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基於單片機的製袋機智能控製係統設計

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摘要:製袋機係統中使用智能控製,不僅可以大大提高控製的自動化水平,而且可以提高控製的及時性和準確性,從而改善勞動條件、提高產品質量及合格率。本文主要對製袋機的智能控製係統的主控製模塊進行了詳細設計,主要包含係統硬件電路設計、係統軟件設計兩部分。
 

    引言:製袋機係統中使用智能控製,不僅可以大大提高控製的自動化水平,而且可以提高控製的及時性和準確性。在製袋封裝過程中,由於加工物縱向移動的同時也會產生橫向移動,從而造成封裝誤差,導致出現次品、廢品,造成材料浪費和經濟損失。當前國內的控製係統存在的問題主要是智能化程度低、靈活性差、糾偏精度控製低、糾偏速度慢、硬件配置低。所以,需要一套能滿足生產要求的智能化控製係統。

    1.硬件電路設計。本係統結構框圖如圖1所示。其中硬件係統主要由控製電路、數據采集電路、差動放大電路、譯碼電路、報警電路組成。以下主要分析8051的接口擴展電路、控製電路、數據采集電路、和軟件部分。

    1係統結構框圖

    1.18051[2]的接口擴展電路。通過讓8051的P0口(P0.0~P0.7)和8255A[2]的數據總線口(D0~D7)相連,讓8051的/P3.6和8255A的相連,讓8051的/P3.6和8255A的相連實現8051接口的擴展。


    1.2控製電路[3]

    本係統選用8255A的PA口控製變頻電機轉動方向,PC口用於變頻調速。設置8255A工作於方式0,PA、PB、PC口都工作於輸出方式。變頻電機的變頻電壓信號由數字變頻器提供。由於變頻器電機的正反轉是靠其正向輸入和反向輸入決定的,所以需要兩個雙向光控可控矽提供交流電壓。雙向光控可控矽的1腳接高電平,2腳受單片機控製。當2腳輸入為高電平時,雙向光控可控矽截止,繼電器釋放,也就不向伺服電機提供變頻電壓;當2腳輸入為低電平時,觸發雙向光控可控矽導通,繼電器吸合,向伺服電機提供變頻電壓,電機轉動實現糾偏。

    控製電路

    1.3數據采集電路[4]設計。數據采集係統的主要功能是將ADC采集的外部模擬信號經信號調理、采樣、量化、編碼、傳輸、放大等處理後由A/D轉換係統轉換為數字信號,再送至單片機處理。ADC0809需要外接時鍾源、片選信號、數據采集啟動信號、模擬信道選擇信號和A/D轉換後的數據輸出信號。利用它的數據采集啟動信號、模擬信道選擇信號和A/D轉換後的數據輸出信號在時間上是分時的特點,可使這幾個信號共享一條線。
本係統軟件主要由控製子程序、數據采集子程序、數據轉化子程序、數據處理子程序、報警處理子程序、模糊控製子程序等多個模塊組成。軟件係統的主要作用:
    (1)模糊處理技術。采用模糊控製可以保證很高的糾偏精度和加工效率,同時也會節約能源,糾偏速度快慢由單片機控製,采用數字變頻器調節,速度快,運轉穩定,製袋規格精度高。

    (2)設置死區。該區標定了係統允許的誤差,在此範圍內係統不進行糾偏,不在死區範圍內則予以糾偏,從而避免了變頻電機的頻繁啟動,大幅減少噪聲,同時又保證加工精度,大大提高生產效率。

    3總結

    本控製係統的差動放大電路對光電探頭輸出的兩路電壓U1和U2放大比較後形成電壓U0,U0經ADC0809進行A/D轉換後經單片機8255A讀入並進行分析,從而判斷出被加工件當前的位置狀態,最後通過8255A的PA口控製控製同步電機正反向轉動,由糾偏機構調節加工件的移動,從而達到糾偏控製的目的。除糾偏機構進行糾偏外,係統還設置了驅動機構驅動加工物前進或停止,以實現協調控製。

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