【正文】 開關(guān)打開，系統(tǒng)開始加料；二極管熄滅表示電磁水開關(guān)關(guān)閉，系統(tǒng)停止加料。但在我國(guó)，灌裝行業(yè)起步較晚，包裝的自動(dòng)化水平低，而隨著現(xiàn)代科技的快速發(fā)展，我們對(duì)工作、生活的要求越來越趨于自動(dòng)化、智能化，對(duì)市場(chǎng)自動(dòng)化灌裝設(shè)置要求也越來越高 [2]。 2020年 7月我到浙江山蒲照明電器有限公司實(shí)習(xí)時(shí)，公司讓我們實(shí)習(xí)生到車間各個(gè)崗位上去看工藝流程，他們的自動(dòng)芯柱機(jī)給我印象深刻，一個(gè)人就可以同時(shí)控制幾臺(tái)機(jī)械，而且工作效率高，整個(gè)工作過程是又快又穩(wěn)定，我這一次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題選擇的思想就來于此。指導(dǎo)老師也給了我 很多的建議，最終確定自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)這一課題，對(duì)我專業(yè)的學(xué)習(xí)和實(shí)踐將會(huì)有很大的幫助。 本系統(tǒng)按照灌裝的要求 以及設(shè)計(jì)的具體情況需求 ，采用 AT89S52單片機(jī)為核心設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)， 灌裝的對(duì)象為各種水飲料產(chǎn)品，在一定 的范圍內(nèi) 控制灌裝的量的時(shí)間精度在 ， 具有良好的快速性。 (3) 在皮帶傳輸過程 當(dāng)中，由于運(yùn)輸系統(tǒng)不能時(shí)而停止，時(shí)而工作，因?yàn)檫@樣對(duì)電機(jī)的損耗很大，電量損耗也很大，所以不能適用這種方法，在本設(shè)計(jì)中采用的運(yùn)輸系統(tǒng)是一直工作狀態(tài)，在系統(tǒng)中，選擇在傳送帶的上方放置一個(gè)步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)工作的齒輪擋板來對(duì)瓶子進(jìn) 行攔截。 （ 2） 灌裝的量的時(shí)間控制精度： 。 系統(tǒng)基本方案 按照系統(tǒng)設(shè)計(jì)功能的要求，初步確定設(shè)計(jì)系統(tǒng)由單片機(jī)主控模塊、傳感器檢測(cè)模塊、按鍵輸入模塊、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、步進(jìn)電機(jī)模塊、數(shù)碼管顯示模塊和蜂鳴器報(bào)警模塊共 7個(gè)模塊組成。對(duì)控制器的選擇有以下兩種方案： 方案一：采用 可編程邏輯控制器 PLC作為系統(tǒng)控制器。單片機(jī)算術(shù)運(yùn)算功能強(qiáng)，軟件程序靈活、自由度大，可用軟件編程實(shí)現(xiàn)各種算法和邏輯控制，并且其功耗低、體積小、技術(shù)成熟和成本低等優(yōu)點(diǎn) [2]。繼電器無需外加光耦，自身即可實(shí)現(xiàn)電氣隔離，能夠起到保護(hù)系統(tǒng)的功能。 （ 4） 報(bào)警與檢測(cè)模塊 在本設(shè)計(jì)中，要自動(dòng)給傳送帶上傳送來的容器進(jìn)行灌裝，在有擋板擋住的前提下，還要檢測(cè)是否有容器的到來，只有檢測(cè)到有容器的到來，電磁水開關(guān)才打開加料。 在 電氣控制系統(tǒng) 中，位置開關(guān)的作用是實(shí)現(xiàn)順序控制、定位控制和位置狀態(tài)的檢測(cè) ，在此系統(tǒng)中當(dāng)有容器過來時(shí)碰到行程開關(guān)，控 制芯片接受到此行程開關(guān)的信號(hào)執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作。液晶顯示屏（ LCD）具有 功耗小、輕薄短小無輻射危險(xiǎn)，平面直角顯示以及影像穩(wěn)定不閃爍，可視面積大，畫面效果好，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。按 鍵采用單按鍵進(jìn)行灌裝量的時(shí)間和生產(chǎn)個(gè)數(shù)的設(shè)定。 (2)采用電磁繼電器驅(qū)動(dòng)電路。 (4)采用行程開關(guān)來實(shí)現(xiàn)對(duì)容器到來的檢測(cè)，采用光電傳感器來實(shí)現(xiàn)對(duì)加料容器內(nèi)的原材料是否用完的檢測(cè)。單片機(jī)微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱單片機(jī)，特別適用于控制領(lǐng)域，故又稱為微控制器。 AT89S52 有 40個(gè)引腳，片內(nèi)有 8K字 節(jié) Flash 程序存儲(chǔ)器， 256字節(jié) 的 RAM， 32個(gè)外部雙向輸入 /輸出口， 5個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)， 一個(gè) 6向量 2級(jí)中斷 嵌套， 3個(gè) 16位可編程定時(shí) 器 /計(jì)數(shù)器， 2個(gè)數(shù)據(jù)指針， 2個(gè)全雙工串行通信口，看門狗（ WDT） 定時(shí) 電路， 片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。 AT89S52引腳圖如圖 22所 示。連接好工作電路，在常態(tài)時(shí)， D、 E間未連通，工作電路斷開。斷開開關(guān) S，電磁鐵失去磁性，對(duì)銜鐵無吸引力。具體電磁繼電器的實(shí)物圖如圖 24所示。通常，這類開關(guān)被用來限制機(jī)械運(yùn)動(dòng)的位置或行程，使運(yùn)動(dòng)機(jī)械按一定位置或行程自動(dòng)停止、反向運(yùn)動(dòng)、變速運(yùn)動(dòng)或自動(dòng)往返運(yùn)動(dòng)等。因?yàn)樵谏a(chǎn)中要經(jīng)常啟動(dòng)、制動(dòng)以及反轉(zhuǎn)的場(chǎng)合，所以要求電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量小和過載能力大，則選用鼠籠或繞線式三相異步電動(dòng)機(jī)。在選用的時(shí)候還應(yīng)該查出電動(dòng)機(jī)類型和額定功率、相應(yīng)的轉(zhuǎn)速和安裝尺寸。 減速器的設(shè)計(jì)與選擇 由于所選用的電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速為 1400r/min，灌裝機(jī)的生產(chǎn)能力 3000瓶 /小時(shí)，灌裝機(jī)的電磁水開關(guān)為 10個(gè)，所以灌裝機(jī)每轉(zhuǎn)生產(chǎn) 10瓶，在灌裝機(jī)的轉(zhuǎn)速為 300r/小時(shí)。當(dāng)線圈通電時(shí)，產(chǎn)生電磁力將活動(dòng)鐵芯吸上，主閥腔內(nèi)的介質(zhì)自導(dǎo)閥口外泄，以至產(chǎn)生壓力差，膜片或閥杯被迅速托起，主閥口開啟，閥便呈通路了。E油及其它非腐蝕性液體 介質(zhì)溫度 176。 圖 31 單片機(jī)最小電路 流量系數(shù)（ Kv） 按 JB/T735294 規(guī)定 泄漏量（ ml/min） 按 JB/ 公稱通徑（ mm） 10 15 20 25 32 40 50 65 80 100 125 150 200 250 300 350 功耗 (VA) 17 30 基于 51 單片機(jī)的自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 13 顯示電路 此系統(tǒng)所使用的顯示部分是利用兩組 4位共陰數(shù)碼管組 成，第一組是用 來顯示灌裝產(chǎn)量，第二組是用來顯示設(shè)定的加料量的時(shí)間，為了使數(shù)碼管在顯示的時(shí)候比較清晰，此電路通過圖 31中的74HC573鎖存器與數(shù)碼管配合使用，使驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管的電流變大，讓其亮度變亮，這樣可以更好的顯示其數(shù)值。 圖 33 繼電器驅(qū)動(dòng)電路 圖 34 LED 指示電路 基于 51 單片機(jī)的自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 14 按鍵電路與傳感電路 首先接通電源， LED1燈亮，表示電源接通，數(shù)碼管 shu1顯示灌裝產(chǎn)量，初始值為 1000，可通過按鍵 S5和 S6來調(diào)整設(shè)定產(chǎn)量數(shù)，數(shù)碼管 shu2顯示加料時(shí)間，按鍵 S7是設(shè)定加料時(shí)間的按鈕，按住S7 加料，加料過程 LED4 亮，放開按鍵 S7，加料結(jié)束，并且會(huì)把加料時(shí)間記憶，在以后的加料都按照此時(shí)間 加料，直到再次設(shè)定加料時(shí)間或者停止通電， S8是加料時(shí)間清零鍵，當(dāng)設(shè)定好產(chǎn)量數(shù)和加料時(shí)間時(shí)，啟動(dòng)傳送帶電動(dòng)機(jī)開始工作按鍵 DANG，傳送帶開始工作，擋板在初始狀態(tài)是擋住的。 表 2 按鍵功能描述 名稱 功能 JISHU 有容器到來檢測(cè)接近開關(guān) DANG 傳送帶電動(dòng)機(jī)開始工作按鍵 KAI 傳送帶電機(jī)停止工作按鍵 S5 產(chǎn)量加按鍵 S6 產(chǎn)量減按鍵 S7 按住加料與加料量顯示，放開記住加料量 S8 加料時(shí)間清零鍵 Q6 液位檢測(cè)傳感器 基于 51 單片機(jī)的自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 15 圖 35 按鍵電路 圖 36 液位 檢測(cè)電路 總體電路設(shè)計(jì) 本設(shè)計(jì)由主電路與外圍電路一起構(gòu)成了自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)的硬件電路。 基于 51 單片機(jī)的自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 16 圖 37 主電路 圖 38 外圍接入電路 基于 51 單片機(jī)的自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 第四章 系統(tǒng)軟件 設(shè)計(jì) 程序流程圖 自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)的程序流程圖如下圖 41所示，首先系統(tǒng)初始化，設(shè)定數(shù)碼管 shu1顯示灌裝產(chǎn)量，初始值為 1000，然后開始設(shè)定產(chǎn)量數(shù)，產(chǎn)量數(shù)可加可減，設(shè)定好產(chǎn)量后再設(shè)定加料時(shí)間，并同時(shí)計(jì)時(shí)。還有一種情況是原料儲(chǔ)存容器中沒有原料時(shí)也會(huì)報(bào)警，提醒工作人員，此時(shí)不進(jìn)行加料工作。//加料控制信號(hào)燈位 sbit zheng = P1^2。//有瓶子到來傳感器位按鍵 sbit start = P1^6。//產(chǎn)量按鍵減 sbit KEY = P3^6。 P2 = 0xef。 delay(2)。 P0 = du[h1]。 P2 = 0xfd。 delay(2)。 P0 = du[s]。 //定時(shí)器 0中斷子程序 void time0_Int() interrupt 1 //中斷 0進(jìn)入函數(shù) { TH0=0x4c。 flag=0。 she = sec。 key_shu()。 } key_shu()。 jia = 0。 } } 擋板步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)程序 由于步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)是要靠脈沖來驅(qū)動(dòng)，所以我們可以按照步進(jìn)電機(jī)相應(yīng)的說明，不同的時(shí)刻給定相應(yīng)的脈沖就可以實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)和正反轉(zhuǎn)工作，從而帶動(dòng)擋板工作，實(shí)現(xiàn)攔截容器的功能。 step8。 step6。 step4。 step2。 基于 51 單片機(jī)的自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 22 i++。 while(jiance == 0) { jia = 0。 if(xian0 == 1) { chanliang。 圖 51 系統(tǒng)安裝平面簡(jiǎn)圖 系統(tǒng)接線圖如圖 52所示。焊接好元器件后要檢查元器件是否安裝正確，安裝正確的是否有虛焊或者元器件松動(dòng)的情況，對(duì)于虛焊或者松動(dòng)的要及時(shí)改正。 (2) 選取 V帶帶 型 [12] 根據(jù) Pca、 n1由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）》圖 89確定選用普通 V帶型。 1000601000601 ???? nnv dd dd ?? 式 1 smsmnd d /25/ 140063100060 1 ??? ????? ?? 式 2 （ 4） 確定普通 V帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度和傳動(dòng)中心矩 [12] 根據(jù) (dd1+dd2)ɑ02(dd1+dd2)，初步確定中心距 ɑ0=250mm。 120176。 （ 7） 計(jì)算作用在軸上的壓軸力 F0[12] NvzvzqvKpFqvKpFacaaca) ( )(500)(500 22020?????????????? 式 6 (8)計(jì)算作用在軸 上的壓軸 Fp Nz op aFF i i n2 6 310 ?????? 式 7 基于 51 單片機(jī)的自動(dòng)灌裝控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 27 第六章 總結(jié) 本設(shè)計(jì)是采用一個(gè)單片機(jī)系統(tǒng)和電機(jī)控制系統(tǒng)來進(jìn)行自動(dòng)灌裝控制的典型應(yīng)用，單片機(jī)控制了灌裝的量的時(shí)間、灌裝個(gè)數(shù)、步進(jìn)電機(jī)、蜂鳴器、傳感器。但這個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)還是有自己的獨(dú)特之處和創(chuàng)新所在的。s Shaanxi province pass through a stop on the ancient Silk Road, Gansu39。t have a formal stage. The audience just sat on the grass. Usually, the performances became a big party with local people joining in. For him, the rewarding part about touring isn39。s Poly Theater. Their show, titled Ulan Muqir on the Grassland, depicted the history and development of the art troupe. Being from the region allowed me to embrace the culture of Inner Mongolia and being a member of the troupe showed me where I belonged, Nasun, the art troupe39。s lost, I believe, are the interesting setups and pauses that illuminate the Chinese art of storytelling. Much of the plot is still there. It is the flavor that was sacrificed. The American edition uses the framework of the Empress Dowager in her senior years reminiscing at the beginning and the end of each episode, hinting at what39。s own path. He urges the reader to find rectitude and lead a moral life. He professes that, only by being self reliant, as opposed to relying on the government and being dictated to by society, can one begin leading a decent and purposeful life. He avers that such a life is the only life worth living. I agree with him. This essay was written during a time of social upheaval in America, and it is rather odd that Emerson authored it, as he was a part of the upper crust of society at the time. It just so happened that he looked around him, at the indolence and the wantonness of the people in his circle。s essay titled SelfReliance. If you39。s Liaoning province, dec