剪板機的單片機控制_畢業設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 74 頁 根據自動剪板機的工作原理及控制器的功能要求，論證自動剪板機控制系統的實現方案。說明控制系統構造及配套執行機構設計，分析單片機在智能控制過程中的 應用，針對控制器硬件主要環節、控制信號采集和電機驅動控制及人機交互等，從設計思想、實現原理、調試方法等角度進行了必要闡述。結合操作要求，介紹控制器的軟件實現過程。并針對控制器的運行環境，就現場抗干擾的對策進行具體分析，說明利用軟件和硬件措施確保系統可靠運行。 第 48 頁 共 74 頁 第二章 系統方案分析 目前，工業現場控制方法常用的有兩種：一是采用可編程序邏輯控制器 (PLC)系統；二是采用單片機控制系統。其性能比較如下： 此處省略 NNNNNNNNNNNN字。如需要完整說明書和 設計 圖紙 扣扣： 九七 一 九二 零八零零 另提供 全套機械畢業設計下載！ 該論文已經通過答辯 輸入電路設 計 鍵盤和顯示電路 O U T A 027O U T B 031O U T A 126O U T B 130O U T A 225O U T B 229O U T A 324O U T B 328D B 012BD23D B 113D B 214S L 032D B 315S L 133D B 416S L 234D B 517S L 335D B 618D B 719R L 038R L 139I R Q4R L 21R L 32CS22R L 45RD10R L 56WR11R L 67A021R L 78C L K3S H I F T36R E S E T9C N T L / S37U18 2 7 9abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 4D P Y _ 7 S E G _ D PabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 5 D P Y _ 7 S E G _ D PabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 6 D P Y _ 7 S E G _ D PabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 7 D P Y _ 7 S E G _ D PabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 8 D P Y _ 7 S E G _ D P12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505 0 P I N1 . 0L E D1 . 1L E D1 . 2L E DU 1 CN A N DU 1 BN A N DU 1 AN A N DU 1 DN A N DU 2 AN A N DU 2 DN A N DU 2 CN A N DU 2 BN A N DR01KR11KR21KLSS P E A K E RR41 0 0 KS1S W P BS4S W P BS7S W P BS 1 0S W P BS2S W P BS5S W P BS8S W P BS 1 1S W P BS3S W P BS6S W P BS9S W P BS 1 2S W P BS 1 3S W P BS 1 4S W P BS 1 5S W P BS 1 6S W P BS 1 7S W P BS 1 8S W P BQN P NC20 . 1C10 . 11 . 3L E DR31kV C CV C CV C CA1B2C3E14E25E36Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77U27 4 L S 1 3 812345678161514131211109RMS W D I P 8U?N A N DU 3 AN O TU 3 BN O TU 3 CN O TU 3 DN O TU 3 EN O TU 3 FN O TU 4 AN O TU 4 BN O TV C CabcdefgdpD0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7ALEINT0INT1RD WR OUT0OUT1OUT2RSTY0A0A L ER E TY0RDWRA0INT1I N T 0O U T 3O U T 0O U T 1O U T 2Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y2Y1Y0Y3Y4Y5Y6Y7G N D G N D G N DG N D G N DG N DG N DG N DabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 1D P Y _ 7 S E G _ D PG N DabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 2D P Y _ 7 S E G _ D PG N DabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 3D P Y _ 7 S E G _ D PG N D 圖 鍵盤和顯示電路 說明： 8279 芯片與鍵盤、顯示器連接電路原理圈。如圖 所示，其地址為 07FFH。8279 鍵盤配置為 4?4，掃描線由 SL0～ SL2 通過 74LSI38 譯碼提供，查詢線由反饋輸入線 RL0～ RL7 提供。 8279 顯示器最大配置為 16 位數碼管。位選線由掃描線 SL0～ SL2 經 第 49 頁 共 74 頁 8 位譯碼器、驅動器提供；段選線由 B0～ B3， A0～ A3 通過驅動器提供。鍵盤是由若干個按鍵組成的開關矩陣，是最簡單的單片機輸入設備，操作員可以通過鍵盤輸入數據和命令，實現人機通訊。鍵盤上閉合鍵的識別由專門的硬件實現的稱為編碼鍵盤：靠軟件識別的稱為未編碼鍵盤。本著降低成本的角度出發，本系統鍵盤電路的設計采用未編碼鍵盤方式，各鍵定義見表。 表 42 各鍵定義見表 按鍵號 功能定義 按鍵號 功能定義 S0 0 S9 9 S1 1 S10 尺寸和數量消零 S2 2 S11 多個加工尺寸輸入 S3 3 S12 單一尺寸自動加工 S4 4 S13 循環 變尺寸自動加工 S5 5 S14 手動 /自動轉換 S6 6 S15 零位微調控制 S7 7 S16 手動復位 S8 8 S17 急停 開關量輸入電路 為了檢測自動剪板機各個執行機構的工作狀態，設計了八路數字信號采集通道，圖示為其中一路，利用 74LS244芯片讀入工作狀態信號，片選地址 27FFH，右側 ST為行程開關等。各開關的功用是 ST1壓料器 (壓塊 )壓緊狀態檢測開關、 ST2定長狀態檢測開關、 ST3零位狀態檢測開關、 ST4小車工作位置狀態檢測開關、 ST5小車載荷情況檢測開關、 ST6擋 料器極限位置檢測開關、 ST7小車下一位置檢測開關、 ST8卸料情況檢測開關。 第 50 頁 共 74 頁 1 A 121 A 241 A 361 A 482 A 1112 A 2132 A 3152 A 4171 Y 1181 Y 2161 Y 3141 Y 4122 Y 192 Y 272 Y 352 Y 431G12G19U77 4 L S 2 4 4123U 6 A7 4 L S 3 2U?O P T O I S O 1R?5 0 0R?2 5 0S?V C C V C CD0D1D2D3D4D5D6D7I N 0I N 1I N 2I N 3I N 4I N 5I N 6I N 7 圖 一路開關量輸入電路 串行通訊電路 電路中設計了采用芯片 MAX232E為核心進行串行通訊的電路，目的是完成單片機與上位機的通訊，為以后系統擴展留有余地。本系統實際電路焊接這部分元件和芯片并未焊接安裝。 輸出電路設計輸出電路分為三部分： 交流電機驅動控制電路 在單片機控制系統中，我們使用了中間繼電器作為控制輸出的第一級執行機構，通過繼電器控制大功率接觸器的通斷，從而完成從直流低壓到交流高壓 、從小功率到大功率的轉換。控制三相交流電動機接觸器選用三接點形式的 .考慮到接觸器的吸合及斷開產生的電弧可能造成電路設計是將輸出電路部分單獨分出來，做在另一塊板上，其控制電路 如圖。圖 220V強電直接控制的。 第 51 頁 共 74 頁 Q?90 11Q?C 9 01 3U?O P T O I S O 1K?R E L A Y D P S TK?R E L A Y S P S TR?25 0R?33 0O U T 1D?F R 15 4V D D22 0V 交流電V C C 圖 繼電器控制電路 電磁離合器與電磁制動器驅動控制電路 電磁離合器與電磁制動器采用安徽廣德電器廠 DDL1系列電磁離合器 DDZ1系列單片電磁制動器。電源采用直流 24V電壓。電磁離合器與電磁制動器驅動控制電路相同，下圖所示是控制剪切傳動的電磁離合器控制電路。卸 料機構也是通過離合器控制的去掉腳踏開關部分其它電路相同。 第 52 頁 共 74 頁 R225 0U1T L P 52 1L1電磁離合器繞組D?F R 15 4R133 0S?腳踏開關Q2Q1+ 2 4VO U T 4V C C 圖 電磁離合器控制電路 步進電機驅動控制電路 步進電機的相控制信號線 .直接使用了 AT89C51單片機的 P1口線，這樣可以簡化編程，提高控制的實時性。 由于步進電機采用高低壓驅動電源為 12V和 120V，且各相繞組通電電流是安培級的大電流，屬于強電回路，因此與單片機相連時，需經過光電隔離和大功率驅動。光電耦合器將單片機的弱電系統的地和強電系統的電源線、地線隔離開來， NMOS場效應功率管 IRF640將光耦輸出的電壓信號轉換為安培級電 流信號以驅動步進電機。與電機繞組串聯的大功率的精密小電阻用于限流，而與繞組并聯的二極管是續流二極管，它利用自身鉗位作用保護 IRF640。如果不接續流二極管，當 IRF640斷開時，線圈因為是感性負載，斷電瞬間會產生很高的反向電動勢，把功率管的源極電壓提得很高，一旦超過管子耐壓值，管子將被擊穿損壞。其一相驅動電源電路見 。 抗干擾電路設計 單片機系統的可靠性由多種因素決定，其中系統抗干擾性能是可靠性的重要指標。工業環境中的干擾一般是以脈沖形式進入單片機系統，渠道主要有三條：電磁信號通過空間輻射進 入系統；干擾通過與系統相連的前向通道、后向通道及與其它系統的相互通道進入；電磁信號通過供電線路進入系統。本系統中重點防止過程通道與供電系統的干擾。具體措施： 第 53 頁 共 74 頁 光電隔離 在輸入和輸出通道上采用光電隔離器來進行信息傳輸，它將單片機系統與開關、執行機構從電氣上隔離開來，很大一部分干擾將被阻擋。本系統中步進電機驅動電路、交流電機驅動電路、電磁離合器驅動電路、電磁制動器驅動電路