裝配圖供水管道恒壓智能控制系統(tǒng)設(shè)計(論文+DWG圖紙+開題報告+外文翻譯+文獻綜述)
裝配圖供水管道恒壓智能控制系統(tǒng)設(shè)計(論文+DWG圖紙+開題報告+外文翻譯+文獻綜述),裝配,供水,管道,智能,控制系統(tǒng),設(shè)計,論文,dwg,圖紙,開題,報告,講演,呈文,外文,翻譯,文獻,綜述
信息與電子工程 系畢業(yè)設(shè)計 (論文)
畢業(yè)設(shè)計 (論文)開題報告
信息與電子工程 系工業(yè)電氣自動化 專業(yè)04級 1 班
課題名稱:單片機控制的智能型名茶炒制機
畢業(yè)設(shè)計(論文)起止時間:
2007 年3 月2 日~6 月13 日(共 17 周)
學生姓名: 鄭雪君 學號:3040221122
指導教師: 黃云龍,朱秋琴,廖東進
報告日期: 2007.03.13
1.本課題所涉及的問題在國內(nèi)(外)的研究現(xiàn)狀綜述
一.我國茶葉機械的現(xiàn)狀及存在的問題
1.1現(xiàn)狀
我國是茶葉的故鄉(xiāng),具有悠久的茶葉種植、加工歷史,形成了各具特色的六大茶類加工藝。茶葉性味甘,苦,微寒,是我國傳統(tǒng)的天然保健飲料。人們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)茶葉中所含的化學成分達500多種,其中主要成分有咖啡堿、茶多酚、蛋白質(zhì)、氨基酸、糖類、維生素、脂質(zhì)、有機酸等有機化合物,還含有鉀、鈉、鎂、銅等28種無機營養(yǎng)元素,各種化學成分之間的組合比例十分協(xié)調(diào)。茶葉加工機械經(jīng)過長期的探索、發(fā)展,機械化程度大大提高,紅(碎)茶加工已基本實現(xiàn)機械化;炒青綠茶加工機械較完整、配套;珠茶加工,由于60年代珠茶炒干機的出現(xiàn),極大地降低了勞動強度和提高了生產(chǎn)能力,茶機有力地促進了茶葉生產(chǎn)的迅速發(fā)展。近年來,我國茶葉產(chǎn)品有了較大變化,特別是茶葉產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的大幅調(diào)整,已從以大宗茶生產(chǎn)為主轉(zhuǎn)向以名優(yōu)茶的生產(chǎn)為主,名優(yōu)茶產(chǎn)品成為主導產(chǎn)品,帶動了名優(yōu)茶機械的大發(fā)展,先后出現(xiàn)了名優(yōu)茶整形機、理條機、扁形茶多功能機等一系列適合各種名優(yōu)茶外形的名茶加工機械。但制茶機械的自動化和連續(xù)化程度仍然較低。近年來在制茶機械自動控制方面也有所突破,如以繼電器為基礎(chǔ)控制元件的自動控制技術(shù)在勻堆拼配設(shè)備中應用;機電控制系統(tǒng)在揉捻機上的應用;1987年通過部級鑒定的“計算機控制茶葉烘干機”及在烏龍茶做青工藝中的應用;電腦控制型龍井茶炒制機的研制成功等,這些研究成果對我國茶葉機械的自動化和連續(xù)化必將起到推動作用
1.2存在問題
經(jīng)過幾十年的發(fā)展,我國制茶基本實現(xiàn)了機械化,自動控制也在某些機型上得到應用。主要反映在茶葉機械技術(shù)含量不高,雖然從茶機發(fā)展之初起,我國茶業(yè)界與茶機界人士一直在思考、探索茶葉加工自動化、連續(xù)化,經(jīng)過多年的發(fā)展一些機型也基本實現(xiàn)自動化,但僅局限單機作業(yè),離機電一體化程度差距較大。近幾年各種名茶加工機械如雨后春筍不斷出現(xiàn),這從歷年浙江省茶機公司舉辦的茶葉機械展銷會就能得到印證。
二.單片機技術(shù)在炒茶控制中的現(xiàn)狀
單片微型計算機簡稱為單片機,是在一塊芯片上集成了一臺微型計算機所需的CPU、存儲器、輸入/輸出部件和時鐘電路等。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,體積小,供耗低,性能可靠,價格低廉等特點,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)、高級計算機、家用電器等領(lǐng)域的應用日益廣泛,并且正在逐步取代現(xiàn)有的多片微機應用系統(tǒng),數(shù)字單片機的位數(shù)越來越多,精度也越來越高。另外,在需要極高響應速度的控制場合,還出現(xiàn)了模糊單片機,它是專門執(zhí)行模糊邏輯信號的器件,具有極高的模糊推理速度。
今天,還出現(xiàn)了不少高級語言的開發(fā)工具,這些系統(tǒng)經(jīng)過仿真可在更高的開發(fā)平臺上進行快速的開發(fā),為單片機的廣泛應用鋪平了道路。所以,在未來的社會主義工業(yè)化建設(shè)中,單片機無疑會發(fā)揮更大的作用。
三.單片機與制茶機相結(jié)合成的制茶機的優(yōu)勢和前景
優(yōu)勢
1、現(xiàn)在的茶機很難找到技術(shù)含量高、特別是可以實現(xiàn)自動化加工、連續(xù)化生產(chǎn)的機械產(chǎn)品而單片機正好可以彌補現(xiàn)在制茶機的缺點實現(xiàn)自動化、連續(xù)化生產(chǎn)。
2、單片機具有集成度高,功能強,體積小,供耗低,性能可靠,價格低廉等特點在普通制茶機增加少量成本就可以實現(xiàn)自動化、連續(xù)化功能的大幅度提升。
前景
1、可以成套批量生產(chǎn)新型的制茶機。
2、可以對舊的制茶機進行技術(shù)改造,加裝單片機控制系統(tǒng)使其在資金低投入的情況下使它的性能大幅度提高。
2.設(shè)計(論文)要解決的問題和擬采用的研究方法
本設(shè)計(論文)要解決的問題有以下幾個方面:
(1)系統(tǒng)整體方案的確立
(2)系統(tǒng)軟件與硬件的設(shè)計
(3)元件的選取
系統(tǒng)的方案包括自動控制方案,溫度控制方案。本題采用熱電偶測溫經(jīng)放大電路放大后經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換再由單片機控制的智能炒茶。
溫度傳感器
單片機
放大器及放大電路
A/D轉(zhuǎn)換器及電路
單片機控制溫度傳感器的框圖
熱電偶是根據(jù)熱電效應的原理制成的,其特點是:結(jié)構(gòu)簡單、價格便宜、測量范圍廣、準確度高;缺點是要有溫度補償,長期使用要定期檢查和更換。
熱電偶的工作原理:
兩鐘不同成分的導體(稱為熱電偶絲材或熱電極)兩端接合成電路,當接合點的溫度不同時,在回路中就產(chǎn)生電動勢,這種現(xiàn)象叫熱電效應,而這種電動勢稱為熱電動勢。熱電偶就是利用這種原理進行溫度補償測量的,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,顯示儀表會指出熱電偶所產(chǎn)生的熱電勢。熱電偶實際是一種能量轉(zhuǎn)換器,它將熱能轉(zhuǎn)化為電能,用所產(chǎn)生的熱電勢測量溫度,對于熱電偶的熱電勢力,應注意如下幾個問題:
(1)熱電偶的熱電勢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)生的熱電勢的大小,當熱電偶的材料是均勻時,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)當熱電偶的兩個熱電偶絲材料成分確定后,熱電偶熱電勢的大小,只與熱電偶的溫度差有關(guān)。
熱電偶測溫原理圖
熱電偶冷端溫度補償方法
用熱電偶測量溫度時,熱電偶的工作端(熱端)被放置在待測溫場中,而自由端(冷端)通常被放在0℃的環(huán)境中。若冷端溫度不是0℃,則會產(chǎn)生測量誤差,此時要進行冷端補償。冷端補償方法較多,在本次的設(shè)計中我們采用的冷端溫度補償為電橋式冷端補償。
對與冷端溫度補償器,在工業(yè)上采用如圖所示補償電橋的冷端補償電路。
熱電偶冷端溫度補償電橋
集成運算放大器組成
測量放大器的特點:除了對低電平信號進行線性放大外,還擔負著阻抗匹配和抗共模干擾的任務,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。
測量放大器的組成
測量放大器的基本電路如圖所示。
測量放大器原理圖
零點漂移可描述為:輸入電壓為零,輸出電壓偏離零值的變化。
零點漂移是怎樣形成的:運算放大器均是采用直接耦合的方式,我們知道直接耦合式放大電路的各級的Q點是相互影響的,由于各級的放大作用,第一級的微弱變化,會使輸出級產(chǎn)生很大的變化。當輸入短路時(由于一些原因使輸入級的Q點發(fā)生微弱變化現(xiàn)象:溫度),輸出將隨時間緩慢變化,這樣就形成了零點漂移。
產(chǎn)生零漂的原因是:晶體三極管的參數(shù)受溫度的影響。解決零漂最有效的措施是:采用差動電路
A/D轉(zhuǎn)換器及其電路
濾波
采樣保持
編碼
A/D轉(zhuǎn)換器的工作過程框圖
模數(shù)轉(zhuǎn)換器是連接模擬和數(shù)字世界的一個重要接口。A/D轉(zhuǎn)換器將現(xiàn)實世界的模擬信號變換成數(shù)字位流以進行處理、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)換器應能確保模擬信號在數(shù)字位流中被準確地表示,并提供一個具有任何必需的數(shù)字信號處理功能的平滑接口,這一點很重要。目前的高速A/D轉(zhuǎn)換器已被應用于各種儀表、成像以及通信領(lǐng)域中。對用戶而言,所有這些應用都有著相似的要求,即以較低的價格實現(xiàn)更高的性能。
速度與分辨率的關(guān)系
分辨率是指轉(zhuǎn)換器能夠復制的位數(shù)精度:分辨率越高,則結(jié)果越精確。分辨率以位來計量。目前市場上的高速A/D的分辨率為8~16位,速度為2~4Gsps。速度和分辨率始終是一對矛盾。分辨率的增加通常會導致可實現(xiàn)速度的降低。
A/D轉(zhuǎn)換器的選擇及連接
5G14433是我國制造的31/2位模/數(shù)變換器,是目前市場上廣泛流行的最典型的雙積分模/數(shù)變換器。該芯片具有抗干擾性能好、轉(zhuǎn)換精度高、自動校零、自動極性輸出、自動量程控制信號輸出、外接元件少、價格便宜等特點。因此廣泛應用在低速微控制器應用系統(tǒng),智能儀表和數(shù)字三用表等領(lǐng)域。5G14433與國外型號MC14433兼容。5G14433的結(jié)構(gòu)和引腳如圖所示為引腳圖,下表為引腳功能表。
引腳圖
系統(tǒng)的硬件采用單片機控制,硬件組成主要包括A/D、D/A轉(zhuǎn)換器及其電路,放大器及放大電路,電源電路,熱電偶溫度傳感器,控制電路,反饋檢測電路,電壓電流變換電路,電機,輸入設(shè)定與輸出顯示設(shè)備等。
元件的選取以系統(tǒng)各方面參數(shù)要求為準。
3.本課題需要重點研究的、關(guān)鍵的問題及解決的思路
重點研究與關(guān)鍵問題:
(1)單片機對溫度的控制與檢測;
(2)傳感器的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換;
解決思路:
1.1單片機溫度控制的原理具體如下:
熱電偶將爐溫變換為模擬電壓信號, 經(jīng)低通濾波濾掉干擾信號后送放大器, 信號放大為0~5 V 后送模/ 數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送單片機。同時, 熱電偶的冷端溫度也由IC 溫度傳感器變?yōu)殡妷盒盘? 經(jīng)放大和轉(zhuǎn)換后送單板機。標度變換程度根據(jù)溫檢測值求得實際爐溫 θ。數(shù)字調(diào)節(jié)器程序根據(jù)恒溫給定值θ0 與θ的偏差Δθ, 按積分分離的PID 控制算法得到輸出控制量ui 。數(shù)字觸發(fā)器程序根據(jù)uc 控制電阻爐子的導通時間, 調(diào)節(jié)爐溫的變化使之與給定恒溫值一致。導通時間長, 輸出功率大, 溫度升高快; 導通時間短, 輸出功率小, 溫度升高變慢。顯示與恒溫判斷程序完成爐溫θ與恒溫時間顯示、恒溫開始與恒溫完成判別、恒溫完成時給出聲光指示信號。斷偶判斷程序根據(jù)溫度檢測值判斷溫度傳感是否開路, 若開路, 則給出斷偶報警信號。
1.2單片機溫度檢測的原理具體如下:
熱電偶傳感器檢測到一個在0℃-1000℃范圍的溫度值,因為熱電偶的輸出電壓信號為0mV-41.32mV。熱電偶把測量到溫度值轉(zhuǎn)化成自己的輸出電壓信號輸給毫伏變送器,毫伏變送器把熱電偶輸出的信號轉(zhuǎn)化為4mA-20mA的電流信號送給電流/電壓變送器。電流信號經(jīng)過電流/電壓變送器的轉(zhuǎn)化變成0-5V的電壓信號。測得的電流信號經(jīng)過反饋電路反饋來使系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)電阻爐的溫度。為了提高測量精度,變送器可以進行零點遷移。例如:若溫度測量范圍為0℃-400℃,熱電偶給出0~16.4mV時,毫伏變送器零點遷移后輸出4mA-20mA范圍電流。 這樣,采用8位A/D轉(zhuǎn)換器就可使量化溫度達到1.96℃以內(nèi)。
溫度傳感器
單片機
放大器及放大電路
A/D轉(zhuǎn)換器及電路
模數(shù)轉(zhuǎn)換器是連接模擬和數(shù)字世界的一個重要接口。A/D轉(zhuǎn)換器將現(xiàn)實世界的模擬信號變換成數(shù)字位流以進行處理、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)換器應能確保模擬信號在數(shù)字位流中被準確地表示,并提供一個具有任何必需的數(shù)字信號處理功能的平滑接口,這一點很重要。目前的高速A/D轉(zhuǎn)換器已被應用于各種儀表、成像以及通信領(lǐng)域中。對用戶而言,所有這些應用都有著相似的要求,即以較低的價格實現(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
DAC7521數(shù)模轉(zhuǎn)換接口
數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的主要任務是:單片機輸出的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成可控硅過零觸發(fā)電路所需的模擬控制量。
D/A轉(zhuǎn)換器的接口邏輯如圖所示。
數(shù)模轉(zhuǎn)換接口電路
DAC7521從8031的8位數(shù)據(jù)線上獲取12位的數(shù)據(jù)必須分兩次進行。為了防止D/A轉(zhuǎn)換書輸出會有“毛刺”現(xiàn)象,這里采用了兩級緩沖器結(jié)構(gòu)。
即8031先把低8位送入第一級緩沖器,然后再送高4位數(shù)據(jù)時,同時選通第二級的兩片74LS373構(gòu)成的第一級緩沖器,使12位數(shù)據(jù)同時出現(xiàn)在DAC7521的數(shù)據(jù)輸出線上,進行D/A轉(zhuǎn)換。D/A輸出的電流經(jīng)OP07反相后變?yōu)?—10 V的電壓信號。
4.完成本課題所必須的工作條件(如工具書、實驗設(shè)備或?qū)嶒灜h(huán)境條件、某類市場調(diào)研、計算機輔助設(shè)計條件等等)及解決的辦法
①.《C語言程序設(shè)計》 胡建平 主編 天津大學出版社
②.《單片機原理與應用》 陳建鐸 主編 科學出版社
③.《51單片機C語言應用程序設(shè)計實例精講》 戴佳 戴衛(wèi)恒 編著 電子工業(yè)出版社
④、《MCS-51單片機實用接口技術(shù)》 第1版 1992 李明華著 北京航空航天大學出版社
⑤、《單片機原理及其接口技術(shù)》 第二版 胡漢才著 北京:清華大學出版社
⑥、《MCS-51系列單片機系統(tǒng)及其應用》 蔡美琴等著 高等教育出版社
5.設(shè)計(論文)完成進度計劃
第01周至第02周:查閱中文及英文資料(并翻譯一篇外文資料),收集單片機和溫度傳感器方面資料;
第03周至第03周:完成畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告,并開始進行畢業(yè)設(shè)計;
第04周至第05周:完成方案論證與比較設(shè)計;
第06周至第07周:;
第08周至第09周:;
第10周至第12周:;
第13周至第15周:整理相關(guān)資料,完成畢業(yè)設(shè)計(論文)手稿及最終電腦打印的畢業(yè)論文;
第16周至第16周:畢業(yè)設(shè)計(論文)小組答辯;
第17周至第17周:答辯。
6.指導教師審閱意見
指導教師(簽字): 年 月 日
7.教研室主任意見
教研室主任(簽字): 系(簽章)
年 月 日
說明:
1. 本報告必須由承擔畢業(yè)設(shè)計(論文)課題任務的學生在接到“畢業(yè)設(shè)計(論文)任務書”、正式開始做畢業(yè)設(shè)計(論文)的第2周或第3周末之前獨立撰寫完成,并交指導教師審閱。
2.每個畢業(yè)設(shè)計(論文)課題撰寫本報告一份,作為指導教師、教研室主任審查學生能否承擔該畢業(yè)設(shè)計(論文)課題任務的依據(jù),并接受學校的抽查。
收藏
編號:3730625
類型:共享資源
大?。?span id="g44im2m" class="font-tahoma">4.05MB
格式:ZIP
上傳時間:2019-12-22
100
積分
- 關(guān) 鍵 詞:
-
裝配
供水
管道
智能
控制系統(tǒng)
設(shè)計
論文
dwg
圖紙
開題
報告
講演
呈文
外文
翻譯
文獻
綜述
- 資源描述:
-
裝配圖供水管道恒壓智能控制系統(tǒng)設(shè)計(論文+DWG圖紙+開題報告+外文翻譯+文獻綜述),裝配,供水,管道,智能,控制系統(tǒng),設(shè)計,論文,dwg,圖紙,開題,報告,講演,呈文,外文,翻譯,文獻,綜述
展開閱讀全文
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
裝配圖網(wǎng)所有資源均是用戶自行上傳分享,僅供網(wǎng)友學習交流,未經(jīng)上傳用戶書面授權(quán),請勿作他用。