自动称料控制系统的设计与实现

论文摘要

自动称料机取代人工称料,在生产效率和产品质量上面取得重要的进步,随着电子技术和传感器技术的发展,自动称料机系统已经广泛的应用于混凝土、饲料、医药卫生、模具加工等方面。但是,不同的场合、不同的称重要求,对称料机的要求也有很大的不同,需要根据具体的精度要求和具体功能进行具体的设计。目前,自动称料机称料的精度、可靠性、稳定性、安全性和生产效率成为自动称料机系统研究的重点。本文主要介绍的是一种模具加工粉末自动称料机控制系统。文中先对称重传感器输出的信号进行AD转换,然后设计了自动控制称料部分和自动显示部分的硬件电路,分别用了Luminary Micro公司的LM3S316芯片和单片机芯片STC12C5A。有AD转换得出的信号光耦隔离后进入LM3S316,然后分三路进行控制：一、把四个传感器的称重信息传送到相应的显示板上面的控制芯片单片机,单片机把重量信号通过SM1628显示到数码管。二、当处于标定或者是设置下料值的工作的时候,由显示面板上面的按键设定称重值,单片机把每个设定值传送到LM3S316,进行分析处理,决定电机的开启、运行和停止,从而实现对下料的控制。三、当系统标定完毕、设定下料值完毕时,按开始工作按钮,系统开始根据设定好的参数自动开始控制下料,如果下料结束得到的称重不满足产品误差要求,系统的软件会根据实时的误差进行PID算法运算修订相关参数,控制电机运行,直到满足系统要求位置。本课题的设计实现了课题对误差、稳定性、速度和自动控制等方面的要求,达到了预期的目的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 称料装置的发展
• 1.3 本文主要工作及内容安排
• 第二章 称重传感器和PWM控制技术
• 2.1 称重传感器
• 2.1.1 称重传感器概述
• 2.1.2 金属电阻丝的应变效应
• 2.1.3 金属应变片电阻应变测量原理
• 2.2 PWM控制技术
• 2.2.1 PWM介绍
• 2.2.2 PWM控制直流电机
• 第三章 自动称料控制系统硬件设计与方案
• 3.1 系统总体结构设计
• 3.2 电源模块
• 3.2.1 3.3V电源设计
• 3.2.2 ±5V电源设计
• 3.3 时钟电路设计
• 3.4 复位电路设计
• 3.5 SS工同步串行接口
• 3.6 A/D转换电路
• 3.6.1 A/D转换模块原理
• 3.6.2 A/D转换芯片的选择
• 3.6.3 A/D转换电路
• 3.7 光耦隔离电路
• 3.8 JTAG接口
• 3.9 单片机控制显示及按键控制
• 3.10 RS—485接口电路
• 第四章 自动称料机控制系统程序设计
• 4.1 LM3S316处理器
• 4.1.1 LM3S316的特点
• 4.1.2 LM3S316功能概述
• 4.2 概述
• 4.3 控制系统开发环境与工具简介
• 4.3.1 RealView MDK开发套件介绍
• 4.3.2 uVision IDE简介
• 4.3.3 代码生成向导
• 4.3.4 ULINK2仿真器
• 4.4 自动称料控制系统的程序设计
• 4.4.1 自动称料控制系统的功能要求
• 4.4.2 自动称料控制系统的相关模块
• 4.4.3 主要功能实现流程图
• 4.4.4 单片机控制面板功能实现
• 第五章 系统可靠性和安全性分析
• 5.1 合理设计硬件电路
• 5.2 光耦隔离抗干扰措施
• 第六章 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 个人简历
• 致谢