計算機(jī)控制系統(tǒng)課程設(shè)計-文庫吧
2025-05-18 05:25 本頁面
【正文】 （ 3）通過嚴(yán)格的科學(xué)訓(xùn)練和工程設(shè)計實踐，逐步樹立嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍、實事求是的科學(xué)作風(fēng)，并培養(yǎng)學(xué)生在實際工作中應(yīng)具有的生產(chǎn)觀點，經(jīng)濟(jì)觀點和全局觀點。 5 / 21 三、設(shè)計任務(wù) 在水泥生產(chǎn)過程中，水泥成品 的袋裝稱重是一個十分重要的環(huán)節(jié)，其中的關(guān)鍵問題在于計量與控制系統(tǒng)的精確性與可靠性。十幾年來，人們研制了許多專用的稱重顯示控制器，如 70 年代的模擬儀表、 80 年代的 Z80微機(jī)系統(tǒng)到 90 年代的單片微機(jī)系統(tǒng)。 隨著計算機(jī)技術(shù)的日益發(fā)展，人們對稱重顯示控制器提出了更高的要求，即不僅要以文字、對話形式提供稱重計量信息，而且能提供其它管理信息。現(xiàn)有的單板或單片機(jī)系統(tǒng)一般不具備這種功能，尚需與上位機(jī)進(jìn)行數(shù)字通信，借助于 PC 機(jī)的 CRT 屏幕顯示方可；或者采用另一種模式 ——總線式工業(yè)控制計算機(jī)。但這幾種配置都大大增加了系統(tǒng)成本。 現(xiàn)有 1 臺雙嘴水泥包裝機(jī)，形成 2 條袋裝生產(chǎn)線。見水泥袋裝生產(chǎn)線流程圖，主要設(shè)備有檢測袋裝水泥重量的力傳感器、稱重的電磁閥與氣缸、推包的電磁閥與氣缸、操作按鈕等。要考慮的現(xiàn)場信號有傳感器模擬量 2路輸入、啟動按紐開關(guān)量 2 路輸入以及驅(qū)動電磁閥開關(guān)量 4 路輸出。 系統(tǒng)要求：當(dāng)按下啟動按鈕時，稱重電磁閥得電，氣缸打開放料閘板，成品倉中的水泥灌裝到包裝袋中，使得稱重杠桿發(fā)生逆時針偏轉(zhuǎn)，當(dāng)力傳感器檢測到重量信號等于稱重設(shè)定值時，控制系統(tǒng)先使放料閘板關(guān)斷，延時后使推包電磁閥與氣缸執(zhí)行推包動作，完成一次袋裝稱重計量過程。然后， 周而復(fù)始。 根據(jù)本課程的知識點，設(shè)計內(nèi)容是對某個工業(yè)生產(chǎn)過程實現(xiàn)計算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。 6 / 21 四、總體設(shè)計 一、控制系統(tǒng)的設(shè)計原則 對于不同的控制對象，系統(tǒng)的設(shè)計方案和具體的技術(shù)指標(biāo)是不同的，但是，控制系統(tǒng)的設(shè)計原則是相同的。有以下幾點： 滿足工藝要求 這是設(shè)計的首要條件，要求設(shè)計者與工藝人員密切配合才能完成。片面最求高性能而忽視成本和實現(xiàn)上的可能性是不可取的。 可靠性高 對工業(yè)控制計算機(jī)系統(tǒng)的最基本要求是可靠性高。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，特別是一些連續(xù)生產(chǎn)過程的設(shè)備，是絕對不允許有故障的出現(xiàn)的。 可靠性指標(biāo)一般用系統(tǒng)的平均無故障時間 MTBF和平均維修時間 MTTR來表示。 操作性能好 操作性好包括兩個含義，即使用方便和維護(hù)容易。 實時性要強(qiáng) 計算機(jī)控制系統(tǒng)的實時性表現(xiàn)在對內(nèi)部和外部的事件能及時地響應(yīng)。 通用性要好 一般來說，不可能為一臺裝置或一個生產(chǎn)過程研制一臺專用計算機(jī)，常常是選擇通用性好的計算機(jī)控制裝置靈活地構(gòu)成系統(tǒng)。 經(jīng)濟(jì)效益要高 應(yīng)該從提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量、降低能耗、消除污染、改善勞動條件等方面進(jìn)行綜合評估。 7 / 21 二、工藝流程 圖 1 為水泥袋裝流程圖。當(dāng)按下啟動按鈕時，稱重電磁閥得電，氣缸打開放料閘板，成品倉中的水泥灌裝到包裝袋中，使得稱重杠桿發(fā)生逆時針偏轉(zhuǎn)，當(dāng)力傳感器檢測到的電壓信號等于稱重設(shè)定值時，控制裝置先使閘板關(guān)斷，延時后使推包電磁閥與氣缸執(zhí)行推包動作，然后復(fù)位，完成一次袋裝稱重計量過程。 圖 1 水泥袋裝流程圖 其優(yōu)點是： 簡化機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計 , 省去了龐大的機(jī)械杠桿秤。 自動化程度高 , 除插水泥袋外 , 其余過程均由計算機(jī)控制完成 , 且實時顯示裝包重量及 累計袋數(shù) 。 計量精度高 , 采用高精度拉力傳感器直接測量秤架 上 的 正 在包裝的水 泥重量 , 進(jìn)行 轉(zhuǎn)換后 , 配合軟件 , 達(dá)到很高的控制精度。 8 / 21 三、控制系統(tǒng)的組成 本設(shè)計中： 控制器： 8088CPU 執(zhí)行機(jī)構(gòu)：電磁閥 被控變量：水泥重量 測量及變送元件：由壓力傳感器組成的檢測變送系統(tǒng) 四、具體的系統(tǒng)硬件典型組成 控制器 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 被控對象測量元件變換發(fā)送單元給定信號 被控參數(shù) 9 / 21 五、硬件設(shè)計 一、硬件連接概要圖 控制部分采用 8088CPU 力傳感器： 型號為 HXB1，規(guī)格為 50KG，輸出量程為 0~10mv，需外界提供 12VDC 電源 。 8088CPU 接線圖 ⑴
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