茶葉揉捻機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘    要

論文在原有半人工半自動(dòng)化的茶葉揉捻機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)上，增設(shè)機(jī)電一體化自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)茶葉揉捻機(jī)系統(tǒng)的自動(dòng)控制，提高效率。
根據(jù)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的要求，采取1主4從單片機(jī)的結(jié)構(gòu)，由多機(jī)通訊的方法實(shí)現(xiàn)各個(gè)部分的工作有序地進(jìn)行，分配好各單片機(jī)的控制內(nèi)容。
系統(tǒng)中采用了目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用廣泛，技術(shù)資料最多的80C51系列單片機(jī)，功能部分是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重心。涉及具體電路時(shí)，每部分電路借鑒了他人在這方面的工作經(jīng)驗(yàn)，參考成熟電路，使功能部分電路設(shè)計(jì)得合理有效。
盡可能選用了標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的典型電路，提高設(shè)計(jì)的成功率和結(jié)構(gòu)的靈活性。采用了功能強(qiáng)、集成度高的電路和芯片。減少了元件數(shù)量、接插件和相互連線，增加系統(tǒng)可靠性。在對(duì)直流伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)和控制中，選用了LM629和LMD18200構(gòu)成電機(jī)控制卡的設(shè)計(jì)，只通過軟件就能實(shí)現(xiàn)電機(jī)的控制。
根據(jù)現(xiàn)有條件和目標(biāo)要求，確定了設(shè)計(jì)方法。對(duì)不同的解決方案進(jìn)行比較，從中挑選最佳方案，制作了程序流程框圖，完成部分編程。軟件設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的應(yīng)用程序。其任務(wù)是在總體設(shè)計(jì)和硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，確定程序結(jié)構(gòu)，分配內(nèi)RAM資源，劃分功能模塊，然后進(jìn)行主程序和各模塊程序的設(shè)計(jì)。
本文的設(shè)計(jì)使茶葉揉捻機(jī)系統(tǒng)的各個(gè)器件能夠有序地配合工作，達(dá)到了自動(dòng)控制的目的。

關(guān)鍵詞：捻茶機(jī)，控制，單片機(jī)，電機(jī)

ABSTRACT

In this paper, author base on original system, design a Mechatronic System for tea
Roller. So the rolling machine can autocontrol and eventually promote efficiency.
  According to the requirement of this control system, use 1 IPC and 4 PLC singlechip
structure. The communication model between the IPC and the multiple sub-MCUS use
the serial method.
  This system choose the 80C51 series singlechip which applicable widely in our
country at the present time. Take examples from experience of other person when
involve specific circuit. Refer mature circuit to make the circuit layout effective. The
design apply standardization and modularized circuit as far as possible to increase the
success rates. The function powerful and highly integratied chip can help decrease the
number of symbol 、connector and wire splice. Use the LM629 and LMD18200 to
make up a controller card to control DC servo motor, so it can control the motor only by
way of software.
  Subject to the project objective and existence conditions, definite the method of
design. Compare the different solutions and choose the best one. Complete the program
flow chart and compile some program module. Software design is the application
program of control system. Base on overall and hardware design, the task is to fix up
program structure, distribute the ERAM resources, mark off function module, design
main program and module program at last.
  The task above paragraphs can make each part of the rolling machine work orderly,
reach the objective of autocontrol.

Key words： tea roller, control, singlechip, electric motor

目   錄

摘    要 II
ABSTRACT III
1  緒論 1
1.1 課題背景 1
1.2 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 1
1.3 論文研究的內(nèi)容 2
1.4 研究的具體任務(wù) 2
1.5 與傳統(tǒng)揉捻機(jī)相比改進(jìn)后的特點(diǎn) 2
1.5.1改進(jìn)的實(shí)現(xiàn) 2
1.5.2 改進(jìn)后的優(yōu)勢(shì) 3
2 系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 4
2.1 系統(tǒng)的主要功能 4
2.2 系統(tǒng)總體方案 4
2.3 小結(jié) 5
3 上位機(jī)和下位機(jī)模塊設(shè)計(jì) 6
3.1 上位機(jī)的模塊結(jié)構(gòu) 6
3.2 微控制器P87C591 6
3.2.1  P87C591特性 6
3.2.3  A/D參考電壓電路 8
3.2.4 復(fù)位和時(shí)鐘電路 9
3.3 多機(jī)串行通訊的設(shè)計(jì) 10
3.3.1 多機(jī)通訊原理 11
3.3.2 通訊協(xié)議 11
3.4 下位機(jī)的模塊結(jié)構(gòu) 12
3.5 89C52單片機(jī)的特征 12
3.6 LM629特性 13
3.6.1 LM629的功能和工作原理 13
3.6.2 管腳及系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 13
3.7 直流伺服系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 14
3.7.1 功能模塊 14
3.7.2  伺服控制原理 15
3.8 小結(jié) 16
4  硬件子系統(tǒng) 17
4.1 送料提升機(jī) 17
4.1.1 斗式提升機(jī)的概述 17
4.1.2 提升機(jī)的啟?？刂?nbsp;17
4.2 由繼電器或電磁閥控制的其它器件 18
4.3 步進(jìn)電動(dòng)機(jī) 18
4.3.1 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)概念及其工作原理 18
4.3.2 步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng) 20
4.4 加壓蓋的伺服電動(dòng)機(jī) 21
4.4.1 伺服電機(jī)原理和選用 21
4.4.2 伺服電機(jī)的微機(jī)控制 21
4.5 稱重傳感器 22
4.6 小結(jié) 24
5  軟件模塊設(shè)計(jì) 25
5.1 程序流程圖： 25
5.1.1 下位機(jī)程序流程圖： 25
5.1.2 上位機(jī)主程序流程圖： 26
5.2 串行通訊協(xié)議 26
5.3 單片機(jī)多機(jī)通訊的軟件設(shè)計(jì) 27
5.4伺服系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 28
5.4.1 LM629初始化 28
5.4.2 PID參數(shù)編程 29
5.4.3 軌跡參數(shù)編輯 29
5.5 小結(jié) 31
6  總結(jié) 32
參 考 文 獻(xiàn) 33
附錄：茶葉揉捻機(jī)示意圖 34