【正文】 ........................................ 46 第二章 系統(tǒng)方案分析 ...................................................................................................... 48 總體方案分析 ................................................................................. 錯誤 !未定義書簽。 第 四 章 控制系統(tǒng)硬件電路設 計 ......................................................... 錯誤 !未定義書簽。因此，受到世界各國的廣泛重視和越來越多的應用。而大力發(fā)展低成本自動化技術，卻是潛力大，前景廣，投資省，見效快，可以收到事半功倍的經濟效果，適合我國現(xiàn)階段的發(fā)展需要和國情。對于日益復雜的控制功能，傳統(tǒng)控制柜顯得無能為力，而單片機具有可編程序的特點，運行時可以根據要求， 自動選擇控制算法，適應性強；單片機采用以軟件代替硬件的方法，可以簡化線路，使儀器的性能價格比不斷提高。采用新的低成本自動化技術改造老設備，是提高企業(yè)經濟效益的好辦法。它以高效、實用和可靠為目標，不需要處處追求最新的技術成就，應該做到“少花錢，多辦事，辦好事”。即在規(guī)定條件下和規(guī)定時問內無故障地完成某種功能的能力。在滿足經濟性能前提下，盡可能采用新的技術與方法，充分利用社會已取得的成果，如己發(fā)展成熟的新技術、新工藝及新的元器件等，使原有設備結構更加簡單、功能更強、可靠性更高，體積重量更小更輕，操作與維修更加簡便。 智 能控制理論的發(fā)展及其應用現(xiàn)狀 自從 1932年奈魁斯特 (Hnyquist)發(fā)表了有關反饋放大器的穩(wěn)定性論文以來，控制 第 45 頁 共 74 頁 理論的發(fā)展已走過了 60多年的歷程，其中前 30年是經典控制理論的成熟和發(fā)展階段，后 30年是現(xiàn)代控制理論的形成和發(fā)展階段。 1966年， 能用于飛船控制系統(tǒng)的設計。它實際上是一個多層的智能控制系統(tǒng)。 智能控制作為一門新興學科，還沒有形成一個統(tǒng)一的完整的理論體系。在信息科學中，信息技術發(fā)展分為信息化，自動化、最優(yōu)化和智能化四個層次。在電路設計中注意抗干擾設計。 第 48 頁 共 74 頁 第二章 系統(tǒng)方案分析 目前，工業(yè)現(xiàn)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(tǒng)；二是采用單片機控制系統(tǒng)。鍵盤上閉合鍵的識別由專門的硬件實現(xiàn)的稱為編碼鍵盤：靠軟件識別的稱為未編碼鍵盤。圖 220V強電直接控制的。與電機繞組串聯(lián)的大功率的精密小電阻用于限流，而與繞組并聯(lián)的二極管是續(xù)流二極管，它利用自身鉗位作用保護 IRF640。 抗干擾電源 單片機系統(tǒng)供電線路是干擾的主要來源，電源采用隔離變壓器接入電網，可以防止電網的干擾侵入單片機系統(tǒng)。 其它電路設計 為了使智能控制器操作方便，設計了工作狀態(tài)指示電路，利用發(fā)光二極管顯示開機和各功能鍵操作狀態(tài)。匯編語言則不存在這個問題，在嚴謹制作方式下，占用空間小，且執(zhí)行效率高。MICE51仿真系統(tǒng)主要特點如下； 1)軟件支持匯編語言編程。 (5)、實現(xiàn)自動控制過程。流程圖閱讀參照圖 。 加工參數輸入程序 單一尺寸輸入程序 說明： 開機狀態(tài)，“ __ __ .__”提示輸入加工板料數量和板料尺寸。圖 。 看門狗功能的實現(xiàn) 首先設置定時時間，程序如下： MOV R0， 10H ；將定時時間設定為 600ms若將定時時間設定為 200ms應送 00H或 20H LCALL WRSR ；調寫狀態(tài)子程序 其次在程序運行過程中，耍定時給看門狗復位即喂狗，程序如下： SETB CS CLR CS SETB CS ；給看門狗的片選端加一負脈沖 當程序跑飛，看門狗得不到復位，定時時間到， 7腳復位端輸出高電平，將系統(tǒng)復位。 1)設置“令牌” 設置令牌的目的是使每個模塊的進、出口處都有把關。掉電信號由硬件電路檢測到復位端。因此，應多采用單字節(jié)指令，并在關鍵的地方人為地插入一些單字節(jié)指令 (NOP)，或將有效單字節(jié)指令重復書寫，這便是指令冗余。 4)軟件陷阱 第 61 頁 共 74 頁 指令冗余使彈飛的程序安定下來是有條件的，首先彈飛的程序必須落到程序區(qū)，其次必須執(zhí)行到冗余指令。對于剩余的大片未編程的 ROM空間，一般均維持原狀(OFFH)， OFFH對于指令系統(tǒng)，是一條單字節(jié)指令 (MOV R7,A)，程序彈飛到這一區(qū)域后將順流而下，不再跳躍 (除非受到新的干擾 )，只要每隔一段設置一個陷阱，就一定能捕捉到彈飛的程序。 (4)程序區(qū)。說明書完成的主要工作有： 分析控制系統(tǒng)確定實現(xiàn)方法 1)方案選擇 考慮中小企業(yè)的實際要求、用戶提出的一些特殊條件、產品的制造成本等原因，本課題沒有使用常規(guī)的 PLC控制，而是選擇了單片機為主 體的控制系統(tǒng)。 6)控制器軟件總體設想 整個控制系統(tǒng)，采用模塊化設計，按鍵功能設置模塊。 3)輸入信號采集電路設計 設計制作了數字量采集電路。 第 64 頁 共 74 頁 參考文獻 【 1】張建民 .機電一體 化系統(tǒng)設計【 M】 .北京： 高等教育出版社 ， . 【 2】高建國 .高云 .高安邦 8031單片機在自動剪板機上的應用【 J】 .電腦學習 【 3】吳金戍 .沈慶陽郭庭吉 .8051單片機實踐與應用【 M】 . 北京：清華大學出版社 【 4】孫增忻等 .智能控制理論與技術【 M】 . 北京：清華大學出版社 .2020 【 5】何立民編 .單片機應用系統(tǒng)設計系統(tǒng)配置與接口技術 .【 M】 .北京：北京航空航天大學出版社 2020 【 6】孫育才 .。 第 63 頁 共 74 頁 2)鍵盤顯示電路設計 設計制作了鍵盤、顯示器與 8279芯片的連接電路。 5)控制器的總體布置設想 考慮智能控制器的可靠性及安裝的方便性，控制器的硬件設計分為三部分：主板部分、輸入顯示部分、輸出部分。 第 62 頁 共 74 頁 第六章 結論 本課題是結合工程技術改造實際進行研究，對板材的全自動剪切生產控制系統(tǒng)進行設計與調試。另一類是散轉表格，供 JMPA+DPTR指令使用，其內容為一系列的三字節(jié)指令 LJMP或兩字節(jié)指令 AJMP。如果在這些地方布上陷阱，就能及時捕捉到錯誤中斷。在某些對系統(tǒng)工作狀態(tài)至關重要的指令 (如 SETBEA之類 )前也插入兩條 NOP指令，以保證被正確執(zhí)行。當程序彈飛到某一條單字節(jié)指令上時，便自動納入正軌。 2)掉電保護 電網瞬間斷電或電壓突然下降將使微機系統(tǒng)陷入混亂狀態(tài)，電網電壓 恢復正常后，微機系統(tǒng)難以恢復正常。如何發(fā)現(xiàn)單片機受到干擾，如何攔截失去控制的程序流向，如何使系統(tǒng)的損失減小，如何恢復系統(tǒng)的正常運行，這些就是 CPU抗 第 60 頁 共 74 頁 干擾需要解決的問題。 X25045 程序模塊設計 在本系統(tǒng)中，有一些數據在斷電后需要保護，如用戶設置的加工參數、加工狀態(tài)、計數次數等等，該功能由芯片 X25045完成。 最后一段的尺寸的存儲放在尺寸計算中完成。 手動加工程序 手動加工程序設計是在自動控制程序的基礎上解除了進料機構、小車送料機構和主電機傳動機構上的電磁 離合器的控制，其它部分的設計與自動控制相同。這種控制方式硬件電路少，接口簡單，軟件的開發(fā)及調試都比較方便。 (3)、系統(tǒng)控制信號檢測處理。程序容量 3K，采用 AT89C51芯片不需要另外擴展程序存儲器，即節(jié)約了成本，又簡化了 硬件結構。之后，一些編程者覺得匯編語言不容易掌握，難學難用，又發(fā)展出一些比較容易應用的高級語言。對系統(tǒng)中用到的元件要進行篩選。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(tǒng)與開關、執(zhí)行機構從電氣上隔離開來，很大一部分干擾將被阻擋。 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。 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(tǒng)中，我們使用了中間繼電器作為控制輸出的第一級執(zhí)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。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。結合操作要求，介紹控制器的軟件實現(xiàn)過程。設計時根據功能需要選擇控制精度高、靈活性適應性好、成本低的控制器。 就廣義來說，智能控制是指能隨外界環(huán)境變化自主選擇正確行動的能力。提交大會報告和分組宣讀的 60多篇論文以及專題討論顯示出智能控制的長足發(fā)展；同時也說明了由于許多新技術問題的出現(xiàn)以及相關技術的發(fā)展，需要重新考慮控制領域和相近學科。 3)無人參與的自主控制系統(tǒng)。智能控制是一門新興的學科，它的發(fā)展得益于許多學科，其中包括人工智能、認知科學、現(xiàn)代自適應控制、最優(yōu)控制、神經元網絡、模糊邏輯、學習理論、生物控制和激勵學習等 。 上述設備在我國的機械行業(yè)恰恰是大量存在著的，用新的全套設備來取代，經濟上不許可，企業(yè)中的技術力量也難于勝任。以求降低研制成本，縮短開發(fā)周期，增強抗干擾能力和 改善維修條件等。即在考慮滿足要求的前提下，用最簡單的硬件、軟件，最經濟的方法構成系統(tǒng)，使系統(tǒng)的硬件及軟件冗余功能最小。投資回收期短，一般在 12年內即可全部回收投入的資金； 2)不要求對已有生產制造工藝過程做出重大改變，投資風險小 。設各自動化是提高生產效率，增強競爭能力的保證。不斷采用最新的電子信息技術來裝備和改造傳統(tǒng)產業(yè)，是我國進行現(xiàn)代化建設的必由之路。當前，我國機械制造業(yè)中自動化裝備少、水準低，不僅在數量上同世界先進國家有較大差距，而且在品種上、質量上、應用上，同世界先進水準也存在階段性差距。 輸入電路設計 ........................................................................................................... 48 輸出電路設計輸出電路分為三部分 ： .................................................................... 50 抗干擾電路設計 ....................................................................................................... 52 其它電路設計 ........................................................................................................... 53 第 五 章 軟件設計 ............................................................................................................... 54 匯編語言及編程環(huán)境簡介 ....................................................................................... 54 系統(tǒng)程序設計 ........................................................................................................... 55 X25045程序模塊設計 ............................................................................................... 58 軟件抗干擾設計 ....................................................................................................... 59 第 六 章 結論 ......................................................................................................................... 62 參考文獻 ................................................................................................................................ 64 致謝 ...................................................................................