动衡器就是指在称量过程中无需操作者干预便能按预定的处理程序自动称量的衡器。其中，连续累计自动衡器是无需对质量细分就可对皮带上散装物料进行连续称量的自动衡器。皮带配料系统就是在皮带输送物料的过程中同时对物料进行连续累计称量的一种自动衡器。

配料系统起源于19 世纪末，工业革命以来，各项新技术突飞猛进的发展，随着皮带传输系统的出现，配料系统也应运而来。最早的皮带传输系统称重原理来自于斗式输送机对散状物料连续自动称量的装置。第二次世界大战之后，随着传感器技术、电子技术的迅猛发展，配料系统的发展也是突飞猛进。

配料系统的发展大致经历了以下四个阶段：

第一阶段是上世纪五、六十年代的纯机械式配料系统，普遍采用机械式、光电式扫描或增量式编码器等，这一阶段的配料系统仅具有识别计数和启动功能。

第二阶段是六、七十年代的传感器电子仪表配料系统，随着模拟电路和

数字电路的飞速发展，逐渐出现了各种小型化的配料电动仪表。可用仪表来实现平衡、识别和累计计算等功能。

第三、第四阶段是20世纪七十年代末的微机智能化的配料系统。计算机首次被引入电子配料系统，大大提高了它的集成度。此时的配料系统累计量运算采用累加法代替了积分法。

第一、二阶段的配料系统只能进行简单的测量、累计计算，而且准确度不高，对系统运行过程中的变化不可控制，因此其计量过程准确度低，动态性能差，缺乏稳定性。而第三、四阶段的配料系统控制器集合了微机技术、现代计量技术、通讯技术、网络技术、工业控制等技术，不仅增强了计量的准确性，而且对其在计量过程中出现的问题能够实时监测和控制，同时，仪表的显示、报警、调零等功能的自动控制也越来越完善。而通讯技术的发展更是增强了仪表的远程维护诊断与数据传输的功能。

在自动配料系统的研发与设计方面，欧美发达国家的起步较早，而当时的中国在清政府的统治下，采取闭关锁国的外交政策，使得我国没有及时的引进这些先进技术。鸦片战争以后，我国一些先进知识分子开始意识到西方科学技术的强大，渐渐摘掉了夜郎自大的眼睛，放眼看世界，开始在西方列强的压迫下摸索前进。

新中国成立后，政府高度重视科学技术的发展。我国的科学技术突飞猛进，不断地克服技术上的难题。其中配料控制系统作为一个在各个生产领域方面都有其重要作用关键环节更是取得了很大成就。

1.4 配料系统的发展趋势

近年来，随着计算机技术的飞速发展，对原有配料系统进行技术方面改进已经成为必然的趋势，提出了通过数据采集、自动控制、远程监视、报警、运行管理、变频调速等多方面的技术改进方法。在生产任务繁重的时候，要求系统能够加快生产速度，集中控制电机的启动、浏览生产工业流程图、作出事故报警响应、调节电机运行速度等功能，实现所需功能的集中控制，这

就要求系统可以实现远程控制功能，并且实时对现场设备进行监控。

第一，大规模集成芯片的产生和广泛应用使得稳定安全的控制系统得到了基本的保证，但是在一些严酷的环境下，系统故障还是时常发生，导致我们生产出来的产品会因为外界扰动配料失调而不合格，所以系统在恶劣环境的抗干扰能力有待提高。

第二，在工业生产当中尤其是化学工艺中，对物料的配料精度有着极高的要求，一般的配料自动控制系统很难满足要求，需要开发高精度高灵敏度的设备来实现这类一行业的生产自动化。对于这一点，我们除了在硬件方面采取一些措施，选择性能较高的元器件：也可以在软件编程上面下功夫。

第三，现代的工业自动化虽然给我们的生产生活带来了极大的便利，但与此同时对环境也产生了不良影响，我们需要在生产过程中采用一些手段使得我们的生产更环保、更节能，认真贯彻可持续发展战略。

通过以上的分析，可以看到配料自动控制系统还要经过一些完善，具有很深刻的研究意义。

第2章配料自动控制系统设计

2.1 配料自动控制系统可控直流源的选择

直流调速的主要方法是变压调速：即通过改变直流电机的电枢电压来实现调速的目的。

调节电枢电压常用的可控直流源有三种[1]：

1、旋转变流机组；

2、静止式可控整流器；

3、直流斩波器或脉宽调制器。

旋转变流机组是至少要包含两台与调速电机容量相当的旋转电机，还需要一台励磁发电机，设备多，体积庞大，费用高，不便于维护，运行噪声大。早已经被淘汰。这里主要对比后两种方案。

2.1.1 配料自动控制系统可控直流源的方案比较

方案一：静止式可控整流器

1957年，晶闸管问世，很快便生产出整套的晶闸管整流装置，使变流技术发生了革命性的变化。

通过调节阀装置的控制电压

U来移动触发脉冲的相位，即可改变平均整

c

U，从而实现平滑调速。和旋转变流机组及离子拖动变流装置相比，流电压

d

晶闸管整流装置不仅在经济性和可靠性上都很大提高，而且在技术性能上也现实出较大的优越性[2]。

三相半波可控整流电路使用的晶闸管个数只是三相全控桥整流电路的一半，但它的性能不及三相全控桥整流电路。三相全控桥整流电路是目前应用最广泛的整流电路，其输出电压波动小，适合直流电动机的负载，并且该电

路组成的调速装置调节范围广（将近50）。把该电路应用于本设计，能实现电动机连续、平滑地转速调节、电动机不可逆运行等技术要求。

但是V-M系统在应用时还有很多的缺点：

1、由于晶闸管的单向导电性，要实现四象限运行，必须采用正、反两组全控桥整流电路；

2、晶闸管对过电压和过电流十分敏感，因此必须有可靠地保护电路和符合要求的散热条件；

3、当系统处于深调速状态，晶闸管的导通角度很小，系统功率因数低，会产生很大的谐波电流，引起电网电压的畸变。因此，V-M系统必须添加无功补偿和谐波滤波装置。

方案二：直流斩波器

通过PWM方式控制直流电机调速的方法。冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同。PWM控制技术就是以该结论为理论基础，使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形。按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率。

PWM控制的基本原理很早就已经提出，但是受电力电子器件发展水平的制约，在上世纪80年代以前一直未能实现。直到进入上世纪80年代，随着全控型电力电子器件的出现和迅速发展，PWM控制技术才真正得到应用。随着电力电子技术、微电子技术和自动控制技术的发展以及各种新的理论方法，如现代控制理论、非线性系统控制思想的应用，PWM控制技术获得了空前的发展。到目前为止，已经出现了多种PWM控制技术[3]。

PWM控制技术以其控制简单、灵活和动态响应好的优点而成为电力电子技术最广泛应用的控制方式，也是人们研究的热点。由于当今科学技术的发展已经没有了学科之间的界限，结合现代控制理论思想或实现无谐振软开关技术将会成为PWM控制技术发展的主要方向之一。

2.1.2 配料自动控制系统可控直流源的方案确定

PWM系统相对于V-M系统有以下优点[4]：

1、主电路简单，需要用的电力电子器件少；

2、开关频率高，电流容易连续，谐波少，电机损耗及发热功率都很小；

3、低速性能好，稳态精度高，调速范围宽；

4、若与快速响应的电机配合，系统频带宽，动态响应快，动态抗干扰能力强；

5、电力电子器件导通损耗小，装置效率高；

6、直流电源采用不控整流时，电网功率因数比相控整流器高。

由于本设计所要控制的电机要求响应速度快，基于以上优点，所以系统就是利用脉宽调制器这种控制方式来改变电压的占空比实现直流电机速度的控制。论文中采用了专门的芯片组成了PWM信号的发生系统，然后通过控制直流电机电路中的IGBT来控制电机的转速。利用旋转编码器测得电机速度，同时利用霍尔式电流传感器取得到电流信号并将其转化为合适的电压信号，把电压信号输入给A/D转换芯片再送给给单片机，在内部通过软件编程进行运算，输出控制量完成闭环控制，实现电机的自动调速控制。

2.2 直流调速系统PWM电路方案设计

本设计需要设计一个直流调速系统，根据皮带传输系统所测得的物料重量来调节上一级传输皮带的物料传输速率，即控制直流电机的转速，从而达到控制皮带传输系统上物料重量的目的。由于系统仅需要控制皮带传输加减速，不需要实现电机反转、四象限运行，固选择有制动电流通路的不可逆PWM 变换器即可。

不可逆PWM变换器电枢平均端电压为：

s s on d U U T t U ρ==

（2-1） ρ= d U /s U 定义PWM 电压的占空比，改变ρ（10≤≤ρ）即可调节电动机的转速，控制电机工作于电动、制动和停止运行。

2.2.1 PWM 变换器控制方案选择

采样控制理论中有一个重要结论：冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性的环节上时，其效果基本相同.PWM 控制技术就是以该结论为理论基础，对半导体开关器件的导通和关断进行控制,使输出端得到一系列幅值相等而宽度不相等的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或其他所需要的波形.按一定的规则对各脉冲的宽度进行调制，既可改变逆变电路输出电压的大小，也可改变输出频率[5]。

硬件调试法：

硬件调制法是为解决等面积法计算繁琐的缺点而提出的，其原理就是把所希望的波形作为调制信号，把接受调制的信号作为载波，通过对载波的调制得到所期望的PWM 波形.通常采用等腰三角波作为载波，当调制信号波为正弦波时，所得到的就是SPWM 波形.其实现方法简单，可以用模拟电路构成三角波载波和正弦调制波发生电路，用比较器来确定它们的交点,在交点时刻对开关器件的通断进行控制，就可以生成SPWM 波.但是，这种模拟电路结构复杂，难以实现精确的控制.

软件生成法：

由于微机技术的发展使得用软件生成SPWM 波形变得比较容易，因此，软件生成法也就应运而生.软件生成法其实就是用软件来实现调制的方法，其有两种基本算法，即自然采样法和规则采样法.

本设计利用软件编程设置一些关键控制字，实现脉宽调制信号的输出，达到控制的目的。

2.2.2 PWM 变换器的数学模型

根据PWM 变换器工作原理和波形分析，可以看出，当控制电压C U 改变时，PWM 变换器的输出电压Ud 按线性规律变化，但其响应会有延迟[6]。因此，脉宽调制器和PWM 变换器合起来可以看成一个滞后环节，它的延时最大不超过一个开关周期T 。

脉宽调制器和PWM 变换器的传递函数可近似看成

1)(+≈S s S T K s W （2-2） 式中 Uc

U K d s =为脉宽调制器和PWM 变换器的放大系数； d U 为PWM 变换器的输出电压；

C U 为脉宽调制器的控制电压；

Ts 为PWM 装置的延迟时间

2.3 配料系统直流调速系统闭环系统方案

在本次设计中，电机调速系统采取闭环控制系统，有两种方案可供选择：单闭环调速系统和双闭环调速系统。

单闭环调速系统引入转速负反馈，结构简单，参数计算简单，比较容易实现。如果设置PI 调节器可以实现无静差调速。

随着调速系统的不断发展和应用，传统的采用PI 调节器的单闭环调速系统虽能实现转速的无静差调节，但不能满足较快的动态响应的一般生产机械的调速要求。为了提高生产率，要求尽量缩短起动、制动、反转过渡过程的时间，最好的办法是在过渡过程中始终保持电流（即动态转矩）为允许的最大值，使系统尽最大可能加速起动，达到稳态转速后，又让电流立即降低，进入转矩与负载相平衡的稳态运行。要实现上述要求，其唯一的途径就是采

用电流和转速负反馈控制方法，即采用速度、电流双闭环的调速系统来实现。在电流控制回路中设置一个调节器，专门用于调节电流量，从而在调速系统中设置了转速和电流两个调节器，形成转速、电流双闭环调速控制。双闭环调速控制系统中采用了两个调节器，分别调节转速和电流，二者之间实现串级连接。

图2-1为转速、电流双闭环直流调速系统的原理图[7]。

图2-1 转速、电流双闭环直流调速系统的原理图

图中两个调节器ASR 和ACR 分别为转速调节器和电流调节器，二者串级连接，即把转速调节器的输出作为电流调节器的输入，再用电流调节器的输出去控制晶闸管整流器的触发装置。电流环在内，称之为内环；转速环在外，称之为外环。

两个调节器输出都带有限幅，ASR 的输出限幅什U im 决定了电流调节器ACR

的给定电压最大值U in ，对就电机的最大电流；电流调节器ACR 输出限幅电压

U cm 限制了整流器输出最大电压值。

为了获得良好的静、动态性能，两个调节器都采用PI 调节器，则有

i ACR i i 1()s W s K s ττ+= n ASR n n 1()s W s K s ττ+=

为了引出电流反馈，在电动机的动态框图中必须把电枢电流Id 显露出来。

PLC自动配料系统课程设计

目录 1概述 0 2软件设计 (1) 2.1设计梯形图 (1) 2.2设计指令表 (4) 3硬件设计 (8) 3.1控制要求 (8) 3.2实验面板图 (8) 3.3选择PLC型号 (9) 3.4系统设计流程示意图 (9) 3.5 I/O分配表 (11) 3.6 I/O接线图 (11) 4调试 (12) 4.1初始状态 (12) 4.2装车控制 (12) 4.3停机控制 (12) 5结束语 (13) 6参考文献 (14)

1概述 本文设计的自动配料系统采用西门子S7-200系列PLC的控制来满足整个系统的自动化要求。本设计还可对配料系统运行状况进行监视，通过系统中各个指示灯的亮灭情况可准确判断系统的执行进度，利用料位传感器开关模拟配料过程中的料斗中物料是否已满，利用行程开关模拟汽车所装载物料是否已满，操作简单，维护方便且控制精度较高。 硬件方面采用西门子公司的S7-200PLC，它是一种叠装式结构的小型PLC。它具有指令丰富、功能强大、可靠性高、适应性好、结构紧凑、便于扩展、性价比高等优点。 软件方面采用的是德国siemens公司的S7-200系列PLC运用与之配套的编程软件，通过LAD编程语言编制了控制软件，从而使配料系统可以按照要求自动完成配料和装料过程，并且在发生故障时可立即手动停机。大幅提高系统方便性，可靠性。

2软件设计2.1设计梯形图 设计梯形图如下:

. 2.2设计指令表 LD I0.0 O M0.0 AN I0.1 = M0.0 LD M0.0 LPS AN I0.2 = Q0.3 LRD A I0.2 = Q0.2 LRD AN I0.3 = Q0.4 LRD AN Q0.4 = Q0.5 LRD A I0.3 = Q0.5 LRD

自动配料控制系统设计

毕业设计（论文）设计题目：自动配料控制系统的设计 专业：机电一体化 班级： 学号： 姓名：XXX 指导老师： 起讫日期 摘要 在新的产业，为各种称量原料，配料与混合是新型材料在生产过程中是一个重要环节，将直接影响最终产品的质量。原PLC配料安全自动监测系统和配料精度和可靠性具有重要的作用，但仍存在一些问题，如数据处理能力弱，人机界面不够友好。 MCGS组态软件，具有友好，开发平台，功能丰富的特点，可显示直接现场的生产状况，并支持等重要数据的存储过程和事件。因此，基于组态软件MCGS开发和设计配料监控系统，可进一步改进存在的不足，提高配料系统的易用性和可靠性，更好地满足工业现场需要。 关键词：组态软件 PLC 自动监控

目录 摘要.................................. 错误！未定义书签。 1 绪论................................ 错误！未定义书签。 2 自动配料控制系统 ..................... 错误！未定义书签。 2.1 系统构成.......................... 错误！未定义书签。 2.2 系统控制要求...................... 错误！未定义书签。 2.3 系统控制画面设计.................. 错误！未定义书签。 .................................... 错误！未定义书签。 .................................... 错误！未定义书签。 .................................... 错误！未定义书签。 .................................... 错误！未定义书签。 2.4 主菜单界面的设计.................. 错误！未定义书签。 2.5 自动运行界面设计.................. 错误！未定义书签。 2.6 运行策略设计...................... 错误！未定义书签。 .................................... 错误！未定义书签。 .................................... 错误！未定义书签。 .................................... 错误！未定义书签。 2.7 手动控制画面设计.................. 错误！未定义书签。 2.8 配方操作与显示画面设计............ 错误！未定义书签。 2.9 报警显示画面设计.................. 错误！未定义书签。 3 系统中PLC的使用 ..................... 错误！未定义书签。 3.1 PLC的选型........................ 错误！未定义书签。 3.2 PLC输入（I）/输出（O）地址划分... 错误！未定义书签。 3.3 PLC控制接线图.................... 错误！未定义书签。 3.4触摸屏数据对象与PLC寄存器划分.... 错误！未定义书签。 3.5 PLC流程图........................ 错误！未定义书签。 3.6 PLC程序梯形图.................... 错误！未定义书签。 4 MCGS设备组态、连机调试............... 错误！未定义书签。致谢.................................. 错误！未定义书签。参考文献............................... 错误！未定义书签。 1绪论 自动配料系统是一种在线测量动态计量的系统，有输送、计量、配料、定量

基于51单片机系统设计

基于51单片机的多路温度采集控制系统设计 言： 随着现代信息技术的飞速发展，温度测量控制系统在工业、农业及人们的日常生活中扮演着一个越来越重要的角色，它对人们的生活具有很大的影响，所以温度采集控制系统的设计与研究有十分重要的意义。 本次设计的目的在于学习基于51单片机的多路温度采集控制系统设计的基本流程。本设计采用单片机作为数据处理与控制单元，为了进行数据处理，单片机控制数字温度传感器，把温度信号通过单总线从数字温度传感器传递到单片机上。单片机数据处理之后，发出控制信息改变报警和控制执行模块的状态，同时将当前温度信息发送到LED进行显示。本系统可以实现多路温度信号采集与显示，可以使用按键来设置温度限定值，通过进行温度数据的运算处理，发出控制信号达到控制蜂鸣器和继电器的目的。 我所采用的控制芯片为AT89c51，此芯片功能较为强大，能够满足设计要求。通过对电路的设计，对芯片的外围扩展，来达到对某一车间温度的控制和调节功能。 关键词：温度多路温度采集驱动电路 正文： 1、温度控制器电路设计 本电路由89C51单片机温度传感器、模数转换器ADC0809、窜入并出移位寄存器74LS164、数码管、和LED显示电路等组成。由热敏电阻温度传感器测量环境温度，将其电压值送入ADC0809的IN0通道进行模数转换，转换所得的数字量由数据端D7-D0输出到89C51的P0口，经软件处理后将测量的温度值经单片机的RXD端窜行输出到74LS164，经74LS164 窜并转换后，输出到数码管的7个显示段，用数字形式显示出当前的温度值。89C51的P2.0、P2.1、P2.2分别接入ADC0809通道地址选择端A、B、C，因此ADC0809的IN0通道的地址为F0FFH。输出驱动控制信号由p1.0输出，4个LED为状态指示，其中，LED1为输出驱动指示，LED2为温度正常指示，LED3为高于上限温度指示，LED4为低于下限温度指示。当温度高于上限温度值时，有p1.0输出驱动信号，驱动外设电路工作，同时LED1亮、LED2灭、LED3亮、LED4灭。外设电路工作后，温度下降，当温度降到正常温度后，LED1亮、LED2亮、LED3灭、LED4灭。温度继续下降，当温度降到下限温度值时，p1.0信号停止输出，外设电路停止工作，同时LED1灭、LED2灭、LED3灭、LED4亮。当外设电路停止工作后，温度开始上升，接着进行下一工作周期。 2、温度控制器程序设计 本软件系统有1个主程序，6个子程序组成。6个子程序为定时/计数器0中断服务程序、温度采集及模数转换子程序ADCON、温度计算子程序CALCU、驱动控制子程序DRVCON、十进制转换子程序METRICCON 及数码管显示子程序DISP。 （1）主程序 主程序进行系统初始化操作，主要是进行定时/计数器的初始化。 （2）定时/计数器0中断服务程序 应用定时计数器0中断的目的是进行定时采样，消除数码管温度显示的闪烁现象，用户可以根据实际环境温度变化率进行采样时间调整。每当定时时间到，调用温度采集机模数转换子程序ADCON，得到一个温度样本，并将其转换为数字量，传送给89C51单片机，然后在调用温度计算子程序CALCU，驱动控制子程序DRVCON，十进制转换子程序MERTRICCON，温度数码显示子程序DISP。

自动称重配料控制系统公司

广州南创自动称重配料控制系统 1、什么是自动称重配料控制系统？ 自动称重配料控制系统在茶叶、药品、味精、白糖等颗粒状产品的包装 现场，需要精确、操作简便的称重装置和快速、可靠的给料机构。可利 用单片机控制技术设计自动自动称重配料控制系统，实现物料的实时称 重与定量输送，从而克服传统机械称重设备精度低、操作复杂、需人工 送料等缺点，对提高产品整体的包装效率起到关键性作用。本文介绍了 基于Crystal公司的高精度24位串行A/D转换CS5532的自动自动称 重配料控制系统设计。配合电磁振动器构成的振动传送机构，以及点阵 型液晶显示模块，可达到简便易用、自动定量的目的。 广州南创自动称重配料控制系统有限公司在过程称重配料、物位测量、测力检测分析三大类仪器仪表以及相关成套传感器工控系统、工业设备的开发﹑生产﹑销售、技术服务上通过专业、精准的称重配料，使用户提高了产品质量，配料控制系统所具备的强大的生产数据统计功能，为用户生产的科学管理提供了强有力的保证。产品遍及冶金、钢铁，煤炭，化工、建材、食品、石油、橡塑、有色、能源、环保、物流、粮油饲料、矿业、铁路、煤矿、港口、实验室、建筑、道路施工、装配制造业等众多工业领域广泛应用。主要工程涉及：油库SCADA控制、环保自动化、化工自动化、称重配料，WMS（仓库管理）、立体仓库、输送线分拣跟踪、工厂生产线自动化、上位机信息管理等多个方面。迄今为止，南创自动化承揽的各种控制系统已投入运行的有上百套之多，赢得了客户的普遍赞誉。 广州南创自动称重配料控制系统有限公司主要为电力、煤炭、冶金、钢铁、建材、化工等行业供应称重、检测与自动化控制等相关产品、技术服务以及系统，并提供方案、评估与技术改造。通过了解、吸收、传播世界先进的称重，检测，自动化控制技术，为促进测量与自动称重配料控制系统领域的进步架桥铺路。[1] 自动称重配料控制系统八大优势： 广州南创称重配料控制系统具有成熟的行业应用，工控自动化系统简单的现场操作，以及称重系统工程不同的原料的储存、输送、称重配料、除尘、物料混合、包装灌装等多种设备具有灵活的配料形式，再加上方便

自动门控制系统的设计

— 内容摘要 随着电子技术的发展，可编程控制器（以下简称PLC）不断更新、发展，PLC控制是自动控制中最常见控制方式之一，自动门就是自动控制应用的一典型例子，由于可编程控制器具有很好的处理自动门的开关控制及良好的稳定性，而且可以很简单的改变控制的方式，因此，自动门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。目前自动门在日常生活中运用越来越广泛。 索引关键词：PLC 变频器驱动装置感应器 ， — ] \

目录 第一章绪论 (1) 国内外自动门发展现状 (1) 本课题研究的内容 (1) 本课题研究的目的和意义 (2) 第二章自动门控制系统总体方案设计 (3) 自动门的功能需求分析 (3) 系统设计的基本步骤 (4) 自动门技术参数的确定 (4) 自动门的机械传动机构设计 (4) 第三章自动门硬件系统的设计 (5) 控制系统结构设计 (5) 可编程控制器(PLC)的选型 (6) 驱动装置的选型 (8) 变频器的选型 (9) 感应开关的选型 (11) 后记 (12) 参考文献 (13)

自动门控制系统的设计 第一章绪论 国内外自动门发展现状 在国外，进入90年代以来，自动化技术发展很快，技术已经相对成熟，并取得了惊人的成就，自动化技术是自动门的重要部分。在现代人们生活中自动门可以节约空调能源、降低噪音、防风、防尘，同时可以使出入口显得庄重高档，因此应用非常广泛。 随着我国经济的飞速发展，自动门在人们的生活中的运用越来越广泛，自动门适合于宾馆、酒店、银行、写字楼、医院、商店等，使用自动门。但在国内，自动门的自主研发尚处于初级阶段。在自动门控制系统的设计中，稳定、节能、环保、安全及人性化是需要首先考虑的因素。 由于门体的重量及体积不同会对自动门驱动和传动系统提出不同的要求，所以各种自动门又可以分为重型自动门和轻型自动门。 客流量的差异会对自动门的使用产生很大影响，因此，自动门还可以分为一般自动门和可频繁使用的自动门。 自动门根据使用的场合及功能的不同可分为自动平移门、自动平开门、自动旋转门、自动圆弧门、自动折叠门等，其中平开门用的场合较少，旋转门由于昂贵而且非常庞大，一般只用于有需要的高档宾馆，自动平移门使用得最广泛，大家一般所说的自动门、感应门就是指自动平移门，目前市场上流行的平移型自动门一般是两开，这种门的特点是简单易控，维护方便。 自动平移门最常见的形式是自动门内外两侧加感应器，当人走近自动门时，感应器感应到人的存在，给控制器一个开门信号，控制器通过驱动装置将门打开。当人通过门之后，再将门关闭。由于自动平移门在通电后可以实现无人管理，既方便又提高了建筑的档次，于是迅速在国内外建筑市场上得到大范围的普及。 自动门的控制方法很多，从控制器的不同来分，有传统的继电器控制，即通过按钮和复杂的接线安装来控制；智能控制器控制，即通过运用现代自动化设备来控制，它具有稳定性高，安全等优点，因此被很多生产厂商所运用。由于继电器逻辑控制的自动门系统因存在许多缺陷而逐步被智能控制器控制控制的自动门所淘汰。 在智能控制器的选择上，自动门的主控器有微电脑控制器控制和可编程控制（PLC）控制，微电脑控制主要有体积小、安装方便等特点，目前有许多厂家采用此种方式生产自动门，PLC控制的特点是稳定型高、维护方便，目前许多大型的商场的自动门都是由这种方式来控制。 本课题研究的内容 本设计将在以下几个方面对自动门的控制系统进行研究和论证。

工业自动配料系统的组成与设计

工业自动配料系统的组成与设计 石家庄铁路工程职业技术学院　张庆彬　毕丽红 摘　要:详细介绍了工业自动配料系统的组成和设计及配料技术的进展,并对影响配料精度的主要因素进行了分析。 关键词:工业自动配料系统;组成;设计;精度分析 Abstract:C om position and design of automated industrial batching system and the latest batching technologies are de2 scribed.Als o factors that in fluence batching accuracy are discussed. K eyw ords:automated industrial batching system;com position;design;accuracy analysis 自动配料系统是对粉粒或液体物料进行单秤称 重并按所选配方混合的工业过程进行实时监控管理 的自动化系统,已广泛应用于冶金、建材、化工、 医药、粮食与饲料等行业。工业配料系统的特点是: (1)配料现场粉尘大,环境恶劣; (2)各组份在配方中所占比例不同,有时甚至差异悬殊; (3)配料速度和精度要求高; (4)配方可能经常变换、调整; (5)物料可能受环境温度、湿度影响 。 1　称重配料系统的组成 一般的自动配料系统由以下几部分组成: (1)给料部分　给料部分是从料仓(或储罐)向称重设备中加料的执行机构。根据物料的不同特性,选用不同的给料设备,如电磁振动给料机、螺旋给料机、单(双)速电磁阀等。 (2)称量部分　称量部分由传感器、标准连接件、接线盒和称量斗组成,与称量仪表一起进行物料的称量以及误差的检测。 (3)排料设备　排料可以是称重设备(减量法)或排放设备(增量法、零位法)。通常由排空阀门、电磁振动给料机、螺旋给料机、电(气)动阀门等组成。所有设备均应根据现场的工艺条件和物料的性质等进行设计和选择。 (4)控制系统　配料控制系统由称量仪表、上位工控机、可编程控制器及其他控制器件等组成。典型的配料控制系统如图1所示。在一些比较简单的称重配料系统中,也可以采用工业计算机(IPC)加数据采集板卡的形式进行配料的控制。 (5)校秤系统　配料系统传感器应定期进行调校,以保证系统配料精度。 图1　配料控制系统 2　配料技术的最新进展 目前,称重配料系统的流程控制几乎全部由可编程控制器(P LC)来实现,上位计算机主要用于配方管理、屏幕人机对话和称重资料的存储打印等工作。随着微处理器技术的发展,配料系统中的称量仪表由最初的专用积木式仪表发展为智能化的工业控制终端以及专门的配料控制器。配料控制器是用来控制一种或多种物料的配制的微电脑系统,可以完全或部分取代可编程控制器,实现配料的自动化。称量仪表的功能也由最初的资料显示发展为具有自诊断、自动零位跟踪、置零去皮、预置点输出、动态称重、数据通信等多项功能。 近年来,随着现场总线技术的推广,将传统的

自动上料配料系统方案.(DOC)

自动配料灌装生产线计量系统方案 一、企业现有生产过程情况概述 目前企业的生产过程基本为：粉料采用人工称料用行车或叉车人工运料、手工填料的方式，液料采用称重计量，人工泵送料，反应釜一般采用手动变频启动方式、水计量采用就地显示流量计，需要人工看数手动控制开关，从以上看出企业目前基本没有自动计量及传输控制设备。 1、现存问题 （1）、人工上料，劳动强度大，速度慢； （2）、液体原料采用桶装称重计量或流量计显示，桶内残留和流量计显示误差，造成计量精度差。 （3）、整个产品生产过程采用人工手动控制，劳动强度大，差错率高，废品率高，致使产品质量控制困难大、生产效率低。 （4）、为了适应产品规模化、高质量生产的需要，系统的布局、控制模式、管理软件系统均需要有重新设计、实施。 2、用户需求分析 （1）、产品规模生产要求系统具有更大的产能、更高的稳定性； （2）、降低人工上料劳动强度、提高计量精度； （3）、固体及液体物料均应自动上料、自动计量； （4）、每次生产的不同配方（原料配比）均可在电脑上进行操作； （5）、生产过程实现自动化控制。 二、本方案自动上料配料系统组成 生产线配料主要完成水和4中液料的配料混合。计量罐单独设置，液体原料分开计量加料，现场3排搅拌釜分别为1排3个搅拌罐、2 排3个搅拌罐、3排5个搅拌罐。 1、原料罐四个，分别盛放四种不同的液体原料；水料罐1个，用于暂存水，预留用水 量。现场分别在3排搅拌罐的上部设置5T原料计量罐1台，15T水计量罐1台； 2、每个原料罐底部都安装有送料管道（管道口径DN65），分别由自动阀门和手动阀门 控制开关，每种液料的自动阀门安装在靠近管道出口位置，由送料泵负责将料通过

【自动化】门控制系统的设计

毕业设计报告（论文）

内容摘要 自动门在人们的日常生活中已经得到了广泛的应用，同时人们对其性能和安全等方面的要求也越来越高。由于的高稳定性和对环境较强的适应能力，使得在自动门控制装置中的应用也日益广泛。本文围绕自动门控制系统展开研究。首先分析了国内外自动门发展的趋势和所采用的技术，然后对系统作了简要说明。并按照自动门控制装置的要求，设计了相应的梯形图和指令表程序，实现了自动门由检测到开启、计时等待、关闭的全过程。随着电子技术的发展，不断的更新，控制已成为自动控制中最常见的方式之一。自动门就是自动控制应用的以典型例子，由于可编程控制器具有很好的处理自动门开关控制及良好的稳定性，而且可以很简单的改变控制的方式，因此，自动门的生产商家很多都运用来做门的控制器。目前自动门在日常生活中用越来越广泛。控制具有较高的可靠性、稳定性、维修方便等优点。 索引关键词：自动门可控制编程器变频控制

目录

自动门控制系统的设计 第一章概论 随着世界经济和中国经济的不断发展，门的概念日益显现出来，现今社会门更加突出它的安全性，强调它的有效性，安全有效的通行、疏散，同时它的艺术的理念越来越突出，强调门与艺术的完美结合，我们要达到的目的就是门与其所在建筑以及周围自然环境的和谐。自动门专业和规模的生产可以追溯到很久以前，在其不断进步的历史过程中，涌现出大批深受用户好评的专业制造商。自动门的发展起源在欧美，经过多年的发展，现在已经形成了功能完善、做工精良的自动门系列。 在许多公共场所中，为了增添了高端、时尚的因素。自动门得到广泛的应用。自动门的发展可以解释为人类门的应用观念的继续，是人们依据不同需求对门的功能的提升和应用的完善。因此我们对自动门的认知应从人们对门性能的要求开始。门是所有建筑物必不可少的一部分，从最原始的功能来讲，门要具有隔离外部环境和方便通行这两种作用。因此门应该更加可靠、密封。随着自动门的大面积发展，人们对于门的作用也不断改变，人们的安全观念不断提升。自动门不但能够改善出入口环境，而且能够保护人们的出行安全。就我国现阶段来说，我国现在没有制定自动门的国家标准，使我国自动门性能、质量参差不齐。自动门在通电后可以自动控制无需人工管理，同时又节约了大量空间资源，防风、防尘、降低噪音，既提高了建筑的档次，又方便了人们出行，这是由于这些特点自动门在近几年国内外的各种市场迅速发展并得到大范畴的应用。 在本次自动门设计中我们采用做控制器可以增强自动门运行的稳定性和安全性，同时也大大地改善了自动门的使用效果。自动门的控制系统的设计具有很重要的现实意义，不但可以为自动门行业的发展提供技术支持，而且扩大了在该行业甚至整个自动化行业的全面应用，因此该设计具有很大的经济价值和理论研究意义。在国外，进入20世纪90年代以来，自动化技术发展迅猛，技术已经相对成熟，并取得了惊人的成就，自动化技术是自动门的重要部分。在现代人们生活中自动门可以节约空调能源、降低噪音、防风、防尘，同时可以使出入口显得庄重高档，因此应用非常广泛。 随着我国经济的飞速发展，自动门在人们的生活中的运用越来越广泛，自动门适合于宾馆、酒店、银行、写字楼、医院、商店等，使用自动门。但在国内，自动门的自主研发尚处于初级阶段。在自动门控制系统的设计中，稳定、节能、环保、安全及人性化是需要首先考虑的因素。 第二章自动门控制系统总体设计 2.1自动门的控制过程和要求 自动门控制过程和要求，具体如下：

单片机系统的设计

单片机系统的设计 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020

第4章 单片机系统的设计 引言 用V/F 变换器作A/D 转换时，通常由一些硬件电路如振荡器、二分频器、计数器和门电路组成，而由计数器计得的计数值即A/D 转换结果再通过接口电路送入微计算机进行处理，较为复杂和不便，或者采用F/BCD 变换电路将V/F 变换器输出的频率信号变为BCD 码再通过接口电路送入微计算机，也较为复杂，而且还要对BCD 码进行变换。这些方法成本都较高。 本设计介绍一种以单片机直接与V/F 变换器接口进行A/D 转换的方法，不须额外的硬件电路，完全利用单片机内部的硬件资源，简单方便，成本最低，大大地提高了V/F 变换器作为A/D 转换电路的可行性。 当前，单片机特别是Intel 公司的MCS-51系列单片机已在智能仪器仪表和过程控制等方面得到广泛应用，大有取代Z80之势，因此A/D 转换电路与单片机的接口方法也是人们所关注的。下面将主要介绍MCS-51系列的单片机8031为主控器件的硬件电路。 主控器Intel 8031简介 P1.1P1.2P1.3P1.4P1.5P1.6P1.7P3.0P3.1P3.2P3.3 P3.4P3.5P3.6P3.7XTAL 1 XTAL 2 V SS RST/VPD RXD TXD T0 T10INT P0.0P0.1P0.2P0.3P0.4P0.5P0.6P0.7 P2.7P2.6P2.5P2.4P2.3P2.2P2.1P2.0 1INT WR RD EA /V P P ALE V CC PSEN 4039383736353433323130292827262524232221 2019181716151413121110 987654321 8031P1.0 图4-1 8031引脚图 8031 cite-feet figure

单片机应用系统设计工程实践报告

2016-2017学年第1学期 单片机应用系统设计/工程实践 (课号:103G06B/D/E) 实验报告 项目名称：基于AT89C51单片机温度报警系统 学号 姓名 班级 学院信息科学与工程学院 完成时间

目录 一、项目功能及要求 (3) 1.1、课程设计的性质和目的 (3) 1.3、项目设计要求 (3) 二、系统方案设计及原理 (3) 2.1、设计主要内容 (3) 2.2 、AT89C51单片机简介 (3) 2.3 、DS18B20简介 (4) 2.4 、数码管显示 (5) 2.5、报警电路 (6) 三、系统结构及硬件实现 (7) 3.1、总电路图 (7) 3.2、单片机控制流程图 (8) 四、软件设计过程 (8) 五、实验结果及分析 (8) 5.1 、Proteus仿真 (8) 5.2 、C程序调试 (9) 六、收获及自我评价 (14) 七、参考文献 (15)

一、项目功能及要求 1.1、课程设计的性质和目的 本温度报警器以AT89C51单片机为控制核心,由一数字温度传感器DS18B20测量被控温度，结合7段LED以及驱动LED的74LS245组合而成。当被测量值超出预设范围则发出警报，且精度高。 利用现代虚拟仿真技术可对设计进行仿真实验，与单片机仿真联系紧密的为proteus仿真，利用keil软件设计单片机控制系统，然后与proteus进行联合调试，可对设计的正确性进行检验。 1.2、课程设计的要求 1、遵循硬件设计模块化。 2、要求程序设计结构化。 3、程序简明易懂，多运用输入输出提示，有出错信息及必要的注释。 4、要求程序结构合理，语句使用得当。 5、适当追求编程技巧和程序运行效率。 1.3、项目设计要求 1、基于AT89C51单片机温度报警系统； 2、设计3个按键分别为：设置按钮、温度加、温度减； 3、DS18B20温度传感器采集温度，并在数码管上显示按键的区别； 二、系统方案设计及原理 2.1、设计主要内容 本设计以AT89C51单片机为核心，从而建立一个控制系统，实现通过3个按键控制温度，以达到设置温度上下限的功能，并在数码管上显示三个数字当前的温度上下限设置值和DS18B20温度采集值的显示（精确到小数点后一位），当温度高于上限或者低于下限蜂鸣器报警。 2.2 、AT89C51单片机简介 AT89C51是一个低功耗，高性能CMOS8位单片机,片内含4kBytes ISP(In-system programmable)的可反复擦写1000次的Flash只读程序存储器，器件采用A TMEL公司的高密度、非易失性存储技术制造，兼容标准MCS-51指令系统及89C51引脚结构，芯片内集成了通用8位中央处理器和ISP Flash存储单元，功能强大的微型计算机的AT89C51可为许多嵌入式控制应用系统提供高性价比的解决方案.AT89C51具有如下特点：40个引脚，4k Bytes Flash片内程序存储器，128 bytes的随机存取数据存储器，32个外部双向输入/输出（I/O）口，5个中断优先级2层中断嵌套中断，2个16位可编程定时计数器,2个全双工串行通信口，片内时钟振荡器。 此外，AT89C51设计和配置了振荡频率可为0Hz并可通过软件设置省电模式。空闲模式下，CPU暂停工作，而RAM定时计数器，串行口，外中断系统可继续工作，掉电模式冻结振荡器而保存RAM的数据，停止芯片其它功能直至外中断激活或硬件复位。同时该芯片还具有PDIP、TQFP和PLCC等三种封装形式，以适应不同产品的需求。AT89C51单片机的基本结构和外部引脚如下图所示。

自动配料控制系统文献综述

自动配料控制系统文献综述 1 前言 自动配料系统在轻工、纺织、塑料、食品、制药、化工等行业得到了广泛应用, 并具有很好的发展前景。通过许多关于自动配料控制系统的文献,设计出自动配料系统具有通用性强、自动化程度高、工作可靠性高、人机界面友好、可进行远距离控制、成本低廉等特点。 当前针对某一行业, 配料仪器所用传感器种类、量程基本固定,配料的种类数基本固定, 因此, 目前的配料仪器产品使用场合单一, 针对不同行业, 要设计出不同的配料仪器, 使大批量生产难于实现, 这就使得资源的利用率不高, 产品生产成本过高。因此, 能够开发出可适配多种不同类型的传感器, 具有智能去皮、精确配料、配料种类数由操作人员选择的新型配料仪, 具有广泛的应用价值。本设计就是以基于单片机为核心, 设计出能适配不同种类传感器和应用于不同行业的通用型自动配料仪。 2 国内外现状 近年来我国的配料工业发展迅速，小型配料系统的设备性能有了很大提高。自动配料装置的核心设备是配料秤，配料秤性能好坏，将直接影响配料质量的优劣。用微机代替控制仪表进行称量配料，可以对称量误差进行自动补偿，保证配料的准确性，通过微机的键盘和显示器方便进行人机对话，还科研调用管理完成参数设置，

检查和修改工艺设定值，并监视称量配料的生产过程，发现故障及时报警，通过打印机及时打印生产报表，自动完成统计工作。这样，可以降低原料消耗，提高产品质量，实现生产过程的实时动态监视，配料精度低主要原因是电子秤系统的动态X 围小，而可靠性主要是中间继电器和过程控制的微机控制系统的可靠性低所致，针对实际问题，采用可编程控制器来代替中间的继电器和过程控制的微型机，为了实现生产过程的动态监视，使用微型机与PLC通信，在屏幕上显示出动态生产数据。可靠性是重要的质量指标，由于机械工艺，电子元件等基础，工业发展的滞后，国内电脑配料系统可靠性与国外产品相比尚有一定差距。 主要面临的问题是: ( 1)不同行业使用的传感器不同, 输出的电信号不同, 这就给信号的初期放大处理和程序设计带来困难。 ( 2)不同行业配料种类数不同, 控制信号数不同, 这就给控制电路和处理程序的设计带来困难。

自动配料系统控制

CHANGZHOU INSTITUTE OF TECHNOLOGY 《电器与可编程控制》课程设计说明书题目：自动配料系统控制 二级学院（直属学部）：延陵学院 专业：电气工程及其自动化班级：09电Y3 学生姓名：学号：09121115 指导教师姓名：俞霖职称：讲师 2011年12月26日

电器与可编程控制课程设计任务书 二级学院延陵学院专业：电气工程及其自动化班级：09电Y3 学生姓名指导老师俞霖职称讲师课题名称课题：电器与可编程控制 指标及要求达到设计课题的控制要求，上机调试PLC控制程序，打印PLC 序，计算机绘图。 课题工作内容工作内容：1、熟悉课题工作原理。 2、设计方案论证，系统建立，电气原理控制设计。 3、元器件选择，梯形图设计（控制分析）。 4、完成设计图纸，完成设计任务书。 5、设计测评。 进程安排第一天：下达任务，收集资料，设计准备，方案确定。第二天：电气原理控制设计，元器件选择。 第三至九天：梯形图设计（控制分析），上机调试。第十天：完成设计图纸，完成设计任务书，设计测评。 主要参考文献《可编程控制原理与应用》北京理工大学出版社范次猛《可编程控制应用技术实训指导》化学工业出版社李俊秀《电气控制与PLC应用》北京机械工业出版社余雷生方宗达《电气控制与可编程控制器技术》化学工业出版社史国生 地点秋白楼B511教室起止日期2011.12.26—2012.1.6 指导教师：俞霖 2011年12月26日

目录 电器与可编程控制课程设计任务书 (2) 一绪论 (4) 二自动配料系统控制的介绍 (6) 2.1自动配料系统的特点 (6) 2.2自动配料系统的组成 (7) 2.3配料技术的最新进展 (7) 三设计内容及要求 (8) 3.1.控制要求 (8) 3.2.设计要求 (8) 3.3.控制原理 (8) 3.4.控制方案 (9) 四硬件设计 (10) 4.1.元器件选择 (10) 4.2.元器件的清单 (10) 4.3.硬件控制原理图 (12) 五软件设计 (13) 5.1.设计理想及流程图 (13) 5.2．I/O表 (15) 5.3.程序及说明 (15) 5.4.PLC外部接线图 (18) 六运行调试 (20) 七小结 (21) .参考文献 (22) 附录 (23) 1.主电路图 (23) 2.控制电路图 (23) 3.程序（梯形图） (25)

计算机控制自动配料系统设计

计算机控制自动配料系统设计 Mingjun Zhao Electronic and information engineering, Hubei University Wuhan, China 摘要： 工业企业成分是在程序的生产过程中最重要的成分决定的精度直接影响最终产品的质量，这设计了一套工业生产的自动计算机配料系统，并取得了良好的应用。 关键词：计算机控制；配料系统；工业企业；生产过程 一简介 计算机自动配料是最重要的一个流程工业企业生产过程，称为“咽喉”的过程中，配料的精度直接影响质量的决定最终产品和落后的配料设备和技术，不仅效率低，而且材料的成分不正确，人工操作和人工因素的成分联系。实现高精度自动配料系统设计对计算机工业企业生产具有十分重要的意义。本文设计了一套计算机自动配料系统企业完全抛弃手工操作，原料进入科学数字生产，个人也从灰尘和认真的工作环境恶劣的噪声。不仅如此，表优质配料更带来了我们产品的质量和生产效率。 二混合控制的组成系统结构与工作原理 自动配料由工控机、PLC电脑控制系统、送料控制装置等，其控制结构如下： 每个传感器信号进行直接进入相应的称重控制器，通过串口或Modbus协议称重控制器将重量信号传输到计算机，计算机根据配料称重控制各原料仓配料最终控制阀，添加所需的原料重量。 可编程控制器或智能输入/输出模块主要学习原材料仓库和配料阀状态并发送控制开关所有仓门信号 工业计算机是系统的核心，主要是在完成各种配方和原材料管理；控制原材料的添加顺序；添加量和在配料过程数据的管理与分析。 三配料控制系统软件设计 计算机软件可以使用支持标准MODBUS协议的计算机监控软件，如WinCC，力控制等，或直接使用C，C++，java，确保计算机高级语言的一个以及可编程控制器和称重控制器的

全自动化的控制系统在搅拌站自动配料解决方案

电机行业求职平台[系统概述] 国民经济的不断发展，基础建设，房地产业日益红火，对建设项目的质量要求也越来越高，而高质量的建材（如水泥、混泥土）则是整个工程高质量的根本保障。传统的搅拌站自动化程度低，难免在搅拌配料时产生偏差，造成对最终产品的质量影响，随着技术的发展，工业控制计算机得以在大型搅拌站中广泛应用，全自动化的控制系统从根本上保证了配料的准确性，也使得产品质量有了保障. [系统概述] 1、能够准确对各种原料进行称重； 2、能够控制输送原料的皮带的速度； 3、能够控制配料电机的启停； [系统原理] 本系统采用的主控计算机为艾雷斯ACS—2410P/ACS-6169一台,采集控制装置为继电器输出板ACS-7325一块，485通讯卡DAC－7445B一块，远端数据采集模块DAC－801 7一块，DAC－8018三块，DAC－8021三块。 本系统通过DAC－8017采集各皮带秤的称重模拟量信号，通过DAC－8018可以采集到各输送皮带的速度信号，这两个数据结合可以了解各原料的进料情况，经过分析与系统内的原料比例进行对比，通过12个DAC－8021输出信号控制水、石子、水泥等各输送皮带电机转速，达到控制各原料比例的目的。 [系统框图]

电机行业求职平台 [系统配置] 机箱：ACS－2410P/T 主板：ACS－6169VE CPU：PIII 1G 硬盘：80G 内存：256M 485通讯卡：DAC－7445B 16路继电器输出卡：DAC－7325／16 8路模拟输入模块：DAC－8017 8路热电偶输入模块：DAC－8018 12个1路模拟输出模块：DAC－8021 [推荐配置]： 主板：ACS-6172VE，ACS-6188VG，ACS-6189 [系统评价] 该套系统长期在建筑施工中进行配料使用，工作正常可靠，确保工程的正常进度.

基于PLC的车库自动门控制系统的设计

基于PLC的车库自动门控制系统的设计 摘要：由于PLC所有的控制功能都是以程序的形式来体现的，因此PLC的应用已早期的开关逻辑到现在工业的各个领域，它既可用于开关量控制，又可以用于模拟量控制，既可用于单机控制，又可用于组成多级控制系统。本文主要分析PLC控制系统设计的一般步骤和内容，并针对公共车库自动门控制系统进行设计。 关键词：PLC 车库自动门 PLC系统和继电器系统类似，也是由输入部分、逻辑部分和输出部分组成。输入部分收集并保存被控制部分实际运行的数据。逻辑部分处理输人部分所取得的信息，并判断那些功能需做出相应的输出反应。输出部分控制正在被控的各装置中，哪几个设备需要实时操作处理。PLC采用大规模集成电路构成的微处理器和存储器来组成逻辑部分。尽管逻辑部分的作用与继电器控制系统类似，但是其组成、工作原理和运行方式是完全不同的[1]。本文以下主要分析基于PLC的小区公共车库自动门控制系统的设计。 1公共车库自动自动门控制概述 1.1自动门控制装置 自动门控制装置由门内红外探测开关GDl、门外红外探测开关GD2、开门限位开关SQ1、关门限位开关SQ2、开门执行机构KMl（控制电动机正转）、关门执行机构KM2（控制电动机反转）等部件组成。要求： ①当有人由内到外出门或由外到内进门时，电动机正转，门自动打开，开门到位时，限位开关SQ1发出信号，电动机自动停止运行。 ②自动门在开门位置停留5s后，自动进入关门程序。电动机反转，门自动关闭，关门到位时，限位开关SQ2发出信号，电动机停止运行。 ③在关门过程中，当有人员由外到内或由内到外通过大门时，必须立即停止关门动作，并自动进入开门程序。 ④在门打开后的5s等待时间内，若又有人员由外至内或由内至外通过大门时，系统必须重新等待5s后，再进入关门过程，以保证人员安全通过。 1.2小区公共车库自动门控制要求 当汽车到达车库门前，超声波开关接收到车来的信号，开门上升；当升到顶点碰到上限开关，门停止上升；当汽车驶入车库后，光电开关发出信号。门电动机反转，门下降；当下降碰到下限开关后，门电动机停止[2]。

自动上料配料系统方案设计

标准实用 文案大全自动配料灌装生产线计量系统方案 一、企业现有生产过程情况概述 目前企业的生产过程基本为：粉料采用人工称料用行车或叉车人工运料、手工填料 的方式，液料采用称重计量，人工泵送料，反应釜一般采用手动变频启动方式、水计量 采用就地显示流量计，需要人工看数手动控制开关，从以上看出企业目前基本没有自动 计量及传输控制设备。 1、现存问题 （1）、人工上料，劳动强度大，速度慢； （2）、液体原料采用桶装称重计量或流量计显示，桶内残留和流量计显示误差，造成计量精度差。 （3）、整个产品生产过程采用人工手动控制，劳动强度大，差错率高，废品率高，致使产品质量控制困难大、生产效率低。 （4）、为了适应产品规模化、高质量生产的需要，系统的布局、控制模式、管理软件系统均需要有重新设计、实施。 2、用户需求分析 （1）、产品规模生产要求系统具有更大的产能、更高的稳定性； （2）、降低人工上料劳动强度、提高计量精度； （3）、固体及液体物料均应自动上料、自动计量； （4）、每次生产的不同配方（原料配比）均可在电脑上进行操作； （5）、生产过程实现自动化控制。 二、本方案自动上料配料系统组成 生产线配料主要完成水和4中液料的配料混合。计量罐单独设置，液体原料分开计 量加料，现场3排搅拌釜分别为1排3个搅拌罐、2 排3个搅拌罐、3排5个搅拌罐。 1、原料罐四个，分别盛放四种不同的液体原料；水料罐1个，用于暂存水，预留用水 量。现场分别在3排搅拌罐的上部设置5T原料计量罐1台，15T水计量罐1台； 2、每个原料罐底部都安装有送料管道（管道口径DN65），分别由自动阀门和手动阀门 控制开关，每种液料的自动阀门安装在靠近管道出口位置，由送料泵负责将料通过

单片机最小系统设计

单片机最小系统设计 ?单片机最小系统部分 ●AT89C52的结构特点及引脚特 ●硬件框图 ?键盘部分 ?电源部分 ●固定电源 ●可调电源（5—12V） ?软件编程 ?单片机最小系统部分 ●AT89C52的结构特点及引脚特性： 为40 脚双列直插封装的8 位通用微处理器，采用工业标准的C51内核，在内部功能及管脚排布上与通用的8xc52 相同，其主要用于会聚调整时的功能控制。功能包括对会聚主IC 内部寄存器、数据RAM及外部接口等功能部件的初始化，会聚调整控制，会聚测试图控制，红外遥控信号IR的接收解码及与主板CPU通

信等。 各引脚特性： 1.P0 口 P0 口是一组8 位漏极开路型双向I/O 口，也即地址/数据总线复用口。作为输出口用时，每位能吸收电流的 2.P1 口 P1 是一个带内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P1 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑 3.P2 口 P2 是一个带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口，P2 的输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻辑 4.P3 口 P3 口是一组带有内部上拉电阻的8 位双向I/O 口。P3 口输出缓冲级可驱动（吸收或输出电流）4 个TTL 逻 5.RST 复位输入。当振荡器工作时，RST引脚出现两个机器周期以上高电平将使单片机复位。 6.ALE/PROG 当访问外部程序存储器或数据存储器时，ALE（地址锁存允许）输出脉冲用于锁存地址的低8 位字节。一般情况下，ALE 仍以时钟振荡频率的1/6 输出固定的脉冲信号，因此它可对外输出时钟或用于定时目的。要注意的是：每当访问外部数据存储器时将跳过一个ALE 脉冲。对Flash 存储器编程期间，该引脚还用于输入编程脉冲（PROG）。如有必要，可通过对特殊功能寄存器（SFR）区中的8EH 单元的D0 位置位，可禁止ALE 操作。该位置位后，只有一条MOVX 和MOVC指令才能将ALE 激活。此外，该引脚会被微弱拉高，单片机执行外部程序时，应设置ALE 禁止位无效。 7.PSEN 程序储存允许（PSEN）输出是外部程序存储器的读选通信号，当AT89C52 由外部程序存储器取指令（或数据）时，每个机器周期两次PSEN 有效，即输出两个脉冲。在此期间，当访问外部数据存储器，将跳过两次PSEN信号。 8.EA/VPP 外部访问允许。欲使CPU 仅访问外部程序存储器（地址为0000H—FFFFH），E A 端必须保持低电平（接地）。需注意的是：如果加密位LB1 被编程，复位时内部会锁存EA端状态。如EA端为高电平（接Vcc端），CPU 则执行内部程序存储器中的指令。Flash 存储器编程时，该引脚加上+12V 的编程允许电源Vpp，当然这必须是该器件是使用12V 编程电压Vpp。