【正文】 DVin1Ground3ON/OFF5FeedBack4Output2POWER1LM2576_5R10D31N5822L1100uH24VVCC24VGND5VVCC5VGNDCBB電容CBB電容C2104J63C4104J63F21AZ224CAE216V 4700UFC5104，圖中T2是共模扼流圈。123456ABCD654321DCBAKEY_OKKEY_5KEY_7KEY_CLRKEY_DOWNKEY_HEIGHTJIAKEY_HEIGHTJIANKEY_MOTORONKEY_ALMKEY_FUCKEY_2KEY_4KEY_0KEY_STRINGJIAKEY_6KEY_8KEY_MOTOROFFKEY_STRINGJIANKEY_9KEY_+KEY_STOPKEY_ESCKEY_1KEY_3KEY_STARTKEY_UPKEYIN1KEYIN2KEYIN3KEYIN4PK0PK1PK2PK3PE0PE1PE2PE3PE4PE5PE6KEYOUT1KEYOUT2KEYOUT3KEYOUT4KEYOUT5KEYOUT6KEYOUT75VVCCC1680pC2680pC3680pC4680pC5680pC6680pC7680p5VGND5VGND5VGND5VGND5VGND5VGND5VGND西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17顯示部分是主要的人機(jī)操作之一。薄片兩端所產(chǎn)生的電位差值叫做霍爾電勢(shì)U。因?yàn)榇驑稒C(jī)起錘時(shí)會(huì)有一個(gè)脈沖，此時(shí)的電壓即可認(rèn)為是起錘電壓。為了能夠獲得穩(wěn)定的電源輸出，設(shè)計(jì)中的電源模塊為各個(gè)功能模塊提供合適的、穩(wěn)定的工作電壓。根據(jù)落錘打樁機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)的控制要求。c．設(shè)計(jì)中對(duì)系統(tǒng)的可靠性和抗干擾方面進(jìn)行了設(shè)計(jì)，從電磁兼容的角度出發(fā)，針對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用的施工現(xiàn)場(chǎng)的各種干擾進(jìn)行了設(shè)計(jì)。本研究系統(tǒng)中，MC9S12XS128系列沖孔樁機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)能夠根據(jù)施工需要對(duì)各個(gè)系列樁孔大小進(jìn)行選擇，利用微控制器代替人的操作，利用氣動(dòng)執(zhí)行元件代替人力勞動(dòng)實(shí)現(xiàn)打樁機(jī)的自動(dòng)打樁控制，這種控制方式有著人為控制無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用價(jià)值。由于這些現(xiàn)代化的建設(shè)基礎(chǔ)工程一般結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，因此對(duì)基礎(chǔ)的承載能力和防沉陷等方面有著比較高的施工要求。但是，目前在施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的沖孔打樁機(jī)多是手動(dòng)操作，施工人員在工作過(guò)程中需要頻繁對(duì)離合和剎車(chē)操作桿操作，勞動(dòng)強(qiáng)度很大。國(guó)外打樁機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)明顯，具體體現(xiàn)在：1）高速化、低能耗。4）保證了施工質(zhì)量。樁架上設(shè)有人工操作臺(tái)，西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）5人工操作臺(tái)主要由施工人員完成打樁過(guò)程中通過(guò)對(duì)離合和剎車(chē)操作桿的操作，完成對(duì)電機(jī)的剎車(chē)、離合和開(kāi)關(guān)控制。設(shè)計(jì)中采用Freescale公司生產(chǎn)的16位的處理器MC9S12XS128為核心控制芯片。同時(shí)，為了避免每一個(gè)模塊電源之間的相互干擾，在每一路的電源進(jìn)出口都加了濾波電容和差模電感，以此來(lái)消除高頻干擾、共模干擾和差模干擾。由于繼電器的這個(gè)特點(diǎn)，其在電路中一般起著調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換和故障保護(hù)等作用。123456789101112ABCD121110987654321DCBANC1+23NC4GND5OUT6EN7VCC8U126N137R24R321KC1210424VSRVCCX0R351K5VVCCJINJIN05VGNDJE1210uFC151046N137光耦合器是一款用于單通道的高速光耦器，信號(hào)從腳2和腳3輸入，在其內(nèi)部整合為一個(gè)信號(hào)，另一輸入為使能端。西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）18123456789101112ABCD121110987654321DCBAQ19013Q69012R610KE4220uFC61045VVCC5VGND1234567891011121314151617181920J4LCD5VGND5VVCCC2430pC2530pC2630pC2730pC2830pC2930pC3030pC3130pC3230pC3330pC3430pR1210KR1110KR1010KR910KR810KR710KR1310KR1410K5VVCC112233R193362R18100R171005VVCC5VGNDPB45VGNDLCDBLKPA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA0PA1PA2PA3PA4PA5PA6PA7PA7PB7PB6PB5PB0PB1PB2PB3PB4PB2PB1LCDD0LCDD1LCDD2LCDD3LCDD4LCDD5LCDD6LCDD7LCDCS1LCDD0LCDD1LCDD2LCDD3LCDD4LCDD5LCDD6LCDD7LCDRSLCDRWLCDELCDRESLCDCS2LCDCS3LCDCS1LCDCS2LCDCS3在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中要把電磁兼容的設(shè)計(jì)放在至關(guān)重要的位置，目前很多的工業(yè)產(chǎn)品在投入實(shí)際應(yīng)用時(shí)出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，很多時(shí)候都是因?yàn)樵陔姶偶嫒莸脑O(shè)計(jì)方面出現(xiàn)了問(wèn)題，對(duì)于系統(tǒng)各個(gè)模塊、單元、器件之間的干擾沒(méi)有認(rèn)識(shí)清楚，當(dāng)系統(tǒng)聯(lián)調(diào)的時(shí)候，由于器件之間、模塊之間以及安裝機(jī)械上的干擾對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生了影響，從而影響了系統(tǒng)的正常運(yùn)行。采用鐵氧體，能夠提供足夠高的高頻阻抗來(lái)減小高頻電流，從理論上講，理想的鐵氧體能在高頻段提供高阻抗；而在所有其他頻段上提供零阻抗。多點(diǎn)接地的方法雖然使得設(shè)計(jì)中的地線(xiàn)最短，但是這種方式必然會(huì)在電路中形成很多的環(huán)路，其中的電位差、空間的電磁場(chǎng)都能會(huì)對(duì)電路形成干擾，這種接地方式要求地線(xiàn)阻抗盡量小。本設(shè)計(jì)中，采用共模電感和差模電感分別對(duì)共模和差模干擾信號(hào)進(jìn)行抑制，提高了系統(tǒng)的抗干擾性能。蜂鳴器俗稱(chēng)喇叭，是廣泛應(yīng)用于各種電子產(chǎn)品的一種元器件，它用于提示、報(bào)警、音樂(lè)等許多應(yīng)用場(chǎng)合。5）突然停電：機(jī)器突然停電時(shí)，立即執(zhí)行“拉緊剎車(chē),松開(kāi)離合,切斷主電機(jī)電源”。從制作工藝分析，由不同材料制作而成的電容應(yīng)用在不同的場(chǎng)合，例如鋁電解電容和鉭電容主要應(yīng)用于低頻濾波器和存儲(chǔ)器領(lǐng)域，在中高頻濾波電路和去耦電路中，則通常采用陶瓷電容等。將電路線(xiàn)纜布局在內(nèi)部隔板的上方，由于雙排連接器與控制電路板之間的連線(xiàn)比較多，縮短雙排連接器與電路板之間的距離，使得線(xiàn)纜之間的干擾變小。在一般濾波器的設(shè)計(jì)中，僅安裝一個(gè)共模電感，利用其產(chǎn)生的漏感作為差模電感對(duì)差模電流進(jìn)行抑制，則不用在設(shè)計(jì)電路中設(shè)計(jì)額外的差模電感。設(shè)計(jì)鍵盤(pán)的26個(gè)鍵分別為：0~9數(shù)字鍵；+/鍵；清除鍵；上翻鍵；下翻鍵；報(bào)警消除鍵；高度+；高度；余繩+；余繩，電機(jī)開(kāi)；電機(jī)關(guān)，啟動(dòng)鍵，停止鍵；退出鍵；確定鍵，以及功能鍵。霍爾傳感器的工作原理基于霍爾效應(yīng)：在一個(gè)磁場(chǎng)中，當(dāng)有一塊通有電流的金屬或者半導(dǎo)體薄片垂直放置時(shí)，在這個(gè)薄片的兩端會(huì)產(chǎn)生電位差。1122J9A1K2D131N4007A1K2D121N40071122T1T2Z624CA1122C3847uF1122L13100UH1122L12100UHA1K2D151N40071122C39105A1K2D141N4007T1T2Z724CA1122R43100K567U8BLM3581122R48100K1122R47100K1122C411041122C4210332184U8ALM3581122R45100K1122R46100K24VAVCC24VAGND5VAGND5VAVCC32184U9ALM3581122R5020K1122R49100KA1K2D161N4733T1T2Z95CAAD_QICHUIA1K2D221N4007本系統(tǒng)采用調(diào)節(jié)電位器進(jìn)而調(diào)節(jié)LM2596的基準(zhǔn)電壓來(lái)調(diào)節(jié)起錘信號(hào)，電機(jī)，圖中電機(jī)啟動(dòng)后，電流經(jīng)過(guò)t1后達(dá)到空載運(yùn)行時(shí)間t2，若突然起錘，則電流勢(shì)必陡增，圖中t3段，隨著樁錘正常升起之后，電流達(dá)到平穩(wěn)即樁錘上升過(guò)程，圖中t4時(shí)間段，然后樁錘到達(dá)預(yù)設(shè)最高點(diǎn)，樁錘西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12自由下落，電流再次回落即t5時(shí)間段，打樁機(jī)進(jìn)行打樁時(shí)電流如此往復(fù)變化。電源能否提供穩(wěn)定的電壓是一個(gè)系統(tǒng)能否穩(wěn)定運(yùn)行的前提，沒(méi)有一個(gè)穩(wěn)定的西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10硬件系統(tǒng)作為基礎(chǔ)，打樁機(jī)的正常運(yùn)行是不可能完成的。硬件是系統(tǒng)的框架，在對(duì)原有的沖孔打樁機(jī)手動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行執(zhí)行器的改裝之后，針對(duì)沖孔打樁機(jī)手動(dòng)控制系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)控制參數(shù)，選擇微控制器實(shí)現(xiàn)所設(shè)計(jì)系統(tǒng)的自動(dòng)化控制，選擇相應(yīng)的傳感器對(duì)高度及故障信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)工人自己的經(jīng)驗(yàn)對(duì)打樁的高度控制，可以通過(guò)人機(jī)接口電路完成自動(dòng)控制系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定，使自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)打樁成孔，通過(guò)樁錘以及各種傳感器傳輸回來(lái)的參西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6數(shù)，微控制器可以根據(jù)得到的信息判斷打樁機(jī)施工的工作狀態(tài)，經(jīng)過(guò)相應(yīng)算法隨時(shí)調(diào)整對(duì)剎車(chē)、離合和電機(jī)的控制，當(dāng)通過(guò)故障檢測(cè)模塊檢測(cè)到故障時(shí)，微控制器及時(shí)處理故障，使得各個(gè)功能模塊合理配合完成打樁施工的穩(wěn)定運(yùn)行。本研究系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：a．本項(xiàng)目研究的是基于MC9S12XS128打樁機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，從機(jī)械改裝和執(zhí)行器設(shè)計(jì)以及硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)；b．設(shè)計(jì)系統(tǒng)的安全保護(hù)方面，主要電源設(shè)計(jì)、線(xiàn)路板的硬件保護(hù)等方面對(duì)沖孔樁機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行保護(hù)。如果運(yùn)用自動(dòng)控制技術(shù)對(duì)沖孔打樁機(jī)的手動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)化或半自動(dòng)化的改裝和設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)沖孔樁機(jī)的自動(dòng)打樁功能，將現(xiàn)場(chǎng)的施工人員從繁重的體力勞動(dòng)中解脫出來(lái)，可以使施工進(jìn)度大大加快，同時(shí)節(jié)約大量的施工成本，提高工程的經(jīng)濟(jì)效益，使沖孔打樁機(jī)煥發(fā)新的升級(jí)和活力。Automaticcontrol目錄摘要.......................................................................................................................IAbstract.................................................................................................................II1緒論.....................................................................................................................1...............................................................................................................................1...................................................................................................1..................................................................................................1.................................................................................................1...........................................................................................................1...............................................................................................2...............................................................................................2.............................................................................................22沖孔打樁機(jī)的施工原理與總體硬件設(shè)計(jì)...............