【文章內容簡介】 74 頁 根據(jù)自動剪板機的工作原理及控制器的功能要求，論證自動剪板機控制系統(tǒng)的實現(xiàn)方案。說明控制系統(tǒng)構造及配套執(zhí)行機構設計，分析單片機在智能控制過程中的 應用，針對控制器硬件主要環(huán)節(jié)、控制信號采集和電機驅動控制及人機交互等，從設計思想、實現(xiàn)原理、調試方法等角度進行了必要闡述。結合操作要求，介紹控制器的軟件實現(xiàn)過程。并針對控制器的運行環(huán)境，就現(xiàn)場抗干擾的對策進行具體分析，說明利用軟件和硬件措施確保系統(tǒng)可靠運行。 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)。其性能比較如下： 此處省略 NNNNNNNNNNNN字。如需要完整說明書和 設計 圖紙 扣扣： 九七 一 九二 零八零零 另提供 全套機械畢業(yè)設計下載！ 該論文已經(jīng)通過答辯 輸入電路設 計 鍵盤和顯示電路 O U T A 027O U T B 031O U T A 126O U T B 130O U T A 225O U T B 229O U T A 324O U T B 328D B 012BD23D B 113D B 214S L 032D B 315S L 133D B 416S L 234D B 517S L 335D B 618D B 719R L 038R L 139I R Q4R L 21R L 32CS22R L 45RD10R L 56WR11R L 67A021R L 78C L K3S H I F T36R E S E T9C N T L / S37U18 2 7 9abfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 4D P Y _ 7 S E G _ D PabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 5 D P Y _ 7 S E G _ D PabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 6 D P Y _ 7 S E G _ D PabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 7 D P Y _ 7 S E G _ D PabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 8 D P Y _ 7 S E G _ D P12345678910111213141516171819202122232425262728293031323334353637383940414243444546474849505 0 P I N1 . 0L E D1 . 1L E D1 . 2L E DU 1 CN A N DU 1 BN A N DU 1 AN A N DU 1 DN A N DU 2 AN A N DU 2 DN A N DU 2 CN A N DU 2 BN A N DR01KR11KR21KLSS P E A K E RR41 0 0 KS1S W P BS4S W P BS7S W P BS 1 0S W P BS2S W P BS5S W P BS8S W P BS 1 1S W P BS3S W P BS6S W P BS9S W P BS 1 2S W P BS 1 3S W P BS 1 4S W P BS 1 5S W P BS 1 6S W P BS 1 7S W P BS 1 8S W P BQN P NC20 . 1C10 . 11 . 3L E DR31kV C CV C CV C CA1B2C3E14E25E36Y015Y114Y213Y312Y411Y510Y69Y77U27 4 L S 1 3 812345678161514131211109RMS W D I P 8U?N A N DU 3 AN O TU 3 BN O TU 3 CN O TU 3 DN O TU 3 EN O TU 3 FN O TU 4 AN O TU 4 BN O TV C CabcdefgdpD0D1D2D3D4D5D6D7D0D1D2D3D4D5D6D7ALEINT0INT1RD WR OUT0OUT1OUT2RSTY0A0A L ER E TY0RDWRA0INT1I N T 0O U T 3O U T 0O U T 1O U T 2Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y2Y1Y0Y3Y4Y5Y6Y7G N D G N D G N DG N D G N DG N DG N DG N DabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 1D P Y _ 7 S E G _ D PG N DabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 2D P Y _ 7 S E G _ D PG N DabfcgdeD P Y1234567abcdefg8dpdpD S 3D P Y _ 7 S E G _ D PG N D 圖 鍵盤和顯示電路 說明： 8279 芯片與鍵盤、顯示器連接電路原理圈。如圖 所示，其地址為 07FFH。8279 鍵盤配置為 4?4，掃描線由 SL0～ SL2 通過 74LSI38 譯碼提供，查詢線由反饋輸入線 RL0～ RL7 提供。 8279 顯示器最大配置為 16 位數(shù)碼管。位選線由掃描線 SL0～ SL2 經(jīng) 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。鍵盤是由若干個按鍵組成的開關矩陣，是最簡單的單片機輸入設備，操作員可以通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)和命令，實現(xiàn)人機通訊。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。本著降低成本的角度出發(fā)，本系統(tǒng)鍵盤電路的設計采用未編碼鍵盤方式，各鍵定義見表。 表 42 各鍵定義見表 按鍵號 功能定義 按鍵號 功能定義 S0 0 S9 9 S1 1 S10 尺寸和數(shù)量消零 S2 2 S11 多個加工尺寸輸入 S3 3 S12 單一尺寸自動加工 S4 4 S13 循環(huán) 變尺寸自動加工 S5 5 S14 手動 /自動轉換 S6 6 S15 零位微調控制 S7 7 S16 手動復位 S8 8 S17 急停 開關量輸入電路 為了檢測自動剪板機各個執(zhí)行機構的工作狀態(tài)，設計了八路數(shù)字信號采集通道，圖示為其中一路，利用 74LS244芯片讀入工作狀態(tài)信號，片選地址 27FFH，右側 ST為行程開關等。各開關的功用是 ST1壓料器 (壓塊 )壓緊狀態(tài)檢測開關、 ST2定長狀態(tài)檢測開關、 ST3零位狀態(tài)檢測開關、 ST4小車工作位置狀態(tài)檢測開關、 ST5小車載荷情況檢測開關、 ST6擋 料器極限位置檢測開關、 ST7小車下一位置檢測開關、 ST8卸料情況檢測開關。 第 50 頁 共 74 頁 1 A 121 A 241 A 361 A 482 A 1112 A 2132 A 3152 A 4171 Y 1181 Y 2161 Y 3141 Y 4122 Y 192 Y 272 Y 352 Y 431G12G19U77 4 L S 2 4 4123U 6 A7 4 L S 3 2U?O P T O I S O 1R?5 0 0R?2 5 0S?V C C V C CD0D1D2D3D4D5D6D7I N 0I N 1I N 2I N 3I N 4I N 5I N 6I N 7 圖 一路開關量輸入電路 串行通訊電路 電路中設計了采用芯片 MAX232E為核心進行串行通訊的電路，目的是完成單片機與上位機的通訊，為以后系統(tǒng)擴展留有余地。本系統(tǒng)實際電路焊接這部分元件和芯片并未焊接安裝。 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。控制三相交流電動機接觸器選用三接點形式的 .考慮到接觸器的吸合及斷開產(chǎn)生的電弧可能造成電路設計是將輸出電路部分單獨分出來，做在另一塊板上，其控制電路 如圖。圖 220V強電直接控制的。 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器驅動控制電路 電磁離合器與電磁制動器采用安徽廣德電器廠 DDL1系列電磁離合器 DDZ1系列單片電磁制動器。電源采用直流 24V電壓。電磁離合器與電磁制動器驅動控制電路相同，下圖所示是控制剪切傳動的電磁離合器控制電路。卸 料機構也是通過離合器控制的去掉腳踏開關部分其它電路相同。 第 52 頁 共 74 頁 R225 0U1T L P 52 1L1電磁離合器繞組D?F R 15 4R133 0S?腳踏開關Q2Q1+ 2 4VO U T 4V C C 圖 電磁離合器控制電路 步進電機驅動控制電路 步進電機的相控制信號線 .直接使用了 AT89C51單片機的 P1口線，這樣可以簡化編程，提高控制的實時性。 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(jīng)過光電隔離和大功率驅動。光電耦合器將單片機的弱電系統(tǒng)的地和強電系統(tǒng)的電源線、地線隔離開來， NMOS場效應功率管 IRF640將光耦輸出的電壓信號轉換為安培級電 流信號以驅動步進電機。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。如果不接續(xù)流二極管，當 IRF640斷開時，線圈因為是感性負載，斷電瞬間會產(chǎn)生很高的反向電動勢，把功率管的源極電壓提得很高，一旦超過管子耐壓值，管子將被擊穿損壞。其一相驅動電源電路見 。 抗干擾電路設計 單片機系統(tǒng)的可靠性由多種因素決定，其中系統(tǒng)抗干擾性能是可靠性的重要指標。工業(yè)環(huán)境中的干擾一般是以脈沖形式進入單片機系統(tǒng)，渠道主要有三條：電磁信號通過空間輻射進 入系統(tǒng)；干擾通過與系統(tǒng)相連的前向通道、后向通道及與其它系統(tǒng)的相互通道進入；電磁信號通過供電線路進入系統(tǒng)。本系統(tǒng)中重點防止過程通道與供電系統(tǒng)的干擾。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。本系統(tǒng)中步進電機驅動電路、交流電機驅動電路、電磁離合器驅動電路、電磁制動器驅動電路