自动加料机控制系统设计(2)

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第1章 绪论

随着人们生活水平的日益提高，对生产生活的要求也趋增高，日益增长的物质文化迫切要求提高技术，但由于生产生活中人工控制生产，加料，需要花费巨大的人力且误差较大响应比较差，因此，为了满足生产生活的需要，开发自动加料机控系统就变得尤为重要。自动加料机控制系统可以实现对物料重量的测量、分析、控制，使物料在合理的范围之中。从而大大节约了成本、生产效率得到了巨大的提高。

在自动加料机系统中，首当其冲，选择合适的压力传感器是决定性因素，本文以STC89C52RC单片机为核心，设计了一个能达到测量准确、调试方便，通过单片机模块、传感器模块及显示模块、使用发光二极管来模拟自动加料机控制的系统。

1.1 课题选择背景

工厂及日常生产生活中设备所有者，希望他们的设备能以最低的成本，生产最多的产品，而在生产及石油、天然气和石化等多个行业，能源成本占总生产成本的30-50%。因此，通过过程自动化技术增效节能是降低生产成本的有效途径。

对于过程自动化技术而言，自动控制程序不仅能够监测和显示生产过程中的运行状况，还能模拟不同的运行模式，找到最佳策略以提高能效。这些程序的独特优势是能够“学习”和预测趋势，提高了对外界条件变化的响应速度。

在目前，通过提高自动控制过程、数量，从而大大降低能耗，以及节省人力资源可以减少因工人疏忽产生的后果，给工业化生产带来了巨大的经济效益同时大大提高了人民的生活水平。

1.2 研究的目的

随着生产技术以及人民生活水平的提高，自动化控制也渐渐成为了当代社会的主流，自动控制水平的提高也代表着工业化水平提高，是工业化发展的标志之

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一，自动加料机的设计可以大大节省人力资源控制加料过程，完成了自动控制，提高了生产效率以及生产的质量，同时家庭使用自动加料机进行生产养殖也可以节省人力资源可以创造更大的利益，给人民的生产生活带来方便，给工业化大生产带来巨大的利益效益及工作效率等。

1.3 课题研究的意义

在现代科学技术的许多领域中，自动控制技术起着愈来愈重要的作用，并且，随着生产和科学技术的发展，自动化水平也越来越高。自动控制利用控制装置使被控对象的某个参数自动的按照预定的规律运行。本设计的自动加料机控制系统就是采用自动控制技术来实现自动加料功能的，这样就大大提高了工作的效率，整个过程又快又稳。

1.4 设计主要完成的任务

本论文设计由单片机做为控制模块和LCD1602液晶显示屏做为显示模块、压力传感器是测量模块。原理是高低电平来控制红灯和绿灯从而实现自动加料机的模拟。首先选择制定元器件清单，元器件跟传感器的选择，及模块设定。例如单片机选择，存储器扩展电路的选择模块、显示模块、控制模块等。根据设定的单片机程序进行选择单片机的引脚连接以及单片机最小系统的焊接，进行各个模块组合后，烧录单片机程序、检测硬件电路板的焊接以及连线等进行加电测试、调试、分析、最终将设计好的硬件电路及实物组合好后基本完成自动加料机的模拟操作等，最终实现的效果是物料压力范围小于设定值时绿灯亮表示正在加料，物料充足达到设定值上限时绿灯灭红灯亮表示物流充值停止加料。

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第2章 系统总体设计方案

本系统在大规模生产物料的监测、控制方面有着非常大的作用。如果用在控制其他场合，可以通过改变一些参数来达到此目的。在日常生活中，人们主要是通过自动加料机的压力传感器检测当前物料范围由LCD1602显示，然后通过单片机控制加料或者停止加料，使得它保持在一个稳定的值内。这样不仅节省了巨大的成本，而且还可以准确的控制物料多少，效果是非常理想的。本系统主要以单片机为核心，通过24位AD转换芯片HX711对传感器采集到的模拟量进行AD转换，转换后的数据送到单片机进行处理显示，数据显示由LCD1602液晶实现，液晶显示效果稳定无闪烁。

2.1 系统方案

主电路采用STC89C52RC，由于STC89C52RC内含4KB容量，因此在设计中不需要外扩ROM。硬件电路主要有传感器模块、LCD显示电路、继电器控制电路，图2.1是自动加料机控制系统硬件框图。

单 片 机 红灯 按键 D/A转换 继电器 电机 LCD显示器 预定值 电磁阀 传感器 A/D转换 绿灯 图2.1自动加料机控制系统硬件框图

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2.2.1 人工加料和自动加料的比较

人工加料主要是以往生产条件比较落后的前提使用的，这个方式是节省了机器购买的成本但是大大提高了人力的使用，当进行工业化大生产的时候需要进行雇佣专门的人员进行观察和及时填补物料已达到工业正常的生产，生活中进行养殖等操作进行人工加料这样的操作使得效率降低，生产周期变长、生产企业效益低下、工人薪资降低、严重会导致工厂无法运行以致倒闭等。

随着生产和科学技术的发展，自动化水平也越来越高。自动控制利用控制装置使被控对象的某个参数自动的按照预定的规律运行。本设计的自动加料机控制系统就是采用自动控制技术来实现功能的，这样就大大提高了工作的效率，整个过程又快又稳。自动加料机的设计可以大大节省人力资源控制，加料过程完成了自动控制，提高了生产效率以及生产的质量，同时家庭使用自动加料机进行生产养殖也是可以节省人力资源可以创造更大的利益，给人民的生产生活带来方便，给工业化大生产带来巨大的利益效益及工作效率等。 2.2.2 程序设计语言的选择

方案一：采用汇编语言进行程序设计。我们在学习单片机的时候虽然都是从汇编语言入手。但是掌握的比较差。所以不会优先选择汇编语言。虽说汇编语言是低级语言，但其也是有自身优势的。就是在延时方面，它略高于C语言。当然作为低级语言的它，在设计比较大型的系统时很容易暴露出其不足，其程序描述能力远远比不上C语言。

方案二：采用C语言进行程序设计。C语言，是目前最为流行的一种语言之一。它有着非常多的优点，在编写程序时，它总能用简短的语言就可以编写出稍微复杂的系统，描述能力也非常的强。所以，在编写程序时，人们往往优先采用它。当然，C语言也存在一些不足，但与汇编语言向比较，C语言唯一的不足就是在精确时间延时上没有汇编语言精确。

综合两种方案，自动加料机控制系统优势巨大的，汇编语言占据了一些优势。但是，综合全局及自己自身考虑，本课题的自动加料机控制系统也是一个较为复

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杂的电子系统，如果想通过汇编语言来实现，其工作量也是极其巨大的。经过慎重的考虑后，最后决定采用C语言进行整个电子系统的程序设计语言。

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