母線槽技術參數(shù)自動檢測線運動機構(gòu)控制系統(tǒng)設計

母線槽技術參數(shù)自動檢測線運動機構(gòu)控制系統(tǒng)設計,母線槽,技術參數(shù),自動檢測,運動,機構(gòu),控制系統(tǒng),設計 南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文） 學士學位畢業(yè)設計(論文)開題報告 學生姓名 朱靜 學號 003202102 專業(yè) 自動化（數(shù)控） 指導教師姓名 華茂發(fā) 職稱 副教授 所在系部 自動化數(shù)控 課題來源 工廠 課題類型 設計 課題名稱 母線槽技術參數(shù)自動檢測線運動機構(gòu)控制系統(tǒng)設計（控制電路部分） 畢業(yè)設計的內(nèi)容和意義? 畢業(yè)設計的內(nèi)容和意義 畢業(yè)設計的內(nèi)容和意義 畢業(yè)設計內(nèi)容： 本設計根據(jù)自動檢測母線槽導電片電阻及導電片之間絕緣介質(zhì)的絕緣強度等技術參數(shù)的要求，提出了母線槽技術參數(shù)自動檢測線運動機構(gòu)控制系統(tǒng)的設計方案，詳細介紹了設計運動機構(gòu)控制系統(tǒng)硬件電路的過程。在所設計的電路中是采用8031作為CPU，外擴8K的程序存儲器和4K的數(shù)據(jù)存儲器。其中8K的程序存儲器用2764芯片進行擴展，4K的數(shù)據(jù)存儲器用6264芯片進行擴展。步進電機的輸出信號口用74LS273鎖存器進行擴展。I/O口用8255擴展，所有的按鍵皆用8155擴展，它們的各種功能用軟件進行定義。這些鍵有控制四個電機進給的八個手動按鈕，四個電機的作用是：控制前測頭X、Y兩根軸的兩個電機，控制后測頭U、V兩根軸的兩個電機。這八個步進電機的進給方向分別是：+X、-X、+Y、-Y、+U、-U、+V、-V。有8個控制氣缸升降的按鍵，另外還有編輯鍵盤20個。步進電機脈沖信號經(jīng)鎖存器輸出。6位LED靜態(tài)顯示：其中一位是十六段的“米”字形的LED用于顯示字母，其余的五位皆是七段LED顯示，其中的第一個LED用于顯示負號，表示四個電機的負方向位移，其后三位用于顯示電機位移量的整數(shù)部分，最后一位LED用于顯示電機位移量的小數(shù)部分。電機的進給范圍控制在1米之內(nèi)，精確到0.1mm。顯示器段選信號經(jīng)鎖存器輸出，位顯信號用8031的P2口高位地址經(jīng)譯碼器輸出。編寫主程序流程圖以及鍵盤掃描程序流程圖。 畢業(yè)設計需完成的技術文獻： （1） 畢業(yè)設計開題報告 1份 （2）控制系統(tǒng)原理圖 1份 （3）PCB圖 1份 （4） 英文翻譯資料 1篇 （5） 畢業(yè)設計論文 1篇 畢業(yè)設計的意義： 單片機在今后的社會發(fā)展過程中的應用將會越來越廣泛，幾乎可以涉及到社會的各個高科技領域。作為理工科的學生，熟練掌握單片機對今后的工作發(fā)展將會有百利而無一害。這是我選擇這個畢業(yè)設計課題的一大原因。另外，社會的發(fā)展將趨向于綠色化發(fā)展，而氣壓傳動無疑滿足這個社會發(fā)展要求。此外在大學期間我們專業(yè)對于氣壓傳動不是重點課程。這個課題也會讓我們在指導老師的帶領下初步涉足此未知領域。 母線槽主要用于近距離的電力傳輸。尤其在現(xiàn)代高層建筑及電纜橋架領域，幾乎都是用母線槽進行電的傳輸?shù)?！它與我們的生活是如此密切相關，這就對母線槽的安全性提出了很高的要求。而準確掌握母線槽的技術參數(shù)是確保安全性的必要前提！這就要求我們能夠準確測量出母線槽的技術參數(shù)。 傳統(tǒng)的母線槽技術參數(shù)檢測，都是檢測員手工完成的。檢測員手動控制測頭定位去檢測母線槽的絕緣強度和電阻。手動定位很容易帶來由于定位不準確而產(chǎn)生的操作誤差以及漏測，這與我們對母線槽技術參數(shù)準確性的要求是相互沖突的。另外在檢測母線槽的絕緣強度時需要對母線槽通以大電流（2000V），這無疑會威脅到檢測員的人身安全。 母線槽技術參數(shù)自動檢測線運動機構(gòu)控制系統(tǒng)的設計將解決的是母線槽技術參數(shù)檢測中的這兩大難題。母線槽技術參數(shù)檢測系統(tǒng)將不僅完成母線槽技術參數(shù)的自動檢測。同時對于檢測結(jié)果的打印和貼標以及包裝均是同一條流水線上由同一臺上位機控制并按順序完成的。這臺控制機將對母線槽內(nèi)部每一片導電片的電阻和導電片之間的絕緣強度進行自動檢測，控制機的上位機會顯示出檢測結(jié)果，檢測員只需要對照標準參數(shù)即可知道此母線槽內(nèi)部被檢測的導電片的電阻是否達到要求，所檢測的兩塊導電片之間的絕緣強度是否滿足所需指標，從而方便操作員進行檢修，也可以使檢測員遠離大電流，從而消除了大電流檢測絕緣強度時對檢測員的人生安全造成的威脅。 這臺檢測機的組成如下圖所示： 打印機 上位機 貼標機 運動機構(gòu)控制系統(tǒng)（下位機） 測試系統(tǒng) 母線槽 包裝機構(gòu) 定位機構(gòu) 測試臺 母線槽 輔助動作控制電路 輔助動作執(zhí)行機構(gòu)（氣壓傳動） 功率放大系統(tǒng) 運動驅(qū)動機構(gòu) 而我在這次畢業(yè)設計中負責設計的是這臺檢測系統(tǒng)的下位機。由上圖可以看到下位機的主要功能就是控制步進電機進給，以及控制氣缸伸縮從而對母線槽進行準確定位。 文獻綜述 文獻綜述 參考文獻 隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，各行各業(yè)對電力需求量正逐步加大，使得社會上對電力傳輸?shù)目煽啃院桶踩蕴岢隽烁叩囊?，這極大地促進了人們對于電力傳輸?shù)难芯?。而在遠距離傳輸領域，電纜能很好的滿足要求，但是在電纜橋架、高層建筑以及工廠的近距離電力傳輸領域，電纜無法發(fā)揮其特性。在這種形勢下，人們急需尋找一種替代產(chǎn)品，于是母線槽應運而生。母線槽在高層建筑以及工廠近距離電力傳輸領域中作為供電主干線，而高層建筑以及工廠與人們的生活密切相關，母線槽的作用就好似人體的大動脈，一旦出現(xiàn)故障將會造成嚴重的后果。因此生產(chǎn)、建設及科研單位一直在為提高母線槽的可靠性做出努力。這就要求有可靠的檢測母線槽技術參數(shù)的技術。目前的母線槽技術參數(shù)檢測，主要還是靠手工操作。檢測員手工操作，不僅會帶來操作誤差和漏測，另外測母線槽絕緣強度時需要高壓（2000V），對檢測員的人身安全無疑也是個很大的威脅。 單片微型計算機簡稱單片機，是典型的嵌入式為控制器。單片機具有集成度高，功能強，結(jié)構(gòu)簡單，易于掌握，應用靈活，可靠性高等特點，在工業(yè)控制、機電一體化、通信終端、智能儀表、家用電器等諸多領域中得到廣泛應用，已經(jīng)成為傳統(tǒng)機電設備升級為智能化機電設備的重要手段。 8255A是Intel公司的一種通用的可編程并行接口電路，在單片機應用系統(tǒng)中被廣泛用作可編程外部I/O擴展接口。8255A與MCS-51單片機連接方式簡單，其工作方式由程序設定。 8155芯片內(nèi)部具有256B RAM、2個8位和1個6位的可編程I/O口、1個14位減法計數(shù)器，與MCS-51單片機接口簡單，廣泛應用于單片機應用系統(tǒng)，擴展鍵盤非常方便。 無論是單片機控制系統(tǒng)還是單片機檢測系統(tǒng)，都需要一個人機對話裝置，這種人機對話裝置通常采用鍵盤和顯示器。鍵盤是單片機應用系統(tǒng)中人機對話常用的輸入裝置，而顯示器是單片機應用系統(tǒng)人機對話中常用的輸出裝置。行列式鍵盤所需要占用的I/O口資源少，軟件控制方式也比較簡單。LED顯示相對于LCD顯示來講，簡單便宜，便于購買。 參考文獻： （1） 《單片機原理及接口技術》。李朝青，北航出版社，1993年3月。 （2） 《單片機應用系統(tǒng)設計》。何立民，北航出版社，1990年。 （3） 《單片機原理及應用》。趙德安，機械工業(yè)出版社，2004年9月。 （4） 《 單片機原理及應用》。趙德安，北京：機械工業(yè) 出版社，2004 （5） 《MCS-51單片機原理及接口技術》。。馬家辰等，哈 爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社，1997 （6） 《MCS-51單片微型計算機原理接口技術應用實例》。呂能元等，北京：科學出版社，1993 研究計劃 為期一個學期共十七周的畢業(yè)設計具體研究計劃如下： 第一周作為熟悉課題的時間；第二周則用于搜集有關資料；第三周用于英文資料翻譯；第四周用于撰寫畢業(yè)設計開題報告。第五周和第六周則用于設計方案和修改方案。其余時間安排如下： 1、利用第七周的時間設計出CPU的擴展電路。其中是采用8031作為CPU，外擴存儲器。 2、第八周則是主要用于設計顯示電路。顯示電路部分，用6位靜態(tài)顯示 3、第九周則是主要用于接口電路的設計。I/O口用8255擴展，按鍵用8155擴展，步進電機脈沖信號經(jīng)鎖存器輸出。 4、第十周和第十二周則主要用于繪制原理圖。 5、第十三周用于PCB圖的布線。 6、第十四周用于設計主程序流程圖。 7、第十五周設計鍵盤掃描程序流程圖。 8、第十六周用于撰寫畢業(yè)設計論文報告。 9、第十七周用于答辯。 特色與創(chuàng)新 母線槽技術參數(shù)自動檢測技術目前在國內(nèi)尚未見到相關文獻報道。設計該檢測裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工檢測，屬于一項創(chuàng)新設計，設計的檢測頭運動控制系統(tǒng)，選用單片機作為運動機構(gòu)控制核心，再上位機（PC機）管理下，自動控制母線槽兩端兩個檢測頭分別在四個坐標方向移動，自動檢測單層三列、單層四列、單層五列以及雙層三列、雙層四列、雙層五列母線槽的技術參數(shù)，檢測范圍寬，自動化程度高，控制電路簡單、實用。 指導教師 意 見 指導教師簽名： 年 月 日 教研室意見 主任簽名： 年 月 日 系部意見 教學主任簽名： 年 月 日 第 6 頁 南京工程學院 畢業(yè)設計任務書 自動化 系 自動化(數(shù)控技術應用) 專業(yè) 設 計 題 目 母線槽技術參數(shù)自動檢測線運動機構(gòu) 控制系統(tǒng)設計（控制電路部分） 學 生 姓 名 朱 靜 班 級 032021 起 止 日 期 2006.2.20至2006.6.16 指 導 教 師 華 茂 發(fā) 教研室主任 葛 紅 宇 發(fā)任務書日期 2006年2月20日 1.畢業(yè)設計的原始數(shù)據(jù)： 檢測對象為單層母線槽和雙層母線槽，每層分為3、4、5排三 種，母線槽長度范圍3～4m。控制軸數(shù)為X、Y、U、V共四軸。 2.畢業(yè)設計(論文)的內(nèi)容和要求(包括技術要求、圖表要求以及工作要求等)： 采用8031作為CPU，外擴8KB程序存儲器。I/O用8255擴 展，按鍵及選擇開關用8155擴展，步進電機脈沖信號經(jīng)鎖存器輸 出。6位LED靜態(tài)顯示：其中一位是十六段的“米“字形的LED 用于顯示字母，其余的五位皆是七段LED顯示，其中的第一個LED 用于顯示負號，表示電機的負方向進給，其后三位用于顯示電機位 移量的整數(shù)部分，最后一位LED用于顯示電機進給的小數(shù)部分。 3.畢業(yè)設計應完成的技術文件： （1） 畢業(yè)設計開題報告 1份 （2）控制系統(tǒng)原理圖 1份 （3）PCB圖 1份 （4） 英文翻譯資料 1篇 （5） 畢業(yè)設計論文 1篇 4.主要參考文獻： 1）、《單片機原理及接口技術》。李朝青，北航出版社，1993 2）、《單片機應用系統(tǒng)設計》。何立民，北航出版社，1990 3）《單片機原理及應用》。趙德安，機械工業(yè)出版社，2004年 5.畢業(yè)設計(論文)進度計劃(以周為單位)： 起 止 日 期 工 作 內(nèi) 容 備 注 第一周 第二周 第三周 第四周 第五周 第六周 第七周 第八周 第九周 第十周 第十一周 第十二周 第十三周 第十四周 第十五周 第十六周 第十七周 熟悉課題 收集畢業(yè)設計課題有關資料 英文資料翻譯(至少2000字) 撰寫畢業(yè)設計開題報告 擬定設計方案 修改設計方案 設計CPU擴展電路 設計顯示電路 設計I/O接口電路 用PROTEL繪制原理圖 五一放假 用PROTEL繪制原理圖 PCB板布線 設計主程序流程圖 設計鍵盤掃描程序流程圖 撰寫畢業(yè)設計論文報告 畢業(yè)答辯 教研室審查意見： 室主任 年 月 日 系部審查意見： 系主任 年 月 日 南 京 工 程 學 院 畢業(yè)設計說明書(論文) 作 者： 朱 靜 學 號： 03202102 系 部： 自 動 化 系 專 業(yè)： 自 動 化（數(shù)控技術應用） 題 目：母線槽技術參數(shù)自動檢測線運動機構(gòu)控制 系統(tǒng)設計（控制電路部分） 指導者： 華 茂 發(fā) 副 教 授 評閱者： 2006年 06月 南 京 畢業(yè)設計說明書（論文）中文摘要 本文根據(jù)自動檢測母線槽導電片電阻及導電片之間絕緣介質(zhì)的絕緣強度等技術參數(shù)的要求，提出了母線槽技術參數(shù)自動檢測線運動機構(gòu)控制系統(tǒng)的設計方案，詳細介紹了設計運動機構(gòu)控制系統(tǒng)硬件電路的過程。該電路選用8031作為CPU，利用2764和6264分別擴展程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器，還選用8155和8255分別擴展了鍵盤和I/O接口，另外選用74LS273作為步進電機脈沖信號輸出鎖存器。設計出的控制系統(tǒng)能夠自動控制檢測頭的運動、母線槽的傳遞、定位及升降等動作，自動化程度高，能避免手動檢測效率低、檢測質(zhì)量低及安全性差等不足，不失為提高母線槽技術參數(shù)自動化檢測的一種實用方法。 關鍵詞： 母線槽參數(shù)　自動檢測機構(gòu)　控制系統(tǒng)設計 畢業(yè)設計說明書（論文）外文摘要 Title Maternal line slot technique parameter examines a line sport system design of the organization control automatically(control electric circuit part) Abstract This text examines maternal line slot to conducts electricity a slice of electric resistance and conduct electricity an of slice according to the auto insulate to lie quality to insulate strength etc. technique parameter of request, put forward female line slot technique parameter to examine a line sport organization control the design project of the system automatically, introduced a design sport organization a control system hardware the process of the electric circuit in detail. That electric circuit chooses to use 8031 is a CPU, make use of 2764 expand procedure saving machine and data with 6264 respectively saving machine, also choose to use 8155 expanded keyboard and I/O to connect with 8255 respectively, choose to use 74 LS273s as to tread moreover to output a lock to save a machine into the electrical engineering pulse signal. The control system which designs can control sport, maternal line slot of examination head to deliver automatically, actions such as fixed position and rise and fall etc., automate degree high, can avoid moving an examination efficiency low, examination the quality is low and the safety differ etc. shortage, don't lose for raise a kind of practical method that the maternal line slot technique parameter automation examines. Keywords The maternal line slot parameter Automatic examination organization Control a system design 南京工程學院 畢業(yè)設計開題報告 課 題 名 稱：母線槽技術參數(shù)自動檢測線運動機構(gòu)控制系統(tǒng)設計（控制電路部分） 學 生 姓 名： 朱 靜 指 導 教 師： 華 茂 發(fā) 所 在 系 部： 自 動 化 專 業(yè) 名 稱： 自 動 化（數(shù)控技術應用） 南京工程學院 2006年03月23日