裝配圖供水管道恒壓智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

裝配圖供水管道恒壓智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),裝配,供水,管道,智能,控制系統(tǒng),設(shè)計(jì) 浙江工業(yè)大學(xué)浙西分校 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)文獻(xiàn)綜述 課題名稱：單片機(jī)控制的智能型自動(dòng)名茶炒制機(jī) 學(xué)生姓名：鄭雪君 系 （部）：信息與電子工程系 專業(yè)班級(jí)：04工自(1)班 指導(dǎo)教師：黃云龍、朱秋琴、廖東進(jìn) 職 稱：副教授、 助教、 助教 日 期：2007.05.03 4 文獻(xiàn)綜述 摘要：本設(shè)計(jì)采用單片機(jī)控制的智能炒茶，傳感器是利用熱電偶的溫差電動(dòng)勢(shì)來檢測溫度，傳感器將采集到的模擬信號(hào)經(jīng)過放大器及其放大電路的放大，傳送給A/D轉(zhuǎn)換器。A/D轉(zhuǎn)換器把送來的模擬信號(hào)經(jīng)過其轉(zhuǎn)換電路，轉(zhuǎn)換成單片機(jī)能讀的數(shù)字信號(hào)。經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)與單片機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)的設(shè)定溫度值進(jìn)行比較，看是否符合要求，而后單片機(jī)把已比較的數(shù)字信號(hào)經(jīng)過光電隔離再經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換反饋給可控硅。由可控硅對(duì)溫度進(jìn)行調(diào)控。 一 引言[3、5] 在我國現(xiàn)有的炒茶機(jī)的各種機(jī)型中很難找到技術(shù)含量高、特別是可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工、連續(xù)化生產(chǎn)的機(jī)械產(chǎn)品的不足與缺點(diǎn)，本機(jī)械將單片機(jī)的體積小、功耗低、價(jià)格低、品種規(guī)格系列化、硬件具有廣泛的通用性、有專門的開發(fā)系統(tǒng)等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，對(duì)制茶機(jī)的炒制方法跟對(duì)炒鍋溫度的控制結(jié)合在一起，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)。 本文根據(jù)傳統(tǒng)炒茶工藝中存在的不足和缺點(diǎn)，將單片機(jī)控制技術(shù)應(yīng)用于炒茶工藝中，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)控制的智能化炒茶。該系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)炒茶工藝中耗時(shí)長、對(duì)人員炒茶技術(shù)要求高、無法大規(guī)模生產(chǎn)等缺點(diǎn)。 通過生產(chǎn)新型機(jī)械和對(duì)舊機(jī)械的技術(shù)改造使制茶機(jī)能實(shí)現(xiàn)茶機(jī)的連續(xù)化、自動(dòng)化生產(chǎn)。 二　機(jī)械制茶機(jī)的現(xiàn)狀 1、單片機(jī)技術(shù)現(xiàn)狀[1、4] 單片微型計(jì)算機(jī)簡稱為單片機(jī)，是在一塊芯片上集成了一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)所需的CPU、存儲(chǔ)器、輸入/輸出部件和時(shí)鐘電路等。自問世以來，性能不斷提高和完善，加之具有集成度高，功能強(qiáng)，體積小，供耗低，性能可靠，價(jià)格低廉等特點(diǎn)，因此，在工業(yè)控制、智能儀器儀表、數(shù)據(jù)采集和處理、通信系統(tǒng)、高級(jí)計(jì)算機(jī)、家用電器等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，并且正在逐步取代現(xiàn)有的多片微機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，數(shù)字單片機(jī)的位數(shù)越來越多，精度也越來越高。 2、單片機(jī)在機(jī)械控制中的發(fā)展?fàn)顩r 電機(jī)是與電能的生產(chǎn)、傳輸和使用有著密切關(guān)系的電磁機(jī)構(gòu)。在日常生活中，電機(jī)的使用隨處可見，比如:在很多場合大量使用各種電動(dòng)機(jī)作為原動(dòng)機(jī)，用以拖動(dòng)各種機(jī)械設(shè)備;在軍事、信息和各種自動(dòng)控制系統(tǒng)中，使用大量的控制電機(jī)，作為檢測、執(zhí)行和計(jì)算等元件。 電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)以電力半導(dǎo)體變流器件的應(yīng)用為基礎(chǔ)、以電動(dòng)機(jī)為控制對(duì)象、以自動(dòng)控制理論為指導(dǎo)、以電子技術(shù)和微處理器控制及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)為手段，并且與檢測技術(shù)和數(shù)據(jù)通信技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)成一門具有相對(duì)獨(dú)立性的科學(xué)技術(shù)。在生產(chǎn)設(shè)備和過程自動(dòng)化中發(fā)揮著日益重要的作用。 3、單片機(jī)對(duì)溫度傳感器控制 熱電偶的工作原理： 兩鐘不同成分的導(dǎo)體（稱為熱電偶絲材或熱電極）兩端接合成電路，當(dāng)接合點(diǎn)的溫度不同時(shí)，在回路中就產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象叫熱電效應(yīng)，而這種電動(dòng)勢(shì)稱為熱電動(dòng)勢(shì)。熱電偶就是利用這種原理進(jìn)行溫度補(bǔ)償測量的，其中，直接用作測量介質(zhì)溫度的一端叫做工作端，另一端叫做冷端：冷端與顯示儀表或配套儀表連接，顯示儀表會(huì)指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)。熱電偶實(shí)際是一種能量轉(zhuǎn)換器，它將熱能轉(zhuǎn)化為電能，用所產(chǎn)生的熱電勢(shì)測量溫度，對(duì)于熱電偶的熱電勢(shì)力，應(yīng)注意如下幾個(gè)問題： （1）熱電偶的熱電勢(shì)是熱電偶兩端溫度函數(shù)的差，而不是熱電偶兩端溫度差的函數(shù)； （2）熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢(shì)的大小，當(dāng)熱電偶的材料是均勻時(shí)，與熱電偶的長度和直徑無關(guān)，只與熱電偶材料的成分和兩端的溫差有關(guān)。 （3）當(dāng)熱電偶的兩個(gè)熱電偶絲材料成分確定后，熱電偶熱電勢(shì)的大小，只與熱電偶的溫度差有關(guān)。 ③銅—銅鎳 （康銅）熱電偶，分度號(hào)T，它的正極是鐵，負(fù)極是銅鎳合金。測溫范圍為-200～+350℃。150℃時(shí)的熱電勢(shì)為6.702。主要特點(diǎn)是：精度高、熱電極的均勻性好；因銅熱電極易氧化，并且氧化膜易脫落，故在氧化性氣氛中使用時(shí)，一般不能超過300℃，在-200～+300℃范圍內(nèi)，它們靈敏度比較高。 熱電偶測溫原理圖 溫度傳感器 單片機(jī) 放大器及放大電路 A/D轉(zhuǎn)換器及電路 單片機(jī)對(duì)溫度傳感器的工作過程 測量放大器的特點(diǎn) 運(yùn)算放大器對(duì)微弱信號(hào)的放大，僅適用于信號(hào)回路不受干擾的情況。然而，傳感器的工作環(huán)境往往比較惡劣，在傳感器的兩個(gè)輸出端上經(jīng)常產(chǎn)生較大的干擾信號(hào)，有時(shí)是完全相同的，完全相同的干擾信號(hào)稱為共模干擾。雖然運(yùn)算放大器對(duì)直接輸入到差動(dòng)端的共模信號(hào)有較強(qiáng)的抑制能力，但對(duì)簡單的反相輸入或同相輸入接法，由于電路結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱，抵御共模干擾的能力很差，故不能用在精密測量場合。因此，需要引入另一種形式的放大器，即測量放大器，又稱儀用放大器、數(shù)據(jù)放大器，它廣泛用于傳感器的信號(hào)放大，特別是微弱信號(hào)及具有較大共模干擾的場合。 測量放大器除了對(duì)低電平信號(hào)進(jìn)行線性放大外，還擔(dān)負(fù)著阻抗匹配和抗共模干擾的任務(wù)，他具有高共模抑制比、高速度、高精度、寬頻帶、高穩(wěn)定性、高輸入阻抗、低輸出阻抗、低噪聲等特點(diǎn)。 放大電路框圖 模數(shù)轉(zhuǎn)換器是連接模擬和數(shù)字世界的一個(gè)重要接口。A/D轉(zhuǎn)換器將現(xiàn)實(shí)世界的模擬信號(hào)變換成數(shù)字位流以進(jìn)行處理、傳輸及其他操作?！/D轉(zhuǎn)換器的選擇是至關(guān)重要的。所選擇的A/D轉(zhuǎn)換器應(yīng)能確保模擬信號(hào)在數(shù)字位流中被準(zhǔn)確地表示，并提供一個(gè)具有任何必需的數(shù)字信號(hào)處理功能的平滑接口，這一點(diǎn)很重要。目前的高速A/D轉(zhuǎn)換器已被應(yīng)用于各種儀表、成像以及通信領(lǐng)域中。對(duì)用戶而言，所有這些應(yīng)用都有著相似的要求，即以較低的價(jià)格實(shí)現(xiàn)更高的性能。 濾波 采樣保持 編碼 A/D轉(zhuǎn)換器的工作過程框圖 用于評(píng)定A/D的最常用性能參數(shù)如下： ● 信噪比（SNR） ● 信號(hào)與噪聲加失真之和之比（SINAD） ● 無寄生動(dòng)態(tài)范圍（SFDR） 　 ● 差分線性誤差（DNL或DLE） ● 積分線性誤差（INL或ILE） ● 有效位數(shù)（ENOB） ● 增益誤差 　　● 功耗 三、系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)與工作過程 基于單片機(jī)控制的溫度控制系統(tǒng)構(gòu)成如下圖所示，系統(tǒng)采用熱電偶檢測溫度經(jīng)過放大后A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)給單片機(jī)，由單片機(jī)內(nèi)部設(shè)定的溫度數(shù)值進(jìn)行比較，查看是否超過溫控警報(bào)，再經(jīng)過過零檢測后經(jīng)過光電隔離反饋給出可控硅進(jìn)行對(duì)電爐的溫度控制。 單片機(jī)溫控的總體構(gòu)成框圖