劉麗麗

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

單片機技術(shù)在自動給料系統(tǒng)中的應(yīng)用

劉麗麗

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

文章設(shè)計了基于單片機控制的送料機自動送料機控制系統(tǒng)，論述了單片機AT89C51在實現(xiàn)其生產(chǎn)過程控制的自動給料系統(tǒng)的設(shè)計方法。

自動送料機控制系統(tǒng) ；單片機；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)是采用人工手動送料，且缺乏保護裝置，這造成“效率低，勞動強度大，事故發(fā)生率大”等特點。近年來，由于單片機控制技術(shù)、檢測技術(shù)及電力電子技術(shù)的發(fā)展，作為輔助裝置的送料機構(gòu)自動化水平要求也越來越高。提高自動化的水平不僅可以提高效率、產(chǎn)品的質(zhì)量同時也能保證工人的人身安全。而單片機就是實現(xiàn)自動控制重要的一環(huán)，其具有集成度高、體積小、成本低、控制能力強等諸多優(yōu)點。

2 基于單片機技術(shù)的自動送料機控制系統(tǒng)的工作原理

由單片機控制的自動加料系統(tǒng)是與料斗式干燥機配套的加料系統(tǒng)。根據(jù)加料工藝要求，其工作原理是：單片機控制的自動加料系統(tǒng)是與料斗式干燥機配套的加料系統(tǒng)。根據(jù)加料工藝要求，其工作原理是：先將真空管關(guān)閉，啟動電機，用低真空氣流將塑料樹脂粒子送入真空管，電機停轉(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，通過單片機控制繼電器，繼電器控制交流接觸器，又由接觸器控制電機等執(zhí)行機構(gòu)的運動?？刂葡到y(tǒng)的控制器由單片機89C51和擴展電路組成，單片機控制繼電器，繼電器控制交流接觸器，又由接觸器控制電機等執(zhí)行機構(gòu)的運動。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 基于單片機技術(shù)的自動送料機控制系統(tǒng)的總體要求

系統(tǒng)以AT89C51控制核心，用2864A做外擴存儲器來存儲系統(tǒng)的初始數(shù)據(jù)，其主要作用的是：為了給系統(tǒng)設(shè)置一個合適的初態(tài)，當出現(xiàn)系統(tǒng)程序錯亂，能回到初態(tài)；利用擴展并行接口來外接控制按鍵，以此來接收操作命令。同時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)光二極管來顯示相應(yīng)按鍵的狀態(tài)；采用LED靜態(tài)顯示來顯示工作時間量變化情況；為了使LED位信息與單片機輸出的信息相對應(yīng)，在兩者之間接了譯碼器MC14511B；為了能及時確定生產(chǎn)線的滿料狀態(tài)，給系統(tǒng)設(shè)計了一個滿料中斷電路，同時為抗干擾，將滿料信號進行光耦隔離；為了讓系統(tǒng)能穩(wěn)定工作，防止程序亂飛，給系統(tǒng)設(shè)計了一個看門狗電路；為解決各外設(shè)與單片機AT89C51速度不等的情況，在兩者之間接了鎖存器；最后給系統(tǒng)接了一個內(nèi)部時鐘振蕩器。

本設(shè)計的最終目標是做到用一臺電機控制兩條生產(chǎn)線，由方向閥來控制系統(tǒng)是處于送料還是排料狀態(tài)，具有抗干擾性，實現(xiàn)供料自動化，提高生產(chǎn)效率。同時本控制系統(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)計方案的分析

（1）方案一分析。采用一臺電動機控制一條生產(chǎn)線，以方向閥的換向來調(diào)換生產(chǎn)線的工狀態(tài)。具體做法是：是以單片機AT89C51為基礎(chǔ)，利用外擴存儲器來存儲系統(tǒng)的初始數(shù)據(jù)，這主要是為了給系統(tǒng)設(shè)置一個合適的初態(tài)，當出現(xiàn)系統(tǒng)程序錯亂，能回到初態(tài)；利用擴展并行接口來外接控制按鍵，以此來接收操作命令，同時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)光二極管來顯示相應(yīng)按鍵的狀態(tài)；采用LED靜態(tài)顯示來顯示工作時間量變化情況，為了使LED位信息與AT89C51輸出的信息相對應(yīng)，在兩者之間接了譯碼器；為了能及時確定生產(chǎn)線的滿料狀態(tài)，給系統(tǒng)設(shè)計了一個滿料中斷電路，同時為抗干擾，將滿料信號進行光耦隔離；為了讓系統(tǒng)能穩(wěn)定工作，防止程序亂飛，給系統(tǒng)設(shè)計了一個看門狗電路；為解決各外設(shè)與單片機AT89C51速度不等的情況，給兩者之間接了鎖存器；最后給系統(tǒng)接了一個內(nèi)部時鐘振蕩器。

這種設(shè)計方案的優(yōu)點在于：兩條生產(chǎn)線既可單獨運行，也可同時運行。當生產(chǎn)線滿料時，電機不停轉(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)和電機的效率，但這種方案需要的單片機輸出控制端口較多，且不滿足設(shè)計要求——一臺電機控制兩條生產(chǎn)線。所以此次設(shè)計不予采用。

（2）方案二分析。將料裝在小車里，利用行程開關(guān)與繼電器狀態(tài)的變化來實現(xiàn)對送料的狀態(tài)的控制。具體做法是：開機之后，先給系統(tǒng)輸入?yún)?shù)。根據(jù)啟動哪條生產(chǎn)線點擊相應(yīng)自動鍵，系統(tǒng)自動運行。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，則啟動電機帶動送料器回零位。接著檢測裝在送料器里的壓力繼電器狀態(tài)，若是在空載狀態(tài)，就啟動送料器，使之運行到位，當?shù)较鄳?yīng)位置時，撞到相應(yīng)行程開關(guān)時，送料器停止運行。當要使系統(tǒng)進行排料時，就按下狀態(tài)切換按鈕進行排料。接著檢測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，送料機向反向移動，直至回到零位，如此循環(huán)。系統(tǒng)采用單片機8051來控制，外接8279鍵盤來進行控制命令輸入，系統(tǒng)工作狀態(tài)檢測輸入開關(guān)I/O，外控輸出電機驅(qū)動，顯示時間電路等。

這種設(shè)計方案的優(yōu)點在于：系統(tǒng)是順序控制系統(tǒng)，屬于分時控制，集成度高、加工精度高、自動化水平高、操作方便。但此系統(tǒng)所需輸入接口多，電機也多，所以在經(jīng)濟上占下風(fēng)。還有就是實時性不高。所以此次設(shè)計不予采用。

（3）方案三分析。采用一臺電動機控制兩條生產(chǎn)線，采用兩個方向閥，一個是用來切換生產(chǎn)線的生產(chǎn)狀態(tài)，一個是用來實現(xiàn)生產(chǎn)線的切換。實現(xiàn)具體的做法是以AT89C51為基礎(chǔ)，用2864A做外擴存儲器來存儲系統(tǒng)的初始數(shù)據(jù)，這主要是為了給系統(tǒng)設(shè)置一個合適的初態(tài)，當出現(xiàn)系統(tǒng)程序錯亂，能回到的初態(tài)；利用擴展并行接口來外接控制按鍵，以此來接收操作命令，同時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)光二極管來顯示相應(yīng)按鍵的狀態(tài)；采用LED靜態(tài)顯示來顯示工作時間量變化情況，為了使LED位信息與AT89C51輸出的信息相對應(yīng)，在兩者之間接了譯碼器MC14511B；為了能及時確定生產(chǎn)線的滿料狀態(tài)，給系統(tǒng)設(shè)計了一個滿料中斷電路，同時為抗干擾，將滿料信號進行光耦隔離；為了讓系統(tǒng)能穩(wěn)定工作，防止程序亂飛，給系統(tǒng)設(shè)計了一個看門狗電路；為解決各外設(shè)與單片機AT89C51速度不等的情況，給兩者之間接了鎖存器；最后給系統(tǒng)接了一個內(nèi)部時鐘振蕩器。

這種設(shè)計方案的優(yōu)點在于：滿足設(shè)計要求，自動化水平高，經(jīng)濟性良好。故此次設(shè)計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：機械電子與學(xué)生管理。