【正文】 Cost Automation)是為了適應(yīng)中小企業(yè)實(shí)現(xiàn)綜合自動(dòng)化的低成本自動(dòng)化技術(shù)，也就是充分利用現(xiàn)有設(shè)備的潛力，以較少的投入實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)自動(dòng)化或局部綜合自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率和企業(yè)的競爭能力。比如用數(shù)顯、數(shù)控裝置改造通用設(shè)備，提高單機(jī)自動(dòng)化程度；用可編程序控制器改造通用機(jī)床、專用機(jī)床、組合機(jī)床及其自動(dòng)設(shè)備與半自動(dòng)設(shè)備組成的生產(chǎn)線，這樣可以把計(jì)算機(jī)功能完備、編程靈活、適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)和繼電器控制簡單、抗干擾能力強(qiáng)、價(jià)格便 宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來。 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)原則 ................................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 1 摘要 本文根據(jù)實(shí)際工程自動(dòng)化技術(shù)改造需要，完成了全自動(dòng)剪板機(jī)智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)試。 系統(tǒng)硬件電路的基本組成 ............................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 我國機(jī)械制造業(yè)存在大量的通用設(shè)備，在發(fā)展現(xiàn)代機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)時(shí)，可以應(yīng)用微電子技術(shù)改造這些已有通用設(shè)備。 低成本自動(dòng)化概述 設(shè)備老化是制約技術(shù)創(chuàng)新的重要因素，應(yīng)有目的，分層次地更新老設(shè)備，有重點(diǎn)地提高機(jī)械工業(yè)的裝備技術(shù)等級，并根據(jù)國力，結(jié)合國情，逐漸 地推進(jìn)機(jī)械工業(yè)向技術(shù)密集產(chǎn)業(yè)方向發(fā)展，促使勞動(dòng)生產(chǎn)率的提高。 4)匹配性原則。經(jīng)典控制理論主要研究的對象是單變量定常線性系統(tǒng)。 1985年 8月， IEEE在美國紐約召開了第一屆智能控制學(xué)術(shù)討論會(huì)。智能化包括理解、推斷、判斷與分析功能，它是數(shù)值、邏輯、和知識(shí)經(jīng)驗(yàn)綜合分析的結(jié)果：知識(shí)的表達(dá)和應(yīng)用是智能化的標(biāo)志。其性能比較如下： 此處省略 NNNNNNNNNNNN字。 第 51 頁 共 74 頁 Q?90 11Q?C 9 01 3U?O P T O I S O 1K?R E L A Y D P S TK?R E L A Y S P S TR?25 0R?33 0O U T 1D?F R 15 4V D D22 0V 交流電V C C 圖 繼電器控制電路 電磁離合器與電磁制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)控制電路 電磁離合器與電磁制動(dòng)器采用安徽廣德電器廠 DDL1系列電磁離合器 DDZ1系列單片電磁制動(dòng)器。隔 離變壓器與普通變壓器的不同之處在于它在初級和次級之間加了一層屏敞層，并將它和鐵芯一起接地。朱邦復(fù)在《匯編語言藝術(shù)》一文中，對匯編語言及其它高級語言的性能進(jìn)行了比較，他通過多次實(shí) 驗(yàn)證實(shí)：匯編語言的執(zhí)行速度與其它高級語言相比至少快 6倍，其占用存儲(chǔ)器空間與其它高級語言相比至少可節(jié)約 2倍。 (6)、斷電急停的保護(hù)設(shè)計(jì)。多個(gè)加工尺寸輸入程序功能：輸入加工數(shù)量，多段尺寸段個(gè)數(shù)，每一段尺寸、小車滿載數(shù)、廢料計(jì)算數(shù)。 讀寫程序模塊設(shè)計(jì) 將緩沖區(qū)中若干字節(jié)數(shù)據(jù)送 X25045的子程序流程圖見圖 。軟件使系統(tǒng)及時(shí)對掉電作出反應(yīng)。當(dāng)彈飛的程序落到非程序區(qū) (如 EPROM中未使用的空間、程序中的數(shù)據(jù)表格區(qū) )時(shí) 前一個(gè)條件即不滿足，當(dāng)彈飛的程序在沒有碰到冗余指令之前，已經(jīng)自動(dòng)形成一個(gè)死循環(huán)，這時(shí)第二個(gè)條件也不滿足。程序區(qū)是由一串串執(zhí)行指令構(gòu)成的，在這些指令串之間常有一些斷裂點(diǎn)，正常執(zhí)行的程序到此便不會(huì)繼續(xù)往下執(zhí)行了，這類指令有 JMP、 RET等。設(shè)計(jì)斷電保護(hù)程序，工作狀態(tài)檢測錯(cuò)誤恢復(fù)程序，參數(shù)提示輸入及工作中實(shí)時(shí)顯示程序等。 本文通過這次課題研究工作加深了對機(jī)電一體化技術(shù)及單片機(jī)控制系統(tǒng)體系的認(rèn)識(shí)，積累了一定的軟硬件開發(fā)，并培養(yǎng)了理論學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)的能力，收獲頗多。因此分析了步迸電機(jī)性能、選用方法和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路：研 究了步進(jìn)電機(jī)位置速度控制設(shè)計(jì)和程序控制流程。有兩類表格，一類是數(shù)據(jù)表格，供 MOVCA,A+PC指令 MOVCA,A+DPTR指令使用，其內(nèi)容完全不是指令。此類指令有： RET、 RETI、 LCALL、 SJMP、 JZ、 CJNE等。這樣，雖然因?yàn)槌绦蚺茱w而非法進(jìn)入某一模塊也不至于讓它任意破壞數(shù)據(jù)、改變標(biāo)志和錯(cuò)誤輸出，并能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，使其返回正常入口。否則重新調(diào)整定長檢測 第 58 頁 共 74 頁 開關(guān)在擋料器上的位置。在自動(dòng)加工過程中，為了防止程序受環(huán)境干擾跑飛和在斷電后恢復(fù)供電的時(shí)候，恢復(fù)系統(tǒng)現(xiàn)場工作狀態(tài)的需要，在程序中多處設(shè)有系統(tǒng)狀態(tài)實(shí)時(shí)記錄、狀態(tài)檢測程序和看門狗喂狗程序，流程圖中簡略了。 (2)、數(shù)字鍵、功能鍵的鍵值處理與顯示。 設(shè)計(jì)軟件的工具稱為編程語言，它的種類很多，最早的是機(jī)器語言，后來為了程序設(shè)計(jì)師使用方便，在機(jī)器語言與編程語言之間建立了一個(gè)界面，此界面所用詞匯及語法便是匯編語言 (又稱組合語言 )。本系統(tǒng)中重點(diǎn)防止過程通道與供電系統(tǒng)的干擾。本系統(tǒng)實(shí)際電路焊接這部分元件和芯片并未焊接安裝。說明控制系統(tǒng)構(gòu)造及配套執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，分析單片機(jī)在智能控制過程中的 應(yīng)用，針對控制器硬件主要環(huán)節(jié)、控制信號采集和電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制及人機(jī)交互等，從設(shè)計(jì)思想、實(shí)現(xiàn)原理、調(diào)試方法等角度進(jìn)行了必要闡述。嵌入到儀器中的計(jì)算機(jī)必定是微型計(jì)算機(jī)，故也把智能儀器稱為微機(jī)化儀器。在這樣的系 統(tǒng)中，機(jī)器完成那些連續(xù)進(jìn)行的并需要快速計(jì)算的常規(guī)控制任務(wù)，人則完成任務(wù)分配、決策、監(jiān)控等任務(wù)。這樣，對正在使用的設(shè)備來說，如果它在生產(chǎn)原理方面與國外設(shè)備沒有實(shí)質(zhì)的不同，而設(shè)備的主體部件又比較耐用，那就可以充分利用已有設(shè)備、挖掘潛力，采用低成本自動(dòng)化技術(shù)，在不停產(chǎn)或少停產(chǎn)的情況下，實(shí)施技術(shù)改造，達(dá)到少的投資，快的速度，高的效益。 2)最小系 統(tǒng)原則。 隨著現(xiàn)代控制理論的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，機(jī)械加工過程采用計(jì)算機(jī)控制為加工過程的規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)造了條件，同時(shí)也可以大大地改善操作人員的工作環(huán)境。 發(fā)展我國的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù) .應(yīng)實(shí)事求是，一切從我國的具體國情出發(fā)，走中國的機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展之路。 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì) ............................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 考 慮到自動(dòng)控制系統(tǒng)在實(shí)際工作環(huán)境中的可靠性和安全性，在硬件設(shè)計(jì)和軟件編程中采取了抗干擾措施，如采用監(jiān)控器芯片、設(shè)計(jì)檢測工作狀態(tài)程序等。 輸入電路設(shè)計(jì) ........................................................................................................... 48 輸出電路設(shè)計(jì)輸出電路分為三部分 ： .................................................................... 50 抗干擾電路設(shè)計(jì) ....................................................................................................... 52 其它電路設(shè)計(jì) ........................................................................................................... 53 第 五 章 軟件設(shè)計(jì) ............................................................................................................... 54 匯編語言及編程環(huán)境簡介 ....................................................................................... 54 系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) ........................................................................................................... 55 X25045程序模塊設(shè)計(jì) ............................................................................................... 58 軟件抗干擾設(shè)計(jì) ....................................................................................................... 59 第 六 章 結(jié)論 ......................................................................................................................... 62 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................ 64 致謝 ......................................................................................................................................... 65 附錄：英文技術(shù)資料及翻譯 .......................................................................................... 66 第 42 頁 共 74 頁 第一章 緒 論 課題背景 自動(dòng)化技術(shù)是本世 紀(jì)以來發(fā)展極其迅速和影響極大的科學(xué)技術(shù)之一。不斷采用最新的電子信息技術(shù)來裝備和改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，是我國進(jìn)行現(xiàn)代化建設(shè)的必由之路。投資回收期短，一般在 12年內(nèi)即可全部回收投入的資金； 2)不要求對已有生產(chǎn)制造工藝過程做出重大改變，投資風(fēng)險(xiǎn)小 。以求降低研制成本，縮短開發(fā)周期，增強(qiáng)抗干擾能力和 改善維修條件等。智能控制是一門新興的學(xué)科，它的發(fā)展得益于許多學(xué)科，其中包括人工智能、認(rèn)知科學(xué)、現(xiàn)代自適應(yīng)控制、最優(yōu)控制、神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)、模糊邏輯、學(xué)習(xí)理論、生物控制和激勵(lì)學(xué)習(xí)等 。提交大會(huì)報(bào)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(shí)也說明了由于許多新技術(shù)問題的出現(xiàn)以及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，需要重新考慮控制領(lǐng)域和相近學(xué)科。設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)功能需要選擇控制精度高、靈活性適應(yīng)性好、成本低的控制器。位選線由掃描線 SL0～ SL2 經(jīng) 第 49 頁 共 74 頁 8 位譯碼器、驅(qū)動(dòng)器提供；段選線由 B0～ B3， A0～ A3 通過驅(qū)動(dòng)器提供。 由于步進(jìn)電機(jī)采用高低壓驅(qū)動(dòng)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(qiáng)電回路，因此與單片機(jī)相連時(shí)，需經(jīng)過光電隔離和大功率驅(qū)動(dòng)。對系統(tǒng)中用到的元件要進(jìn)行篩選。程序容量 3K，采用 AT89C51芯片不需要另外擴(kuò)展程序存儲(chǔ)器，即節(jié)約了成本，又簡化了 硬件結(jié)構(gòu)。這種控制方式硬件電路少，接口簡單，軟件的開發(fā)及調(diào)試都比較方便。 最后一段的尺寸的存儲(chǔ)放在尺寸計(jì)算中完成。如何發(fā)現(xiàn)單片機(jī)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(fù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，這些就是 CPU抗 第 60 頁 共 74 頁 干擾需要解決的問題。當(dāng)程序彈飛到某一條單字節(jié)指令上時(shí)，便自動(dòng)納入正軌。如果在這些地方布上陷阱，就能及時(shí)捕捉到錯(cuò)誤中斷。 第 62 頁 共 74 頁 第六章 結(jié)論 本課題是結(jié)合工程技術(shù)改造實(shí)際進(jìn)行研究，對板材的全自動(dòng)剪切生產(chǎn)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與調(diào)試。 第 63 頁 共 74 頁 2)鍵盤顯示電路設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)制作了鍵盤、顯示器與 8279芯片的連接電路。 3)輸入信號采集電路設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)制作了數(shù)字量采集電路。說明書完成的主要工作有： 分析控制系統(tǒng)確定實(shí)現(xiàn)方法 1)方案選擇 考慮中小企業(yè)的實(shí)際要求、用戶提出的一些特殊條件、產(chǎn)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(jī)為主 體的控制系統(tǒng)。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(shè)置一個(gè)陷阱，就一定能捕捉到彈飛的程序。因此，應(yīng)多采用單字節(jié)指令，并在關(guān)鍵的地方人為地插入一些單字節(jié)指令 (NOP)，或?qū)⒂行巫止?jié)指令重復(fù)書寫，這便是指令冗余。 1)設(shè)置“令牌” 設(shè)置令牌的目的是使每個(gè)模塊的進(jìn)、出口處都有把關(guān)。圖 。流程圖閱讀參照圖 。MICE51仿真系統(tǒng)主要特點(diǎn)如下； 1)軟件支持匯編語言編程。 其它電路設(shè)計(jì) 為了使智能控制器操作方便，設(shè)計(jì)了工作狀態(tài)指示電路，利用發(fā)光二極管顯示開機(jī)和各功能鍵操作狀態(tài)。與電機(jī)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(hù) IRF640。鍵盤上閉合鍵的識(shí)別由專門的硬件實(shí)現(xiàn)的稱為編