耐火材料配料計算機監(jiān)控系統(tǒng)畢業(yè)論文

1、耐火材料配料計算機監(jiān)控系統(tǒng)畢業(yè)論文    耐火材料配料計算機監(jiān)控系統(tǒng)畢業(yè)論文    2003 年畢業(yè)設(shè)計論文摘要摘要 耐火材料配料計算機監(jiān)控系統(tǒng)是一個基于 MCS51 系列單片機的全自動配料 系統(tǒng)。該系統(tǒng)由上位機和下位機兩部分組成。其中上位機主要由一臺工控機和與 系統(tǒng)匹配的軟件構(gòu)成。工控機主要通過 RS-485 串行通訊口控制下位機的運行以 及通過繼電器輸出板控制料倉的閥門，系統(tǒng)軟件提供了簡潔的操作界面。下位機 的主芯片是一個稱重專用電腦， 稱重電腦由中央處理模塊、 通訊模塊、 稱重模塊、 顯示模塊、鍵盤模塊、電源

2、模塊以及 I/O 擴展模塊等組成。其中中央處理模塊是 稱重電腦的核心（主芯片選用 AT89C52 單片機，靜態(tài)數(shù)據(jù)儲存單元選用 8K 的 6264RAM） 中央處理模塊主要負(fù)責(zé)讀取稱重模塊的數(shù)據(jù)以及判斷計量車的當(dāng)前位 ， 置和狀態(tài)，并對這些數(shù)據(jù)進行處理后通過通訊模塊實時傳送給上位機；同時中央 處理模塊也對上位機通過通訊模塊傳來的數(shù)據(jù)或命令進行識別和處理， 并負(fù)責(zé)對 計量車的控制。通訊模塊主要負(fù)責(zé)上位機和下位機之間數(shù)據(jù)的傳送。稱重模塊負(fù) 責(zé)采集配料的重量信息并把數(shù)據(jù)傳送給中央處理模塊。 顯示模塊主要用來實時顯 示計量車的狀態(tài)以及重量信息。鍵盤模塊在計量車處于手動狀態(tài)下才起作用，負(fù) 責(zé)對計量車進行

3、手動控制。電源模塊提供系統(tǒng)運行必須的電壓。關(guān)鍵詞： 關(guān)鍵詞： 1、單片機 2、配料 3、RS-485 串行通訊 4、稱重電腦 5、上位機 6、下位機12003 年畢業(yè)設(shè)計論文AbstractAbstract Fireproof material computer commanding system is a completely automatic burden system based on MCS51 monolithic microcontroller. The system is composed of an epigynous machine and a hypogynous mac

4、hine. The epigynous machine is mainly formed by a Compact Embedded Controller and a matching software. The mostly dominates the function of the hypogynous machine via RS-485 and the valve of the output controlling relay. The system software offers succinct operating interface. The main chip of the h

5、ypogynous machine is a special-purpose computer. The computer is constituted by a center disposal mode, a communication mode ,a weigh mode, a display mode, a keyboard mode , power mode and an I/O expanding mode. The center disposal mode is the core of the computer . (the main chip chooses AT89C52 mo

6、nolithic microcontroller static data deposited unit chooses 8K 6264RAM), The center disposal mode mainly takes charge for reading data of the computer and judge the current position and state of measure machine. After it deals with the data , it carry the data to the epigynous machine by the communi

7、cation mode. At the same time, the center disposal mode will judge and transact the data and order from the communication mode and see to the controlling of the machine. The communication mode presides over the transmission of the data between the epigynous machine and the hypogynous machine. The mo

8、de gathers the weight data of the mixed material and carries this data to the center disposal mode. The display mode is used to show the state of the machine and weight. The keyboard mode is worked when the machine is in manual state. Its work is to control the machine manually. The power mode provi

9、des the pressure for the system.Keyword: 1、Mnolithic microcontroller 2、Atomatic burden system 3、RS-485 4、Weighing computer 5、Eigynous 6、Hpogynous22003 年畢業(yè)設(shè)計論文目錄目錄目錄 . 1 前言 . 2 第一章 系統(tǒng)配料流程的介紹 . 3 第二章 系統(tǒng)整體設(shè)計方案的確定 . 4 MCS第三章 MCS-51 系列單片機介紹 . 5 第四章 儀器的選型以及各模塊的細(xì)化設(shè)計 . 6 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 中央處理模塊的選型及設(shè)計

10、 . 6 通訊模塊. 9 顯示模塊. 19 鍵盤模塊. 22 I/O 擴展模塊 . 23 稱重模塊. 25第五章 系統(tǒng)地址分配 . 30 軟件設(shè)計（系統(tǒng)的初始化） 第六章 軟件設(shè)計（系統(tǒng)的初始化） . 31 第七章 重要問題的探討 . 33 第八章 經(jīng)驗與總結(jié) . 34附錄 附錄電路原理圖 附錄英文翻譯資料 參考文獻12003 年畢業(yè)設(shè)計論文前言前言本次畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)是我和張軍同學(xué)一起完成 耐火材料配料計算機監(jiān)控系 統(tǒng)的設(shè)計，系統(tǒng)主要由上位機和下位機以及通訊接口組成，其中我主要負(fù)責(zé)了 下位機和通訊接口的設(shè)計。 設(shè)計該系統(tǒng)的目的是為了適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)的需要， 實現(xiàn)耐火材料生產(chǎn)中配料的 全自動化，提高

11、了配料流程的精度和效率，從而提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。該系統(tǒng) 最終功能是：由一臺控制臺內(nèi)的工控機通過通訊線路來控制配料車上的單片機 （稱重專用電腦） ，使得配料車能按照工控機的指令在軌道上實現(xiàn)自動行駛、停 止；同時實現(xiàn)自動放料（包括重量的實時顯示） 、自動卸料的過程。并且整個配 料過程中，配料車的工作狀態(tài)都能在工控機上實時顯示。22003 年畢業(yè)設(shè)計論文第一章系統(tǒng)配料流程的介紹第一章 系統(tǒng)配料流程的介紹耐火材料的生產(chǎn)工藝是將各種稱量好的原料進行混合后， 在混煉機中進行混 煉。為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量和合格率，在生產(chǎn)過程中配料和混料過程就顯的尤為重 要。由于工作人員進行配料操作時難免會產(chǎn)生較大的人為誤差并

12、且操作耗時較 多，對企業(yè)提高生產(chǎn)率很不利。采用耐火材料配料計算機監(jiān)控系統(tǒng)就會解決這些 問題。此系統(tǒng)在小車的上方有 24 個料倉，每個料倉存儲一定量的原料，系統(tǒng)通 過控制料倉的閥門可以進行放料的操作；小車的下方有 4 個排料口，通過這 4 個排料口我們可以把配好的料放入混料倉中進行混料， 然后便可以把混好的料送 入混煉機中進行混煉。 在整個自動配料流程中，我們可以分為如下幾個步驟： 打開下位機，計量車自動復(fù)位到起始點。 打開上位機進行初始化，上位機會進行通訊檢測：上位機呼叫數(shù)據(jù)，下位機 收到后返回應(yīng)答數(shù)據(jù)。上位機能收到應(yīng)答數(shù)據(jù)，則合格，否則不合格。不合格則 再發(fā)，三次不合格顯示“線路出現(xiàn)錯誤，傳

13、輸失敗” 。在線路檢測完好后，操作 員選擇“單步”或“自動”的工作方式。 若在自動工作方式下，輸入配方號，則調(diào)出配方，根據(jù)配方上的“料倉號” 進行下一步。若在單步方式下，直接輸入“料倉號” 。上位機根據(jù) “料倉號” ， 把目標(biāo)料倉號發(fā)給下位機。 下位機收到“料倉號”后運行到指定的料倉下面。停穩(wěn)后給上位機發(fā)“已經(jīng) 到位”信號。上位機傳送目標(biāo)加料量，下位機收到后，回答“已收到目標(biāo)加料量” 信號。 上位機打開計量車上面料倉的下料門：先打開大閥門和小閥門，進行快加。 上位機每隔約 100ms 定時查詢下位機，下位機把稱重值實時上傳。運行一段時 間后，上位機再關(guān)閉大閥門，只開小閥門，進行慢加。若下位機檢

14、測到達指定重 量后，發(fā)送“關(guān)大、小加料閥門”信號回上位機。 繼續(xù)進行配料。若在自動工作方式下上位機自動把配方的下一個目標(biāo)料倉號 發(fā)送給下位機，重復(fù)、，直到該配方完成。若在單步方式下，直接輸入“料 倉號” ，重復(fù)、，直到該配方完成。 配方配完后，上位機發(fā)送卸料倉號，計量車收到后運行到相應(yīng)的卸料倉進行 卸料。 卸完后計量車停止并待命， 直到輸入下一個配方或料倉號后， 重復(fù)-步驟。 此外我們也可以選擇單步工作方式，在此工作方式下，操作人員可以通過計 量車上得鍵盤對計量車進行操作，完成配料過程。并且每次配料的數(shù)據(jù)系統(tǒng)會自 動記錄（滿 100 次后系統(tǒng)會自動覆蓋老數(shù)據(jù)） ，通過數(shù)據(jù)查詢我們可以調(diào)出任意

15、一次配料的數(shù)據(jù)?包括配料的日期、料倉號和每種原料的重量，以備查詢。系 統(tǒng)還具備配方管理功能，我們可以將需要的配方預(yù)先存入數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)需要使用 此配方進行配料時，系統(tǒng)可以直接調(diào)用。32003 年畢業(yè)設(shè)計論文第二章系統(tǒng)整體設(shè)計方案的確定第二章 系統(tǒng)整體設(shè)計方案的確定根據(jù)我在現(xiàn)場對耐火材料工藝流程的了解，了解到整個系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)的功能。 這里我對下位機所要實現(xiàn)的功能進行了充分的分析： 首先配料過程中要對每種原料的重量進行稱量， 并且稱量環(huán)節(jié)對整個配料過 程起著決定作用，所以下位機應(yīng)該具備稱重功能；其次為了使系統(tǒng)能靈活使用， 系統(tǒng)不但應(yīng)該能夠在上位機的控制下進行自動配料， 還應(yīng)該能夠通過人工操作進 行配料

16、， 因此在下位機上還應(yīng)該設(shè)計鍵盤， 以便在單步工作方式時對下位機進行 操作； 為了能夠知道放料過程進行的程度， 以便控制放料門是快放還是慢放以及 什么時候停止，我們還應(yīng)該設(shè)計顯示器；此外為了實現(xiàn)上位機和下位機的通信， 下位機還應(yīng)該具備通信能力；最后，最重要的就是單片機了，他主要對整個下位 機進行控制、協(xié)調(diào)，以及對數(shù)據(jù)進行處理、存儲和傳送。 （其他下位機還應(yīng)該有 電源以及具備定位、擴展 I/O 等功能，這里就不詳細(xì)說明了） 根據(jù)上面對下位機的分析， 整個下位機可以歸納為中央處理模塊、 通訊模塊、 稱重模塊、顯示模塊、鍵盤模塊、定位模塊、電源模塊以及 I/O 擴展模塊等 因此下位機模塊圖如圖 2.

17、1 所示變頻器顯示模塊I/O 擴 展并行口中央處理模塊并行口鍵盤 模塊串行口定位模塊 稱重模塊 通訊模塊 電源模塊連接上位機 （圖 2.1）42003 年畢業(yè)設(shè)計論文第三章MCS-51 系列單片機介紹MCS第三章 MCS-51 系列單片機介紹單片微型計算機簡稱單片機。它是把組成微型計算機的各功能部件:中央 處理器 CPU, 隨機存取存儲器 RAM,I/O 接口電路,定時器/計數(shù)器以及串行通 訊接口等部件制作在一塊集成芯片中,構(gòu)成一個完整的微型計算機。 由于它的 結(jié)構(gòu)與指令功能都是按照工業(yè)控制要求設(shè)計的,故又叫單片微控制器(Single Chip Micro controller ) 。 目前國外已開始把它稱為單片微型計算機(Single Chip Microcomputer)。 MCS-51 系列單片機是美國 Inter 公司在 1980 年推出的高性能 8 位單片微 機，他的硬件結(jié)構(gòu)有以下一些主要特點: 1、 8 位 CPU 2、 片內(nèi)帶振蕩器，振蕩頻率范圍位 1.2-12MHz 3、 128 字節(jié)的片內(nèi)數(shù)據(jù)存儲器 4、 4K 字節(jié)的片內(nèi)程序存儲器（8031 無） 5、 程序存儲器的尋址范圍為 64K 字節(jié) 6、 片外數(shù)據(jù)存儲器的尋址范圍為 64K 字節(jié) 7、 21 個字節(jié)專用寄存器 8、 4 個 8 位并行 I/O 接口：P0