毕业设计自动加料机控制系统

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目 录

第一章 绪 论................................................................................................................................................1

1.1 题目来源及课题意义....................................................................................................................1

1.2 自动加料机控制系统的工作原理及技术要求............................................................................1

1.3 系统的主要技术参数：................................................................................................................2

第二章 方案论证.........................................................................................................................................2

2.1 单片机的选择................................................................................................................................2

3.2 主机电路核心器件介绍..............................................................................................................10

3.3 显示电路......................................................................................................................................17

3.4 继电器控制电路..........................................................................................................................20

3.5 键盘及显示电路..........................................................................................................................21

3.6 外部存储器扩展电路..................................................................................................................25

3.7 看门狗 MAX813L 电路...............................................................................................................28

3.8 料位开关......................................................................................................................................30

第四章 系统的抗干扰及可靠性...............................................................................................................32

第五章 软件设计.......................................................................................................................................33

第六章 结论语...........................................................................................................................................34

着生产和科学技术的发展，自动化水平也越来越高。自动控制利用控制装置使被控

对象的某个参数自动的按照预定的规律运行。本设计的自动加料机控制系统就是采

用自动控制技术来实现功能的，这样就大大提高了工作的效率，整个过程又快又稳。

1.2 自动加料机控制系统的工作原理及技术要求

本设计的由单片机控制的自动加料系统是与料斗式干燥机配套的加料系统。根

据加料工艺要求，其工作原理是：先将真空管关闭，启动电机，用低真空气流将塑

料树脂粒子送入真空管，电机停转，再将粒子排入料斗，如此循环。

在设计的控制系统中，可用一个电机控制两个加料生产线，由方向阀切换。两

个生产线既可单独运行，也可同时运行。假如两者同时运行，当一生产线输送结束

后，判断到另一个生产线排料已经结束，那么，电机不停转而方向阀换向，从而为

1.3 系统的主要技术参数：

（1） 用一台电机控制两条生产线

（2） 要能检测到满料状态，并显示出输送、排料、满料时间

（3） 时间误差：0.1 秒

（4） 具有抗干扰能力

第二章 方案论证

2.1 单片机的选择

20 世纪 80 年代以来，单片机的发展非常迅速，就通用单片机而言，世界上一些

著名的计算机厂家已投放市场的产品就有 50 多个系列，数百个品种。目前世界上较

为著名的 8 位单片机的生产厂家和主要机型如下：

美国 TI（德克萨司仪器仪表）公司：TMS7000 系列

NS（美国国家半导体）公司：NS8070 系列 等等。

尽管单片机的品种很多，但是在我国使用最多的还是 Intel 公司的 MCS—51 系列单

片机和美国 Atmel 公司的 89C51 单片机

MCS—51 系列单片机包括三个基本型 8031、8051、8751

8031 内 部 包 括 一 个 8 位 CPU 、 128 个 字 节 RAM ， 21 个 特 殊 功 能 寄 存 器

（SFR）、 4 个 8 位并行 I/O 口、1 个全双工串行口、2 个 16 位定时器/计数器，但

片内无程序存储器，需外扩 EPROM 芯片。比较麻烦，不予采用

8051 是在 8031 的基础上，片内集成有 4K ROM，作为程序存储器，是一个程序

4KB 的小系统。用户可以将程序固化在 EPROM 中，可以反复修改程序。但其价格

兼容标准 MCS-51 指令系统，片内置通用 8 位中央处理器（CPU）和 Flash 存储单

元。功能强大 AT89C51 单片机可提供许多高性价比的应用场合，可灵活应用于各

种控制领域。此设计就采用 AT89C51。

2.2 物位传感器的选择

物位是指贮存容器或工业生产设备里的液体、粉粒壮固体、气体之间的分界面

位置，也可以是互不相溶的两种液体间由于密度不等而形成的界面位置。根据具体

用途分为液位、料位、界位传感器或变送器。物位不仅是物料耗量或产量计量的参

数，也是保证连续生产和设备安全的重要参数。特别是在现代工业中，生产规模大，

速度高，且常有高温、高压、强腐蚀性或易燃易爆物料，对于物位的监视和自动控

制更是至关重要。

其差额决定于空隙率。而空隙率又取决与许多因素。例如颗粒形状、尺寸的一致程

度、是否受外力压实、是否经受过振动、有无黏结性等，所以粉粒体物料的体积储

量和质量储量之间不易精确换算，这是需要注意的。

2.2.1 电容式物位传感器

利用物料介电常数恒定时极间电容正比与物位的原理，可构成电容式物位传感器。

根据电机的结构可将容式物位传感器分为三中：（1）适用与导电容器中的绝缘

性物料，且容器为立式圆筒形，器壁为一极，沿轴线插入金属棒为另一极，其间构

成的电容 C 与物位成比例。也可悬挂带重锤的软导线作为电机。（2）适用与非金属

容器，或虽为金属容器但非立式圆筒形，物料为绝缘性的。这时在棒壮电极周围用

绝缘支架套装金属筒，筒上下开口，或整体上均匀分布多个孔，使内外物位相同。

阻力式料位传感器是指物料对机械运动所呈现的阻挡力。粉末颗粒状物料比液

振。