当前位置:首页>> >>


供水管道恒压智能控制系统设计.rar

收藏

资源目录
    文档预览:
    编号:20180802233200203    类型:共享资源    大小:1.94MB    格式:RAR    上传时间:2018-08-02
      
    29
    金币
    关 键 词:
    供水 管道 智能 控制系统 设计
    资源描述:
    浙江工业大学浙西分校毕业设计(论文)课题名称:单片机控制的智能型自动名茶炒制机学生姓名:郑雪君 系 (部):信息与电子工程系 专业班级:04 工自(1)班 指导教师:黄云龙、朱秋琴、廖东进 职 称:副教授、 助教、 助教 2007 年 6 月 1 日摘 要本文根据传统炒茶工艺中存在的不足和缺点,将单片机控制技术应用于炒茶工艺中,实现单片机控制的智能化炒茶。该系统解决了传统炒茶工艺中耗时长、对人员炒茶技术要求高、无法大规模生产等缺点。本机械将单片机的体积小、功耗低、价格低、品种规格系列化、硬件具有广泛的通用性、有专门的开发系统等优点结合起来,对制茶机的炒制方法跟对炒锅温度的控制结合在一起,实现了自动化生产。本文根据热电偶测温再经过放大器放大后把模拟量经 A/D 转换器转换成数字信号传送给单片机,数字量经单片机内部存储数据的比较再经过光电隔离再控制可控硅进行对温度的控制。本设计以 8031 单片机为主体的控制系统构成一个能进行较复杂的数据处理和复杂控制功能的智能控制器,使其既可与微机配合构成控制系统,又可作为一个独立的单片机控制系统,具有较高的灵活性和可靠性。单片机根据输入的各种命令,进行智能算法得到控制值,输出脉冲触发信号,通过过零触发电路驱动双向可控硅,从而加热电炉。关键字:温度控制,热电偶传感器,A/D 转换器,单片机AbstractThis article according to the traditional tea to fry the insufficiencyand the shortcoming which in the system craft exists, applies themonolithic integrated circuit control technology to the tea fries inthe system craft, realizes intellectualized tea trillion system whichthe monolithic integrated circuit controls. This system solved thetraditional tea to fry long in the system craft consumed when to thepersonnel tea fries the system specification to be high, to be unableshortcoming and so on large scale production. This machinery the monolithic integrated circuit volume small, thepower loss low, the price is low, the variety specification seriation,the hardware has the widespread versatility, has merit and so onspecial development system unifies, fries the system method to thesystem tea machine with to the wok temperature control to unify intogether, has realized the automated production.This article according to the thermo-element to measure warm enlargesagain after the amplifier, the simulation quantity transforms thedigital signal after the A/D switch to transmit gives the monolithicintegrated circuit, the digital quantity after the monolithicintegrated circuit interior stored datum comparison, again passesthrough the photoelectricity isolation, thus controls thesilicon-controlled rectifier to carry on the temperature the control.This design constitutes take 8,031 monolithic integrated circuits asthe main body control system to be able to carry on the more complexdata processing and the plurality of controls function intelligentcontroller, causes its both to be possible with the microcomputercoordination constitution control system, and may take an independentmonolithic integrated circuit control system, has a higher flexibilityand the reliability. The monolithic integrated circuit basis inputseach kind of order, carries on the intelligent algorithm to obtain thecontrol value, the output pulse trigger pip, has triggered theelectric circuit through zero to actuate the bidirectionalsilicon-controlled rectifier, thus heats up the electric stove.Essential character: Temperature control, thermocouple sensor, A/Dswitch, monolithic integrated circuit目 录摘 要.....................................................................1ABSTRACT...................................................................2第 1 章 绪论...............................................................3第 2 章 方案论证比较设计...................................................72.1 单片机概述............................................................72.1.1 硬件...........................................................72.1.2 软件...........................................................72.2 步进电机的工作原理....................................................82.3 步进电机工作方式的选择................................................92.3.1 控制步进电机换向顺序..........................................102.3.2 控制步进电机的转向............................................102.3.3 控制步进电机的速度............................................102.4 单片机控制步进电机的设计思路.........................................102.5 设计的要求...........................................................10第 3 章 控制系统的硬件电路设计............................................123.1 SPCE061A 的介绍 .....................................................123.1.1 性能................................................................123.1.2 结构................................................................133.1.3 芯片的引脚排列和说明 ................................................133.1.4 SPCE061A 单片机硬件结构 .............................................143.1.5 μ’Nsp TM的核心结构 .................................................163.1.6 寄存器组 ............................................................173.2 步进电机的选择 ........................................................183.3 步进电机的驱动电路设计................................................183.3.1 多个功率放大器件驱动电机 .......................................183.3.2 L298N 芯片驱动电机 .............................................183.4 数码管显示电路的设计 ..................................................203.4.1 串行接法 .......................................................203.4.2 并行接法 .......................................................203.5 4X4 键盘电路的设计 ....................................................21第 4 章 控制系统的软件电路设计............................................234.1 控制脉冲的产生........................................................234.2 步进电机的旋转方向和时序脉冲的关系....................................244.3 步数的确定............................................................254.4 步进电机的变速控制....................................................274.5 双机通讯的程序设计...................................................137结 论.....................................................................42参考文献..................................................................43致 谢 ...................................................................44附录......................................................................45第一章 绪 论1.1 引言在我国现有的炒茶机的各种机型中很难找到技术含量高、特别是可以实现自动化加工、连续化生产的机械产品的不足与缺点,本机械将单片机的体积小、功耗低、价格低、品种规格系列化、硬件具有广泛的通用性、有专门的开发系统等优点结合起来,对制茶机的炒制方法跟对炒锅温度的控制结合在一起,实现了自动化生产。本文根据传统炒茶工艺中存在的不足和缺点,将单片机控制技术应用于炒茶工艺中,实现单片机控制的智能化炒茶。该系统解决了传统炒茶工艺中耗时长、对人员炒茶技术要求高、无法大规模生产等缺点。通过生产新型机械和对旧机械的技术改造使制茶机能实现茶机的连续化、自动化生产。1.2 机械制茶机的现状据估算,目前全国 70%以上的茶己全部或部分使用机器炒制, ,自 20 世纪60 年代出现炒茶机械化以来,各种杀青机、理条机、烘干机均有快速发展,各种机器的加工质量在各自相应的工序中能达到甚至赶超手工炒茶相应工序中的质量,但是每种机器只能完成一道或两道土序,因此加工效率较低;20 世纪 90年代以来研制的多功能炒茶制机,如 6CDM-42 型多功能机集杀青、理条、压扁、辉干于一体,大大提高了炒茶的加工效率,但各工序之间是脱节的,即不能进行流水线生产。近年试制的电脑控制型龙井茶炒制机将土艺参数贮存于控制器中,对龙井茶加土过程中的温度、时间、转速及加压、停机等动作进行了自动控制,实现了龙井茶青锅与辉锅的自动化加工,进一步提高了加工效率,但是,受该系统中多功能机结构的限制,并没有实现流水线生产。因此,为了进一步提高炒茶制机的自动化水平,实现炒茶的流水线生产,迫切需要研制适用于连续加工的多功能炒茶机1.3 单片机技术现状单片机可应用于电话机、寻呼机、对讲机等电信设备,电视机、录像机、摄像机、VCD 机、洗衣机等家用电器,电子玩具,计算机外围设备,办公自动化设备,工业控制设备、仪器仪表,军用设备等等。有人这样说:“凡是能想到的地方,单片机都可以用得上” ,这并不夸张。全世界单片机的年产量数以亿计,应用范围十分广阔,许多科技期刊还专门开辟了单片机专栏。 单片机应用的意义不仅仅限于它的广阔范围以及所带来的经济效益,更重要的还在于从根本上改变了传统的控制系统设计思想和设计方法。以前,必须由模拟电路或数字电路实现的大部分控制功能,现在已能使用单片机通过软件方法实现了。这种以软件取代硬件并能提高系统性能的控制技术称之为微控制技术。微控制技术标志着一种全新概念,随着单片机的推广普及,微控制技术必将不断发展和日趋完善,而单片机的应用必将更加深入、更加广泛。 目前,单片机正朝着高性能和多品种方向发展趋势将是进一步向着 CMOS 化、低功耗、小体积、大容量、高性能、低价格和外围电路内装化等几个方面发展。下面是单片机的主要发展趋势: (1)CMOS 化 (2)低功耗化 (3)低电压化 (4)大容量化(5)高性能化 (6)外围电路内装化串行扩展技术 在很长一段时间里,通用型单片机通过三总线结构扩展外围器件成为单片机应用的主流结构。随着低价位 OTP(One Time Programble)及各种类型片内程序存储器的发展,加之处围接口不断进入片内,推动了单片机“单片”应用结构的发展。特别是 I C、SPI 等串行总线的引入,可以使单片机的引脚设计得更少,单片机系统结构更加简化及规范化。随着半导体集成工艺的不断发展,单片机的集成度将更高、体积将更小、功能将列强。在单片机家族中,80C51 系列是其中的佼佼者,加之 Intel 公司将其 MCS –51 系列中的 80C51 内核使用权以专利互换或出售形式转让给全世界许多著名 IC 制造厂商,如 Philips、 NEC、Atmel、AMD、华邦等,这些公司都在保持与 80C51 单片机兼容的基础上改善了 80C51 的许多特性。这样,80C51就变成有众多制造厂商支持的、发展出上百品种的大家族,现统称为 80C51 系列。80C51 单片机已成为单片机发展的主流。专家认为,虽然世界上的 MCU 品种繁多,功能各异,开发装置也互不兼容,但是客观发展表明,80C51 可能最终形成事实上的标准 MCU 芯片。 我国在 80 年代初就开始引进了单片机,在资金严重不足的情况下,自行研制了开发工具和应用软件,根据我国的实际生产需要和借鉴国外单片机应用实例,逐步在我国开展了单片机的应用工作,现在各行各业都可看到单片机应用的踪迹。 与世界的单片机发展,应用情况相比,我国处于相当落后的状态。据统计,1995 年我国单片机产品的实际产量仅为 1000 万片,占世界产量的百分之几,人均单片机的拥有量还不足一片。从单片机使用角度看,我国单片机使用面虽广,但是使用的批量也仅集中在空调,洗衣机及电饭煲等家用电器中。可见我国的单片机市场很大,尤其在智能仪表和智能传感器,通讯,测控网络和现场总线,农用单片机以及智能 IC 卡等方面都有着广阔的前景,可以大大拓帘单片机应用领域1.3.1 单片机在机械控制中的发展状况电机是与电能的生产、传输和使用有着密切关系的电磁机构。在日常生活中,电机的使用随处可见,比如:在很多场合大量使用各种电动机作为原动机,用以拖动各种机械设备;在军事、信息和各种自动控制系统中,使用大量的控制电机,作为检测、执行和计算等元件。电机运动控制技术以电力半导体变流器件的应用为基础、以电动机为控制对象、以自动控制理论为指导、以电子技术和微处理器控制及计算机辅助设计(CAD)为手段,并且与检测技术和数据通信技术相结合,构成一门具有相对独立性的科学技术。在生产设备和过程自动化中发挥着日益重要的作用。真正意义上的电机运动控制系统是在 20 世纪 30 年代出现的,当时是晶闸管、引燃管,而后是磁放大器、磁饱和电抗器作为静止变流器,形成了新一代电机运动控制系统。随着新型电力电子器件、自动控制理论以及微处理器技术的发展,电机运动控制系统发生了巨大的变革。到了 21 世纪的今天,电机运动控制系统的技术水平更是提高到了一个新的高度,无论是应用的广泛程度,还是研究的深入程度都是过去人们想象不到的。1.3.2 单片机在温度控制中的应用单片机在电子产品中的应用已经越来越广泛,在很多的电子产品中也用到了温度检测和温度控制。随着温度控制器应用范围的日益广泛和多样性,各种适用于不同场合的智能温度控制器应运而生。在科研、生产中,常常需要对某些系统进行温度的监测和控制。需检测和控制的温度系统一旦确定,其热惯性大小和散热等各项硬件条件就确定了。这时,影响系统热平衡的因素主要有:系统温度 T、设定温度 Ta、系统周围的环境温度 Ts 以及加热方式和调节方法。目前已有的实现温控的方法有很多种,如:油浴恒温法、比例式、积分式及其组合的调节方法等等,其中有的方法达到热平衡需要的时间很长,但是其控温精度很高,而有的是达到热平衡的时间短,但其控温精度却不够高。1.4 热传感器的发展现状温度是一个基本的物理量,自然界中的一切过程无不与温度密切相关。温度传感器是最早开发,应用最广的一类传感器。根据美国仪器学会的调查,1990 年,温度传感器的市场份额大大超过了其他的传感器。从 17 世纪初伽利略发明温度计开始,人们开始利用温度进行测量。真正把温度变成电信号的传感器是 1821 年由德国物理学家赛贝发明的,这就是后来的热电偶传感器。五十年以后,另一位德国人西门子发明了铂电阻温度计。在半导体技术的支持下,本世纪相继开发了半导体热电偶传感器、PN 结温度传感器和集成温度传感器。与之相应,根据波与物质的相互作用规律,相继开发了声学温度传感器、红外传感器和微波传感器。温度传感器是检测温度的器件,其种类最多,应用最广,发展最快。众所周知,日常使用的材料及电子元件大部分特性都随温度而变化。最常用的热电阻和热电偶两类产品。1.5 课题来源,研究内容及研究结果1.6 毕业设计任务 第二章 单片机对炒茶过程的控制及各部分参数要求2.1 炒茶的总体过程及框图 鲜叶摊放6-8h 分筛青锅8min 使茶叶脱水摊凉回潮回潮 40-60 min辉锅4-6min 使茶叶定色型微波加热使茶叶水份符合标准图(1)炒茶过程的框图2.2 炒茶各环节的参数要求2.2.1 鲜叶摊放一般鲜叶摊放厚度 3-6 cm,摊放 6-8h,至手感捏叶有自然弹性,不粘手不戳手,含水量 68%一 70%时炒制。2.2.2 青锅炒制机,投叶炉膛温度一般在 240℃(相当于锅体 120℃左右),将鲜叶快速均匀地投入锅中,可听到“喳喳..…”响声。每锅投叶量为 250 一 450g,炒手带着鲜叶,锅内茶叶翻炒 2-3 min 后,叶了开始萎瘪,梗了发软,叶色发绿,, ,炒手开始捺扭茶叶。初始宜轻,以后根据茶叶干燥程度逐步加重压力,并用微电脑控制调控方式讲行炒制,促使芽叶扁平成条,至手感芽条还有韧性,含水率在感茶条还有韧性,含水率在 30%一 40%时即可停机出叶。青锅时间一般需 8 min 左右。2.2.3 微波加热当茶叶经过青锅后在同一时间经过烘箱传送加热,并通过微波技术使茶叶的水份达到要求.从而使茶叶的口感跟佳,使得机器茶有人工茶的口感.2.2.4 摊凉回潮快速摊凉,并回潮 40-60 min,经簸、拣筛后即可辉锅。2.2.5 辉锅炒制机辉锅,投叶炉膛温度一般在 200℃(相当于锅体 80℃左右),青锅叶两锅并一锅均匀地投入锅中,芽叶自然翻炒 1min,手感回软发烫,调整炒手扭力,采用微电脑调控方式进行压捺、摊磨。炒制 1. 5 mir 生右,茶条手感还有韧性,折不断时,调整炉膛温度下 170℃左右,加扭程度到最重,然后再炒制 1 min 左右,其间适时调整微电脑调控方式,至茶叶扁平光滑,折为断时,即可调减压力,停机出叶。辉锅时间一般需 4-6min2.3 单片机对炒茶过程的控制及框图框图中各部分参数具体说明如下:(1)1#锅体温度:青锅投叶炉膛温度在 240℃(相当于锅体 120℃左右)。(2)2#锅体温度:青锅在 2-3 min 后,调整炉膛温度至 220℃左右。(3)3#锅体温度:辉锅投叶炉膛温度在 200(相当于锅体 80℃左右)。(4)4#锅体温度:辉锅炒制 1.5min 后,调整炉膛温度至 170℃左右。
    展开阅读全文
    1
      金牌文库所有资源均是用户自行上传分享,仅供网友学习交流,未经上传用户书面授权,请勿作他用。
    0条评论

    还可以输入200字符

    暂无评论,赶快抢占沙发吧。

    关于本文
    本文标题:供水管道恒压智能控制系统设计.rar
    链接地址:http://www.gold-doc.com/p-37265.html
    关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服客服 - 联系我们
    copyright@ 2014-2018 金牌文库网站版权所有
    经营许可证编号:浙ICP备15046084号-3
    收起
    展开