單片機(jī)技術(shù)在自動(dòng)給料系統(tǒng)中的應(yīng)用

劉麗麗

（齊齊哈爾大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

單片機(jī)技術(shù)在自動(dòng)給料系統(tǒng)中的應(yīng)用

劉麗麗

（齊齊哈爾大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161000）

文章設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)控制的送料機(jī)自動(dòng)送料機(jī)控制系統(tǒng)，論述了單片機(jī)AT89C51在實(shí)現(xiàn)其生產(chǎn)過(guò)程控制的自動(dòng)給料系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。

自動(dòng)送料機(jī)控制系統(tǒng) ；單片機(jī)；AT89C51

1 研究意義

在制造業(yè)，傳統(tǒng)工藝一般送料絕大多數(shù)是采用人工手動(dòng)送料，且缺乏保護(hù)裝置，這造成“效率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，事故發(fā)生率大”等特點(diǎn)。近年來(lái)，由于單片機(jī)控制技術(shù)、檢測(cè)技術(shù)及電力電子技術(shù)的發(fā)展，作為輔助裝置的送料機(jī)構(gòu)自動(dòng)化水平要求也越來(lái)越高。提高自動(dòng)化的水平不僅可以提高效率、產(chǎn)品的質(zhì)量同時(shí)也能保證工人的人身安全。而單片機(jī)就是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制重要的一環(huán)，其具有集成度高、體積小、成本低、控制能力強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)。

2 基于單片機(jī)技術(shù)的自動(dòng)送料機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理

由單片機(jī)控制的自動(dòng)加料系統(tǒng)是與料斗式干燥機(jī)配套的加料系統(tǒng)。根據(jù)加料工藝要求，其工作原理是：?jiǎn)纹瑱C(jī)控制的自動(dòng)加料系統(tǒng)是與料斗式干燥機(jī)配套的加料系統(tǒng)。根據(jù)加料工藝要求，其工作原理是：先將真空管關(guān)閉，啟動(dòng)電機(jī)，用低真空氣流將塑料樹脂粒子送入真空管，電機(jī)停轉(zhuǎn)，再將粒子排入料斗，如此循環(huán)。本控制系統(tǒng)根據(jù)送料工藝的需要，設(shè)置兩條生產(chǎn)線的輸送、排料、滿料、空料等參數(shù)值，通過(guò)單片機(jī)控制繼電器，繼電器控制交流接觸器，又由接觸器控制電機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。控制系統(tǒng)的控制器由單片機(jī)89C51和擴(kuò)展電路組成，單片機(jī)控制繼電器，繼電器控制交流接觸器，又由接觸器控制電機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。本控制系統(tǒng)可以根據(jù)送料工藝的需要，設(shè)置兩條生產(chǎn)線的輸送、排料、滿料、空料等參數(shù)值，也可裝載系統(tǒng)前次工藝參數(shù)值。

3 基于單片機(jī)技術(shù)的自動(dòng)送料機(jī)控制系統(tǒng)的總體要求

系統(tǒng)以AT89C51控制核心，用2864A做外擴(kuò)存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)系統(tǒng)的初始數(shù)據(jù)，其主要作用的是：為了給系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)合適的初態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)系統(tǒng)程序錯(cuò)亂，能回到初態(tài)；利用擴(kuò)展并行接口來(lái)外接控制按鍵，以此來(lái)接收操作命令。同時(shí)為了讓工作者能了解到各按鍵的狀態(tài)，再給系統(tǒng)接入發(fā)光二極管來(lái)顯示相應(yīng)按鍵的狀態(tài)；采用LED靜態(tài)顯示來(lái)顯示工作時(shí)間量變化情況；為了使LED位信息與單片機(jī)輸出的信息相對(duì)應(yīng)，在兩者之間接了譯碼器MC14511B；為了能及時(shí)確定生產(chǎn)線的滿料狀態(tài)，給系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)滿料中斷電路，同時(shí)為抗干擾，將滿料信號(hào)進(jìn)行光耦隔離；為了讓系統(tǒng)能穩(wěn)定工作，防止程序亂飛，給系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)看門狗電路；為解決各外設(shè)與單片機(jī)AT89C51速度不等的情況，在兩者之間接了鎖存器；最后給系統(tǒng)接了一個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器。

本設(shè)計(jì)的最終目標(biāo)是做到用一臺(tái)電機(jī)控制兩條生產(chǎn)線，由方向閥來(lái)控制系統(tǒng)是處于送料還是排料狀態(tài)，具有抗干擾性，實(shí)現(xiàn)供料自動(dòng)化，提高生產(chǎn)效率。同時(shí)本控制系統(tǒng)可以根據(jù)送料工藝的需要，設(shè)置兩條生產(chǎn)線的輸送、排料、滿料、空料等參數(shù)值。

4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的分析

（1）方案一分析。采用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)控制一條生產(chǎn)線，以方向閥的換向來(lái)調(diào)換生產(chǎn)線的工狀態(tài)。具體做法是：是以單片機(jī)AT89C51為基礎(chǔ)，利用外擴(kuò)存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)系統(tǒng)的初始數(shù)據(jù)，這主要是為了給系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)合適的初態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)系統(tǒng)程序錯(cuò)亂，能回到初態(tài)；利用擴(kuò)展并行接口來(lái)外接控制按鍵，以此來(lái)接收操作命令，同時(shí)為了讓工作者能了解到各按鍵的狀態(tài)，再給系統(tǒng)接入發(fā)光二極管來(lái)顯示相應(yīng)按鍵的狀態(tài)；采用LED靜態(tài)顯示來(lái)顯示工作時(shí)間量變化情況，為了使LED位信息與AT89C51輸出的信息相對(duì)應(yīng)，在兩者之間接了譯碼器；為了能及時(shí)確定生產(chǎn)線的滿料狀態(tài)，給系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)滿料中斷電路，同時(shí)為抗干擾，將滿料信號(hào)進(jìn)行光耦隔離；為了讓系統(tǒng)能穩(wěn)定工作，防止程序亂飛，給系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)看門狗電路；為解決各外設(shè)與單片機(jī)AT89C51速度不等的情況，給兩者之間接了鎖存器；最后給系統(tǒng)接了一個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器。

這種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)在于：兩條生產(chǎn)線既可單獨(dú)運(yùn)行，也可同時(shí)運(yùn)行。當(dāng)生產(chǎn)線滿料時(shí)，電機(jī)不停轉(zhuǎn)而方向閥換向還切換生產(chǎn)狀態(tài)，充分發(fā)揮控制系統(tǒng)和電機(jī)的效率，但這種方案需要的單片機(jī)輸出控制端口較多，且不滿足設(shè)計(jì)要求——一臺(tái)電機(jī)控制兩條生產(chǎn)線。所以此次設(shè)計(jì)不予采用。

（2）方案二分析。將料裝在小車?yán)铮眯谐涕_關(guān)與繼電器狀態(tài)的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)送料的狀態(tài)的控制。具體做法是：開機(jī)之后，先給系統(tǒng)輸入?yún)?shù)。根據(jù)啟動(dòng)哪條生產(chǎn)線點(diǎn)擊相應(yīng)自動(dòng)鍵，系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行。系統(tǒng)首先檢查回零行程開關(guān)狀態(tài)，若送的物料不在零位，則啟動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)送料器回零位。接著檢測(cè)裝在送料器里的壓力繼電器狀態(tài)，若是在空載狀態(tài)，就啟動(dòng)送料器，使之運(yùn)行到位，當(dāng)?shù)较鄳?yīng)位置時(shí)，撞到相應(yīng)行程開關(guān)時(shí)，送料器停止運(yùn)行。當(dāng)要使系統(tǒng)進(jìn)行排料時(shí)，就按下狀態(tài)切換按鈕進(jìn)行排料。接著檢測(cè)裝在送料器里的壓力繼電器狀態(tài),若是在空載狀態(tài)下，則停止卸料，送料機(jī)向反向移動(dòng)，直至回到零位，如此循環(huán)。系統(tǒng)采用單片機(jī)8051來(lái)控制，外接8279鍵盤來(lái)進(jìn)行控制命令輸入，系統(tǒng)工作狀態(tài)檢測(cè)輸入開關(guān)I/O，外控輸出電機(jī)驅(qū)動(dòng)，顯示時(shí)間電路等。

這種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)在于：系統(tǒng)是順序控制系統(tǒng)，屬于分時(shí)控制，集成度高、加工精度高、自動(dòng)化水平高、操作方便。但此系統(tǒng)所需輸入接口多，電機(jī)也多，所以在經(jīng)濟(jì)上占下風(fēng)。還有就是實(shí)時(shí)性不高。所以此次設(shè)計(jì)不予采用。

（3）方案三分析。采用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)控制兩條生產(chǎn)線，采用兩個(gè)方向閥，一個(gè)是用來(lái)切換生產(chǎn)線的生產(chǎn)狀態(tài)，一個(gè)是用來(lái)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線的切換。實(shí)現(xiàn)具體的做法是以AT89C51為基礎(chǔ)，用2864A做外擴(kuò)存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)系統(tǒng)的初始數(shù)據(jù)，這主要是為了給系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)合適的初態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)系統(tǒng)程序錯(cuò)亂，能回到的初態(tài)；利用擴(kuò)展并行接口來(lái)外接控制按鍵，以此來(lái)接收操作命令，同時(shí)為了讓工作者能了解到各按鍵的狀態(tài)，再給系統(tǒng)接入發(fā)光二極管來(lái)顯示相應(yīng)按鍵的狀態(tài)；采用LED靜態(tài)顯示來(lái)顯示工作時(shí)間量變化情況，為了使LED位信息與AT89C51輸出的信息相對(duì)應(yīng)，在兩者之間接了譯碼器MC14511B；為了能及時(shí)確定生產(chǎn)線的滿料狀態(tài)，給系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)滿料中斷電路，同時(shí)為抗干擾，將滿料信號(hào)進(jìn)行光耦隔離；為了讓系統(tǒng)能穩(wěn)定工作，防止程序亂飛，給系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一個(gè)看門狗電路；為解決各外設(shè)與單片機(jī)AT89C51速度不等的情況，給兩者之間接了鎖存器；最后給系統(tǒng)接了一個(gè)內(nèi)部時(shí)鐘振蕩器。

這種設(shè)計(jì)方案的優(yōu)點(diǎn)在于：滿足設(shè)計(jì)要求，自動(dòng)化水平高，經(jīng)濟(jì)性良好。故此次設(shè)計(jì)選則方案三為最終方案。

On Application of SCM technology in Automatic Feeding System

LIU Li-li
(Institute of Electrical and Mechanical Engineering,Qiqihar University,Qiqihar,Heilongjiang 161000,China).

In this paper,a SCM controlled automatic feeding system was designed for feeder,it expound the design methods of SCM AT89C51 which can control the automatic feeding system during manufacturing.

automatic feeder control system;single chip microcomputer;AT89C51

TH237.1

A

2095-980X（2015）04-0046-02

2015-02-15

劉麗麗（1982-），女，黑龍江齊齊哈爾人，碩士研究生，助教，主要研究方向：機(jī)械電子與學(xué)生管理。