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基于單片機(jī)控制的清選試驗(yàn)臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)

時(shí)間:2007-12-14 09:39:00來(lái)源:zhaohy

導(dǎo)語(yǔ):?紹了基于單片機(jī)控制的清選試驗(yàn)臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理,并著重討論系統(tǒng)硬件和軟件的實(shí)現(xiàn)方法
摘要: 介紹了基于單片機(jī)控制的清選試驗(yàn)臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理,并著重討論系統(tǒng)硬件和軟件的實(shí)現(xiàn)方法。系統(tǒng)采用以8051單片機(jī)為核心的控制系統(tǒng),配置以A/D轉(zhuǎn)換器、控制電路、顯示器以及外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等部件,從而實(shí)現(xiàn)清選試驗(yàn)臺(tái)對(duì)氣流流量、速度、方向以及篩子振動(dòng)特性的實(shí)時(shí)監(jiān)控、顯示。 關(guān)鍵字:清選試驗(yàn)臺(tái);單片機(jī);監(jiān)控系統(tǒng) 近幾年,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,人民生活水平的不斷提高,人們對(duì)生活品質(zhì)要求越來(lái)越高,因此,谷物清選作業(yè)中對(duì)清選機(jī)械的工作性能的要求亦隨之提高。 但是一般的清選機(jī)械功能單一,適應(yīng)性差或技術(shù)性能不穩(wěn)定,為此我們使用8051單片機(jī)和相應(yīng)的檢測(cè)變換器件,設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、控制精確、價(jià)格低廉的監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)利用系列單片機(jī)的強(qiáng)大功能和可擴(kuò)充性為后盾,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)清選試驗(yàn)臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)的各種實(shí)時(shí)、有效、多功能地控制操作。本系統(tǒng)通過(guò)8051單片機(jī)對(duì)清選試驗(yàn)臺(tái)主要工作參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)與控制,可以提高清選裝置的生產(chǎn)效率和清選精度,減少谷物的損失,提高其自 動(dòng)化水平。本文討論了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法。 1.清選試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì) 本研究是以清選試驗(yàn)臺(tái)為研究對(duì)象的,監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)以清選試驗(yàn)臺(tái)為試驗(yàn)設(shè)備的,因此,清選試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)至關(guān)重要。清選試驗(yàn)臺(tái)由機(jī)架、輸送帶、抖動(dòng)板、篩箱、風(fēng)機(jī)、電機(jī)、接籽箱等部件組成。清選試驗(yàn)臺(tái)主要尺寸及運(yùn)動(dòng)參數(shù)如表1。 表1 清選試驗(yàn)臺(tái)主要尺寸及運(yùn)動(dòng)參數(shù)
[IMG= 清選試驗(yàn)臺(tái)主要尺寸及運(yùn)動(dòng)參數(shù)]/uploadpic/THESIS/2007/12/2007121409523550628T.jpg[/IMG]
2.系統(tǒng)工作原理 清選試驗(yàn)臺(tái)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是以8051單片機(jī)為核心,通過(guò)傳感器檢測(cè)喂入量、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速等工作參數(shù),經(jīng)由A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,再送入8051單片機(jī)處理,根據(jù)檢測(cè)來(lái)的喂入量的實(shí)際情況,控制調(diào)整各工作參數(shù)的大小,使之適應(yīng)當(dāng)前工作需要,如喂入量超限(過(guò)高或過(guò)低),指示燈亮,警笛鳴笛,并在顯示屏上顯 示。 系統(tǒng)功能框圖如圖1所示。
[IMG=系統(tǒng)功能框圖]/uploadpic/THESIS/2007/12/20071214100359597679.jpg[/IMG]
圖1 系統(tǒng)功能框圖
3.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 系統(tǒng)硬件采用以8051單片機(jī)為核心的控制結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)由傳感器、信號(hào)處理器、A/D(D/A)轉(zhuǎn)換器、控制電路、顯示器、以及外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器等部件組成。 A/D轉(zhuǎn)換器采用12位逐次逼近型快速A/D轉(zhuǎn)換器AD547A,該型轉(zhuǎn)換器可以對(duì)轉(zhuǎn)速、壓力、頻率等參數(shù)進(jìn)行快速變換。被測(cè)參數(shù)經(jīng)檢測(cè)變換為0~2VDC信號(hào),送至A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,再送8051進(jìn)行處理。AD574A具有轉(zhuǎn)換速度快,精度高,價(jià)格適中,應(yīng)用非常方便等優(yōu)點(diǎn)。由于AD574A片內(nèi)有時(shí)鐘,故無(wú)需外加時(shí)鐘信號(hào)。因74A輸出12位數(shù)碼,所以當(dāng)單片機(jī)讀取轉(zhuǎn)換結(jié)果時(shí),需分兩次進(jìn)行:先高8位、后低4位。 轉(zhuǎn)速傳感器采用JN338數(shù)字式轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速傳感器,該傳感器采用兩組特殊環(huán)形旋轉(zhuǎn)變壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)能源的輸入及轉(zhuǎn)矩信號(hào)的輸出,還可同時(shí)實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速的測(cè)量,因此,利用該傳感器可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速及軸功率的多參數(shù)輸出。該傳感器具有測(cè)量精度高;抗干擾能力強(qiáng),無(wú)需調(diào)零;測(cè)量彈性體強(qiáng)度大,可承受150%過(guò)載;可靠性高、信噪比高,工作壽命長(zhǎng);體積小,重量輕,安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。 報(bào)警接口電路采用控制臺(tái)設(shè)置報(bào)警燈和聲效裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能。報(bào)警燈分為3個(gè)等級(jí):一是喂入量正常時(shí),燈不亮;二是喂入量達(dá)到臨界時(shí),系統(tǒng)預(yù)警,燈變成綠色;三是喂入量超限(過(guò)高或過(guò)低)時(shí),系統(tǒng)報(bào)警,燈變成紅色,此時(shí)警笛聲響。其中接地?zé)粼诠ぷ鲿r(shí)始終保持亮的狀態(tài),表明電源供給正常。  另外,我們還采取了一系列的抗干擾措施,如數(shù)字濾波等,保證了系統(tǒng)具有較高的可靠性和抗干擾能力。 4.系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 單片機(jī)控制系統(tǒng)主要是接收上位機(jī)的控制參數(shù),并完成清選試驗(yàn)臺(tái)各工作參數(shù)的測(cè)量和控制任務(wù)。本系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用結(jié)構(gòu)化和模塊化設(shè)計(jì)方法,便于功能擴(kuò)展,程序采用匯編語(yǔ)言進(jìn)行編程。程序模塊主要包括:主程序,A/D轉(zhuǎn)換,數(shù)字濾波子程序等。程序主要流程圖見(jiàn)圖2,其軟件功能為:  (1)開(kāi)機(jī)自檢流程,主要完成系統(tǒng)對(duì)自身的硬件測(cè)試; (2)系統(tǒng)設(shè)定軟件流程,完成對(duì)額定值的設(shè)定;  (3)數(shù)據(jù)采集; (4)數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)與額定值的比較及預(yù)警報(bào)警信號(hào)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ); 
[IMG=系統(tǒng)程序主要流程]/uploadpic/THESIS/2007/12/2007121410040581492T.jpg[/IMG]
圖2 系統(tǒng)程序主要流程
5.結(jié)束語(yǔ) 本文創(chuàng)新點(diǎn)在于將清選試驗(yàn)臺(tái)工作參數(shù)的檢測(cè)、顯示、報(bào)警功能集于一體,并解決了試驗(yàn)臺(tái)風(fēng)機(jī)、篩子的系統(tǒng)監(jiān)控難的問(wèn)題。在數(shù)據(jù)采集處理方面,強(qiáng)化了可靠性設(shè)計(jì);8051單片機(jī)控制的清選試驗(yàn)臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng),其具有電路簡(jiǎn)單,控制方便的特點(diǎn)。

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