【正文】 的中斷。 LM7805 是三端正電源穩(wěn)壓電路， 使用方便，電子 制作中經(jīng)常采用， 它的封裝形式為 TO220,它有固定的電壓輸出，應(yīng)用非常廣泛。當(dāng)按鍵開(kāi)關(guān)按下時(shí)單片機(jī) RESET 引腳直接接到 VCC，實(shí)現(xiàn) 按鍵復(fù)位。 ⑸ 片內(nèi)置通用 8 位中央處理器和 FLASH 存儲(chǔ)單元 。確定了工業(yè)電磁制動(dòng)器的控制方案，決定采用可編程數(shù)字器件作為主控芯片。 ?u 2 t?i 2 i21I dO 圖 21 整流變壓器次級(jí)電壓和電流波形 諧波的抑制對(duì)策 1 LC 無(wú)源濾波器 利用 LC 電路串聯(lián)諧振特點(diǎn)抑制向電網(wǎng)注入的諧波電流。這些電磁干擾信號(hào)一方面會(huì)污染電網(wǎng)，通過(guò)電網(wǎng)干擾其他用電設(shè)備；另一方面通過(guò)傳輸線的傳導(dǎo)或經(jīng)過(guò)空間進(jìn)行輻射而對(duì)電子設(shè)備的正常工作造成威脅。一般晶閘管導(dǎo)通時(shí)間為 6us，故觸發(fā)脈沖的寬度應(yīng)有 6us 以上，一般取 2050us。因而它們的電磁過(guò)程各有特點(diǎn)，計(jì)算方法也不相同。按照 MOC3041 的技術(shù)指標(biāo)，允許最大電壓上升率 dtdv =10V/us。常用的觸發(fā)器件有 MOC304 MOC3061 等，但是 MOC3061自帶過(guò)零檢測(cè)電路，不能實(shí)現(xiàn)移相控制， 所以 不能實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)電磁制動(dòng)器的精確控制。 燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 考慮到模擬和數(shù)字電路各自的優(yōu)缺點(diǎn)， 為了調(diào)試系統(tǒng)方便 ，得到較高的控制精度， 本次 畢業(yè) 設(shè)計(jì)決定采用可編程數(shù)字器件組成控制電路，即采用單片機(jī)作為主控芯片，通過(guò)調(diào)節(jié)晶閘管導(dǎo)通時(shí)刻的相位來(lái)達(dá)到控制 晶閘管 輸出 電流大小 的目的。 為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離監(jiān)控，系統(tǒng)需要設(shè) 計(jì)信息無(wú)線傳輸部分。提出了信息無(wú)線傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)方案，利用 無(wú)線通信模塊 24L01 將工業(yè)電磁制動(dòng)器的運(yùn)行狀態(tài)信息實(shí)時(shí)反饋到主控室，大大方便了用戶(hù)操作。 4 對(duì)于系統(tǒng)自動(dòng)智能控制方向的研究， 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛 [2122]。為縮短制動(dòng)時(shí)間，有的設(shè)計(jì)在回路中串入交流接觸器的常開(kāi)觸點(diǎn)，即所說(shuō)的較快制動(dòng)接 法。這些制動(dòng)器都是借助與之匹配的制動(dòng)輪，利用摩擦副相互摩擦，達(dá)到減速、停止、限速下降或保持其靜止不動(dòng)的效果。其 主要作用是產(chǎn)生控制信號(hào)，并以電流或者電壓的形式作用的電磁線圈上， 從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁制動(dòng)器的控制。尤其是煤炭的運(yùn)輸，我國(guó)煤炭資源豐富，儲(chǔ)量居世界之首，主要分布在華北和東北地區(qū)，每年都有上億噸的煤需要進(jìn)行 “ 北煤南運(yùn) ”。 uses wireless module 24L01 information to the control system for remote wireless transmission, can achieve remote wireless monitoring 。目前工業(yè)電 磁制動(dòng)器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于港口翻車(chē)機(jī)、起重機(jī)、礦山機(jī)械等工業(yè)場(chǎng)所，因此對(duì)工業(yè)電磁制動(dòng)器控制方法的研究具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 工業(yè)電磁制動(dòng)器控制方法的 研究 燕山大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )任務(wù)書(shū) 學(xué)院： 里仁 學(xué)院 系級(jí)教學(xué)單位：電力工程系 學(xué) 號(hào) 學(xué)生 姓名 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 09 電力 1 班 題 目 題目名稱(chēng) 工業(yè)電磁制動(dòng)器控制方法的研究 題目性質(zhì) ： 工程設(shè)計(jì) （ √ ）；工程技術(shù)實(shí)驗(yàn)研究型 （ ）； 理論研究型 （ ）；計(jì)算機(jī)軟件型 （ ）；綜合型 （ ）。工業(yè)電磁制動(dòng)器的工作特點(diǎn)是在啟動(dòng)時(shí)需要高電壓或大電流，而啟動(dòng)后只需要低電壓或小電流來(lái)維持。 using DS18B20 as temperature monitoring devices, to achieve a Abstract III temperature monitoring thyristor, thyristor due to high temperature to prevent burning。 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，火電廠、冶煉廠、水泥廠、港口、礦山的建設(shè)如火如荼 ， 其所需的散狀物料如煤炭、焦炭、礦砂的用量大幅增長(zhǎng) ，鐵路運(yùn)輸與其它各種現(xiàn)在運(yùn)輸方式相比較，具有運(yùn)輸能力大、速度快、單位能源消耗少、受氣候的影響小、安全上可靠以及環(huán)境污染程度小等優(yōu)點(diǎn)，因此這些散裝物料主要由鐵路運(yùn)輸承擔(dān)。 控制系統(tǒng)是電磁制動(dòng)器的核心，它的性能直接決定了電磁制動(dòng)器的性燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 能。 目前的研究現(xiàn)狀 制動(dòng)器根據(jù)結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)方式的不同大致分為電磁制動(dòng)器、電力液壓制動(dòng)器和圓盤(pán)式制動(dòng) 器三種。并且更重要的是，制動(dòng)器的工作電流大，儲(chǔ)存了較多的電磁能，斷電后銜鐵不能快速脫開(kāi)制動(dòng)，制動(dòng)時(shí)間幾乎全部不合格。 3 對(duì)于穩(wěn)定性、節(jié)能性和功率器件產(chǎn)生的 “電力公害 ”的研究，主要是針對(duì)工業(yè)電磁制動(dòng)器在復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行和節(jié)能控制以及減少器件產(chǎn)生的諧波對(duì)電網(wǎng)的影響所進(jìn)行的研究 [1920]。 通過(guò)實(shí)際調(diào)試總結(jié)了裝置存在的硬件原因，并提出了修改方案 ， 提出 了人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)方案，包括 LCM12864 液晶的控制、主從機(jī)通信的實(shí)現(xiàn)方案。為了 監(jiān)測(cè) 主控芯片的 狀態(tài)，需要設(shè)計(jì)溫度 監(jiān)測(cè) 模塊，防止芯片因溫度過(guò)高而燒毀。與模擬方式相比，其控制精度高，但其主要缺點(diǎn)是穩(wěn)定性較差，在復(fù)雜的工業(yè)環(huán)境中，程序容易出現(xiàn)跑飛現(xiàn)象，因此采用可編程數(shù)字器件組成的控制電路需要充分考慮電磁兼容的問(wèn)題，提高 可編程數(shù)字器件的 穩(wěn)定性。 1 使用光 耦隔離器的觸發(fā)方案 在要求觸發(fā)脈沖較寬的晶閘管控制系統(tǒng)中，常用光耦合器組成晶閘管觸發(fā)電路。因此，在 MOC3041 的輸出回路中加入電阻和電容組成的 RC 回路，降低電壓上升率 dtdv ， 使 dtdv 在允許的范圍內(nèi)。普通變壓器一次側(cè)加的是正弦電壓，而脈沖變壓器一次側(cè)加的是周期脈沖電壓。為了保證觸發(fā)晶閘管可靠導(dǎo)通，要求觸發(fā)脈沖具有一定 寬度。 2 電磁干擾公害：高頻開(kāi)關(guān)變換器工作時(shí)，內(nèi)部的高電壓或大電流波形以極短的時(shí)間上升或下降，這些具有陡變沿的脈沖信號(hào)會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾信號(hào)。當(dāng)觸發(fā)角為 α 時(shí)，變壓器次級(jí)電壓和電流波形如圖 21 所示，對(duì)次級(jí)電流波形 2i 進(jìn)行傅里葉分解，得 2 4 1 1(si n s i n 3 s i n 5 ... )35di I t t t? ? ??? ? ? ? (21) 基波電流有效值為： 21 224 2d dIII???? (22) 所以： 21222 ??? ? ? (23) 式中 ： 21I / 2I 為電流基波有效值同變壓器次級(jí)電流有效值之比，它表示了電流波形含高次諧波的程度，稱(chēng)為畸變因數(shù)，用 ? 表示。 L電力電子設(shè)備或其他諧波源TCR TSC FC（ 可兼作諧波濾波器 ）MS CC C C 圖 23 SCV 類(lèi)型 本章小結(jié) 本章主要論述系統(tǒng)方案的選擇與論證，介紹了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。 ⑷ 與標(biāo)準(zhǔn) MCS51 指令系統(tǒng)及 8052 產(chǎn)品引腳兼容 。 單片機(jī)復(fù)位電路 的作用是 使單片機(jī) 有效 復(fù)位，此款單片機(jī)的復(fù)位 方式燕山大學(xué)本科生畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 是高電平復(fù)位，此復(fù)位電路可以實(shí)現(xiàn)上電復(fù)位和按鍵 復(fù)位，當(dāng)系統(tǒng)上電時(shí)電容 C7 充電，單 片機(jī) RESET 引腳出現(xiàn)一個(gè)高電平并持續(xù)一定時(shí)間，使單片機(jī)復(fù)位。綜合穩(wěn)定性的考慮，決定采用 三端 正電源穩(wěn)壓芯片 LM7805。 第 3 章 系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì) 13 圖 32 單片機(jī)供電電路 過(guò)零檢測(cè)電路的設(shè)計(jì) 圖 33 過(guò)零檢測(cè)電路 如圖 33 所示，過(guò)零檢測(cè)的原理是 220V 交流電經(jīng)過(guò)變壓器后變?yōu)?9V交流電，經(jīng)過(guò)整流橋之后變?yōu)橹绷髅}沖，當(dāng)脈沖在過(guò)零點(diǎn)時(shí)使輸出端導(dǎo)通，給單片機(jī)外部中斷送入一個(gè)脈沖。電阻 1R 限制流過(guò) MOC3041 輸出端的電流不要超過(guò) 1A。 12P3制動(dòng)器接口V+VCCQ18550V51KR8Res1510R9Res1ANODE1CATHODE2NC3TERMINAL4SUB5TERMINAL6U5moc3041Q2 雙向可控硅GND100R10C82KR11C51RRes1第 3 章 系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì) 15 主要特點(diǎn)為： ⑴ 8K 字節(jié)的系統(tǒng)內(nèi)可編程 Flash(具有同時(shí)讀寫(xiě)的能力， RWW)。 ⑼ 五種可以通過(guò)軟件進(jìn)行選擇的省電模式 。手動(dòng)操作 MR端允許通過(guò)手動(dòng)按鈕開(kāi)關(guān)產(chǎn)生一個(gè)負(fù)脈沖去觸發(fā)復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生器產(chǎn)生復(fù)位信號(hào) RESET。 如果程序出現(xiàn) “跑飛 ”現(xiàn)象，程序?qū)⒉荒苷＿\(yùn)行，這個(gè)定時(shí)發(fā)出的脈沖也得不到保障。 ⑷ 在使用中不需要任何外圍元件，全部傳感元件及轉(zhuǎn)換電路集成在形如一只三極管的集成電路內(nèi)。 12318B20Header 3VCCGND18B20 4K7R?Res2 圖 37 溫度檢測(cè)電路 人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì) 1234567891011121314151617181920JP1LCD12864GNDVCC12864_CS12864_SI12864_SCK12864_PSB12864_RET2KR7Res22KR8Res22KR9Res2GNDVCCVCC 圖 38 LCM12864 顯示電路原理圖 人機(jī)交互界面主要由按鍵和液晶顯示器組成，按鍵用于輸入信息，液晶顯示器用于顯示信息。 5 腳 R/W（ SID）為讀 /寫(xiě)選擇端或串行操作的數(shù)據(jù)口，高電平時(shí)讀出數(shù)據(jù)，低電平時(shí)寫(xiě)入數(shù)據(jù)。 燕山大學(xué)本科生畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 無(wú)線通信模塊的電路設(shè)計(jì) 2KR1 Res22KR2 Res22KR6Res22KR3Res22KR4 Res2GNDGNDDATACLK3 DR1CSCE PWR_UP1 23 45 67 89 1011 12P2Header 6X22KR5 Res2 圖 310 無(wú)線模塊接口電路的設(shè)計(jì) 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)電磁制動(dòng)器運(yùn) 行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，決定采用 無(wú)線通信模塊 nrf24L01 將系統(tǒng)監(jiān)控部分采集到的信息傳輸?shù)缴衔粰C(jī)或手持?jǐn)?shù)據(jù)終端。 ⑹ 模塊可軟件設(shè)地址，只有收到本機(jī)地址時(shí)才會(huì)輸出數(shù)據(jù)指示，可直接接各種單片機(jī)使用，軟件編程非常方便。當(dāng)然對(duì) 3V 左右的單片機(jī)更加適用了。當(dāng)單片機(jī)與計(jì)算機(jī)通信時(shí)指示燈閃爍 J6是與計(jì)算機(jī)連接的接口為通用 RS232 接口。包括處理器電路的設(shè)計(jì)、電源電路的設(shè)計(jì)、過(guò)零檢測(cè)電路的設(shè)計(jì)、光耦合器觸發(fā)晶閘管電路的設(shè)計(jì) 、 溫度 監(jiān)控電路 的設(shè)計(jì) 、單片機(jī)自動(dòng)復(fù)位電路 的設(shè)計(jì) 、無(wú)線信號(hào)收發(fā)電路 的設(shè)計(jì) 、單片機(jī)與 PC 機(jī)通信電路 設(shè)計(jì)等 內(nèi)容 。Keil 提供了包括 C 編譯器 、宏匯編、連接器、庫(kù)管理和一個(gè)功能強(qiáng)大的仿真調(diào)試器等在內(nèi)的完整開(kāi)發(fā)方案，通過(guò)一個(gè) 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境 （ uVision）將這些部分組合在一起。 Atmega8 單片機(jī)的編譯環(huán)境 Atmega8 單片機(jī)的編譯環(huán)境有很多，比如 ICC、 GCC、 IAR 等，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)用到的軟件為 ICC。然后分別由 C51 及 C51 編譯器 編譯生成目標(biāo)文件（ OBJ） 。 C 語(yǔ)言庫(kù)函數(shù)豐富，運(yùn)算速度快，具有良好的可移植性，而且可以實(shí)現(xiàn)直接對(duì)系統(tǒng)硬件的控制。隨著設(shè)備的不斷改進(jìn)，出現(xiàn)了代替 DB25 的 DB9 接口，現(xiàn)在都把 RS232 接口叫做 DB9。故單片機(jī)與計(jì)算機(jī)通信時(shí)需要將 TTL 電平轉(zhuǎn)化成 232 電平。 第 3 章 系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì) 21 ⑽ 低功耗 工作，待機(jī)模式下?tīng)顟B(tài)為 22uA；掉電模式下為 900nA。 ⑵ 最高工作速率 2Mbps，高效 GFSK 調(diào)制，抗干擾能力強(qiáng)，特 別適合工業(yè)控制場(chǎng)合。17 腳為硬件復(fù)位端口高電平有 效，在本次設(shè)計(jì)中 12864 采用軟件復(fù)位故直接將 17 腳接地。液晶的體積第 3 章 系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì) 19 小、功耗低、顯示操作簡(jiǎn)單。 ⑺ 測(cè)量結(jié)果直接輸出數(shù)字溫度信號(hào)，以 “一線總線 ”串行傳送給 CPU，同時(shí)可傳送 CRC 效驗(yàn)碼，具有極強(qiáng)的抗干擾糾錯(cuò)能力。 DS18B20 是美國(guó) DALLAS 半導(dǎo)體公司推出的第一片支持 “單總線 ”接口的溫度傳感器，它具有微型化、低功耗、高性能、抗干擾能力強(qiáng)、