PJ—54织布机控制系统设计

前 言20 世纪 80 年代以来，从原料进入车间到纺成纱，以及织成布的各个工序都在提高自动监控水平的基础上加快了纺纱速度、缩短了纺纱生产周期，并逐步实现了许多自动生产线，纺纱生产有的实现了无人车间、无人工厂、无人工序，织造生产也在自动化进程中加快了步伐。自动化的实现及自动监控水平的实现，不仅减少了用工，提高机器运转效率，而且显著提高了半制品及成品质量，使棉纺织工业走向高科技阶段，估计再经过若干年时间，不论纺纱及织造工厂都将在自动化进程中向着更加完善、更加高级的水平发展，甚至会实现无人纺纱及织造工厂。本篇论文围绕喷水织布机控制系统的设计，根据设计要求，介绍了织布机的发展概况，喷水织布机的工作原理，控制系统原理图的设计，软件流程图的绘制与程序的编写，并介绍了如何使用 Protel 99SE 绘制原理图、出 PCB 图。全文分五章，第 1 章为织布机概述，主要介绍了织布机的种类及发展概况、喷水织布机的结构组成、工作原理及控制、检测要求。第 2 章为硬件设计部分，详细说明了硬件部分的设计情况，包括设计方案的确定，主控制电路、整流控制电路及强电控制电路部分的设计、分析。第 3 章为软件设计部分，包括主程序、子程序流程图的绘制，主程序、中断子程序、延时子程序的编写和说明等。第 4 章为 Protel 99SE 的应用，介绍了 Protel 99SE，并简单说明了如何应用 Protel 绘制系统原理图及 PCB 板。第 5 章主要写了做毕业设计的心得体会。第一章 织布机概述1.1 织布机简介织布机分梭织机、喷水织机和喷气织机，由于梭织机惯性大、效率低，已基本淘汰，目前的织布机多为喷水织机和喷气织机，两者的织布原理基本相同。喷水织机是利用高压水与纬纱之间的摩擦力，拉动纬纱穿过交错排列的上下交替运动的一根根经纱。经纱和纬纱交替过程中，经纱边交替上下运动边向前移动，每上下交替运动一次，高压水嘴喷出一跟纬纱。纬纱和经纱绕在各自的纱管上，自动放纱，每喷出一根纬纱，剪纱刀自动将其剪断。为使纬纱排紧，每喷一根纬纱，紧纱装置紧纱一次，使纬纱排列紧密。织成的布经吸水装置吸水后，卷到前方卷布筒上。原理图如图 1-1 所示。1.2 检测的内容及要求在喷水织布过程中，遇到故障必须立即停车，需检测的故障有：（1）断纬。在正常工作中，每喷一次水，由接近开关产生一信号，同时探纬传感器也相应产生一信号，两信号同时送到探纬器。若探纬器只收到接近开关信号，没有收到探纬传感器信号，说明已经断纬，此时，探纬器立即发出停车信号，切断主电机电源，随后发出刹车信号，刹住织布机，停止运动，以免经纱继续向前走，造成织布故障，重新开机后，纬纱不连续，织出次品。（2）电机过热。当电机温度过高，电机内部的过热保护装置发出信号，电机须停机，并立即刹车。（3）左、右捻边纱，缠纬纱断纱，卷布筒张力过大，需停车、刹车。（4）除了上述的故障发生，需停车外，当织布机长度达到设定长度时，也需要立即停车。1.3 织布机的控制要求1.3.1 织布机的三只电机1.主电机主电机主要为织布机运动装置提供运动及动力。起动时，有两种方式：Y 形起动，正常工作时也为 Y 形；-Y 形起动， 形起动（起动快） ，经延时后切换成 Y 形正常运转，起动方式可由操作者选择。2.风机电机风机电机共两只，一只吹风，一只吸水，将吹风机吹出的水汽吸走。图 1-1 织布机原理1.3.2 电机的控制调整织布机各个运动机构位置时，可正、反点动主电机。此时风扇电机不需要起动。织布时，要先起动风扇电机，后起动主电机，否则主电机不起动。1.3.3 刹车的控制刹车装置为电磁铁，起动主电机织布时，刹车装置必须处于有效状态，即遇到故障时停车后能立即刹车。当刹车装置处于无效状态时，主电机不能起动。点动调整织布机时，刹车也应处于有效状态。松开点动按钮后，能立即刹住织布机。当刹车装置处于无效状态时，可用手工盘动织布机，以调整织布机运动机构位置。1.3.4 指示灯织布机有四盏指示灯。红色为电源指示灯，接通电源后，该灯亮；黄灯为织布（探纬）指示，正常工作时，该灯不停闪烁，断纬停车后，该灯只亮不闪烁；绿灯为电机过热、捻边纱、缠纬纱断纱指示，故障发生后停车时，该灯亮，故障不发生灯不亮；蓝灯为计长指示，设定长度达到后停车时指示，长度未达到不停车不亮。1.3.5 直流电源控制系统所需直流电源有四种：单片机工作电压 5V，探纬器工作电压 12V，控制按钮工作电压 12V，刹车装置直流电压 110V。上述四种直流电压经变压、整流后获得。刹车时加在电磁铁上的电压为 110V，停车后，降为 24V，这是通过控制系统软件，使电磁铁线圈处于通断通断工作状态，改变通、断时间比，使线圈的平均电压为 24V。如图 1-2 所示。图 1-2 刹 车 电 压第二章 硬件部分设计硬 件 的 设 计 主 要 包 括 两 部 分 内 容 ： 电 路 原 理 图 部 分 和 PCB 板 图 部 分 。2.1 设 计 方 案根 据 毕 业 任 务 书 ， 要 求 设 计 织 布 机 控 制 系 统 。 电 路 图 包 括 强 电 与 弱 电 两 部分 内 容 。 弱 电 部 分 的 直 流 电 压 由 工 业 用 电 380V 交 流 电 压 经 整 流 滤 波 获 得 ， 包含 主 控 电 路 与 整 流 电 路 的 设 计 。 主 控 电 路 主 要 由 单 片 机 、 控 制 电 机 实 现 正 反 转 、点 动 、 风 机 运 转 、 电 磁 刹 车 、 故 障 检 测 和 各 项 运 行 指 示 电 路 组 成 ， 并 使 用 光电 耦 合 器 耦 合 脉 冲 信 号 、 隔 离 单 片 机 系 统 的 输 入 、 输 出 部 分 ,固 态 继 电 器 控 制系 统 输 出 口 与 强 电 电 路 接 口 。 整 流 电 路 主 要 由 整 流 变 压 器 、 二 极 管 整 流 桥 、滤 波 器 和 集 成 稳 压 器 等 环 节 组 成 。 强 电 部 分 主 要 包 括 电 气 保 护 元 件 、 接 触 器开 关 、 电 机 等 。2.2 主 控 电 路 的 设 计主 控 电 路 主 要 由 单 片 机 、 控 制 电 机 实 现 正 反 转 、 正 反 点 动 、 风 机 运 转 、 电 磁刹 车 、 故 障 检 测 和 各 项 运 行 指 示 电 路 组 成 ， 并 使 用 光 电 耦 合 器 耦 合 脉 冲 信 号 、隔 离 单 片 机 系 统 的 输 入 、 输 出 部 分 ， 固 态 继电器控制系统输出口与强电电路接口。1.89C2051 在 织 布 机 控 制 系 统 中 的 应 用 分 析89C2051 是由 ATMEL 公司推出的一种小型单片机，其主要特点为采用 Flash 存储器技术，降低了制造成本，其软件、硬件与 MCS-51 完全兼容，其程序的电可擦写特性，使得开发与试验比较容易。（1）如图 2-1 所示，89C2051 共 15 条 I/O 引脚，P1 口共 8 脚，准双向端口，P3 口共 7 脚，准双向端口，并且保留全部 P3 口的第二功能。在 织 布 机 控 制 系 统 电路 图 中 ， 2051 的 P1 口 、 P3 口 只 作 为 双 向 I/O 口 使 用 ， 不 使 用 P3 口 的 第 二 功能 。 （2）外接晶体引脚 XTAL1 和 XTAL2 接外部振荡器信号，即把外部振荡器的信号直接连到内部时钟发生器的输入端。原理图中使用了 12MHz 晶 振 ， 则 根 据 单 片机 CPU 的 工 作 时 序 ， 其 4 个 周 期 的 具 体 值 计 算 如 下 ：振 荡 周 期 = ；1/2us时钟周期= ；/6s机 器 周 期 = ；/1指令周期= 。1(4)usus（ 3） 单 片 机 工 作 电 压 +5V， 由 交 流电 压 经 变 压 、 整 流 、 滤 波 得 到 。 （ 4） 各 引 脚 应 用 说 明 (表 2-1)表 2-1 引 脚 应 用 说 明引 脚 号 引 脚 说 明 引 脚 号 引 脚 说 明VCC 接 单 片 机 工 作 电 压 +5V P3.0 控 制 主 电 机 反 转 （ 反 转 点 动 ）GND 接 地 P3.1 控 制 主 电 机 正 转 （ 正 转 点 动 ）P1.0 控 制 继 电 器 CY 输 出 电 路 P3.2 控 制 系 统 停 车P1.1 控 制 继 电 器 C 输 出 电 路 P3.3 控 制 接 近 开 关 信 号P1.2 控 制 继 电 器 ZC 输 出 电 路 P3.4 控 制 两 风 机 的 启 动P1.3 控 制 继 电 器 FC 输 出 电 路 P3.5 控 制 高 压 刹 车P1.4 控 制 继 电 器 C 输 出 电 路 P3.7 刹 车 开 关 信 号P1.5 控 制 探 纬 指 示 灯 XTAL1 接 振 荡 器 P1.6 控 制 主 电 机 Y- 启 动 XTAL2 接 振 荡 器P1.7 控 制 系 统 停 止 、 六 相 自 停2.光 电 耦 合 器 驱 动 接 口（ 1） 光 电 耦 合 器 的 结 构 及 特 点 光 电 耦 合 器 由 发 光 源 和 受 光 器 两 部 分 组 成 ，并 封 闭 在 同 一 不 透 明 的 管 壳 内 由 绝 缘 的 透 明 树 脂 隔 开 ， 如 图 2-2 所 示 。 发 光源 引 出 的 管 脚 为 输 入 端 ， 受 光 器 引 出 的 管 脚 为 输 出 端 。 光 耦 合 器 的 封 装 形 式有 管 形 ， 双 列 直 插 式 和 光 导 纤 维 连 接 等 形 式 。 光 电 耦 合 器 的 发 光 源 常 用 砷 化 镓红 外 发 光 二 极 管 ， 受 光 器 常 用 光 电 三 极 管 、 光 敏 晶 体 管 和 光 敏 集 成 电 路 等 。（ 2） 设 计 原 理 图 中 的 光 耦 （ 如 图 2-3 所 示 ） ， 为 光 电 耦 合 器 在 控 制 系 统图 2-2 光 电 耦 合 器 的 结 构 和 符 号原 理 图 中 的 应 用 方 式 。 图 中 光 耦 为 晶 体 管 输 出 型 光 电 耦 合 器 。 光 电 晶 体 管 以 光取 代 基 极 电 流 ， 作 为 晶 体 管 的 输 入 ， 当 光 电 耦 合 器 的 发 光 二 极 管 发 光 时 ， 光 电晶 体 管 受 光 的 影 响 在 cb 和 ce 间 会 有 电 流 流 过 ， 电 流 受 光 照 强 度 控 制 。 光 电耦 合 器 起 到 耦 合 脉 冲 信 号 和 隔 离 单 片 机 89c2051 系 统 与 控 制 开 关 、 输 出 部 分的 作 用 ， 使 两 部 分 的 电 流 相 互 独 立 。 由 于 光 电 耦 合 器 是 电 流 型 输 出 ， 不 受 输 出端 工 作 电 压 的 影 响 ， 因 此 可 以 用 于 不 同 电 平 的 转 换 。图 2-3 原 理 图 中 的 光 耦 接 口 电 路图 中 ， 当 开 关 闭 合 时 ， 发 光 二 极 管 通 电 发 光 ， 受 光 部 分 受 光 导 通 ， P3.4低 电 平 有 效 ； 当 开 关 断 开 ， 光 耦 输 入 端 电 流 为 0， 发 光 二 极 管 不 导 通 ， 输 出 相当 于 开 门 ， P3.4 为 高 电 平 。图 中 电 阻 起 限 流 保 护 作 用 ： 将 直 流 电 压 +12v 加 到 发 光 二 极 管 正 极 ， 让 其 具 有 导 通 发 光 的 条 件 ， 这 是从 直 流 电 压 供 给 电 路 方 面 考 虑 的 ； 发 光 二 极 管 在 导 通 下 如 果 正 向 偏 置 电 压 稍 稍 增 大 一 点 ， 其 正 向 电 流 就 会 增大 许 多 ， 而 导 致 烧 坏 器 件 ， 限 流 保 护 电 阻 的 目 的 就 是 要 限 制 正 向 电 压 的 增 大 量 ； 当 直 流 工 作 电 压 +12V 增 大 时 ， 流 过 电 阻 R 和 发 光 二 极 管 VD 的 电 流 也 同时 增 大 ， 在 R 上 的 压 降 增 大 ， 直 流 工 作 电 压 的 大 部 分 增 大 量 都 降 在 了 R 上 ，因 为 电 流 增 大 R 上 的 压 降 也 增 大 ， VD 上 的 正 向 电 压 增 大 量 大 大 降 低 ， 有 效 的 限制 了 VD 的 正 向 电 流 ， 达 到 保 护 VD 的 目 的 。4.固 态 继 电 器 型 输 出 接 口固 态 继 电 器 是 一 种 全 部 由 固 态 电 子 元 件 组 成 的 无 触 点 开 关 元 件 ， 他 利 用 电 子元 器 件 的 点 ， 磁 和 光 特 性 来 完 成 输 入 与 输 出 的 可 靠 隔 离 ， 利 用 大 功 率 三 极 管 ，功 率 场 效 应 管 ， 单 项 可 控 硅 和 双 向 可 控 硅 等 器 件 的 开 关 特 性 ， 来 达 到 无 触 点 ，无 火 花 地 接 通 和 断 开 被 控 电 路 。 固 态 继 电 器 有 三 部 分 组 成 :输 入 电 路 ， 隔 离(耦 合 )和 输 出 电 路 。 按 输 入 电 压 的 不 同 类 别 ， 输 入 电 路 可 分 为 直 流 输 入 电 路 ，交 流 输 入 电 路 和 交 直 流 输 入 电 路 三 种 。 有 些 输 入 控 制 电 路 还 具 有 与 TTL/CMOS兼 容 ， 正 负 逻 辑 控 制 和 反 相 等 功 能 。 固 态 继 电 器 的 输 入 与 输 出 电 路 的 隔 离 和 耦合 方 式 有 光 电 耦 合 和 变 压 器 耦 合 两 种 。 固 态 继 电 器 的 输 出 电 路 也 可 分 为 直 流 输出 电 路 ， 交 流 输 出 电 路 和 交 直 流 输 出 电 路 等 形 式 。 交 流 输 出 时 ， 通 常 使 用 两 个可 控 硅 或 一 个 双 向 可 控 硅 ， 直 流 输 出 时 可 使 用 双 极 性 器 件 或 功 率 场 效 应 管 。（ 1） 继 电 器 型 输 出 接 口 电 路 分 析 （ 图 2-4） ： 继 电 器 的 输 入 为 单 片 机 的 逻 辑 电 平 ， 信 号 经 光 电 耦 合 器 耦 合 后 ， 经 驱 动三 极 管 进 行 转 换 ， 使 输 出 的 驱 动 电 压 能 够 适 应 继 电 器 线 圈 的 要 求 。 图 中 PNP三 极 管 为 固 态 继 电 器 的 驱 动 管 ， 与 其 连 接 的 电 阻 R23 为 三 极 管 基 极 提 供 直 流 工作 电 压 。 继 电 器 动 作 时 ， 对 电 源 有 一 定 的 干 扰 ， 为 了 提 高 单 片 机 系 统 的 可 靠 性 ， 在单 片 机 和 继 电 器 之 间 用 光 耦 隔 离 ， 使 两 部 分 的 电 流 相 互 独 立 。 输 出 部 分 的 地 线接 机 壳 或 大 地 ， 单 片 机 电 源 地 线 浮 空 ， 不 与 交 流 电 源 的 地 线 相 接 。 避 免 输 出 部分 电 源 变 化 对 单 片 机 电 源 的 影 响 ， 减 少 系 统 所 受 上 午 干 扰 ， 提 高 系 统 可 靠 性 。图 2-4 继 电 器 型 驱 动 接 口 电 路 图 中 二 极 管 用 于 保 护 固 态 继 电 器 驱 动 管 。 固 态 继 电 器 输 入 端 接 收 信 号 后 ，输 出 端 产 生 输 出 信 号 ， 接 触 器 FC 线 圈 通 电 ， 当 断 电 时 ， 接 触 器 线 圈 会 产 生 电压 很 大 的 反 向 电 动 势 ， 会 击 穿 继 电 器 的 驱 动 三 极 管 。 加 入 二 极 管 后 ， 线 圈 产生 的 感 应 电 流 由 二 极 管 流 过 ， 不 会 产 生 很 高 的 感 应 电 压 ， 保 护 了 驱 动 三 极 管 。 ZC 为 接 触 器 ZC 的 常 闭 触 点 ， 为 防 止 两 个 接 触 器 同 时 得 电 而 导 致 短 路 ，利 用 两 个 接 触 器 的 常 闭 触 点 分 别 串 在 对 方 的 工 作 线 圈 电 路 中 ， 构 成 相 互 制 约 关系 ， 保 证 电 路 安 全 可 靠 的 工 作 ， 起 电 气 互 锁 的 作 用 。当 单 片 机 P1.3 为 低 电 平 ， 光 耦 耦 合 ， 加 在 PNP 基 极 的 电 平 为 “0”， 三 极管 导 通 ， 固 态 继 电 器 导 通 ， 接 触 器 FC 线 圈 得 电 ， FC 常 开 触 点 闭 合 ， 电 机 反 转运 行 ， 同 时 FC 常 开 触 点 断 开 ， 保 证 正 转 电 路 处 于 断 路 状 态 。5.电 磁 刹 车 电 路 分 析如 图 2-5 所 示 ， 为 电 磁 铁 刹 车 电 路 ， 电 路 主 要 由 74AC00、 比 较 器 、 三 极管 、 光 耦 、 VMOS、 电 磁 铁 线 圈 ， 续 流 二 极 管 、 稳 压 管 、 电 阻 电 容 器 件 构 成 。P3.7 为 低 压 刹 车 控 制 引 脚 ， P3.5 为 高 压 刹 车 开 关 控 制 引 脚 ， 两 引 脚 发 出的 电 平 ， 经 放 大 比 较 后 ， 为 VMOS 驱 动 管 提 供 基 极 电 压 ， 驱 动 电 磁 铁 线 圈 ， 使系 统 刹 车 。（ 1） 其 中 74AC00 为 双 列 14 脚 与 非 门 ， 为 节 省 元 件 ， 将 其 中 两 对 作 为 非 门使 用 ， 两 对 作 为 与 非 门 使 用 。图 2-5 电 磁 铁 刹 车 电 路（ 2） 与 电 磁 铁 线 圈 并 联 的 二 极 管 起 续 流 保 护 作 用 ， 电 磁 铁 线 圈 断 电 时 会产 生 很 大 的 反 向 电 动 势 ， 会 击 穿 电 磁 铁 驱 动 VMOS 管 ， 加 上 续 流 二 极 管 ， 电 路断 路 时 ， 线 圈 产 生 的 反 向 电 动 势 使 二 极 管 处 于 正 向 导 通 状 态 ， 构 成 回 路 ， 大 大减 小 了 线 圈 两 端 的 反 向 电 动 势 ， 保 护 VMOS 管 。 表 2-2 电 磁 铁 导 通 情 况 （ 3） 开 低 压 刹 车 时 ， P3.7 置 1， 关 刹 车 时 ，将 P3.7 置 0。（ 4） 开 高 压 刹 车 时 ， P3.5 置 0， 关 刹 车 时 ，将 P3.7 置 1。（ 5） 若 流 过 两 比 较 器 的 电 平 均 为 高 电 平 ， 流 过U23C、 U23D 后 ， 输 出 高 电 平 ， 光 电 耦 合 器 不 导 通 ，VMOS 管 基 极 为 高 电 平 ， VMOS 管 导 通 ， 电 磁 铁 线 圈 通 电 ， 系 统 刹 车 。 其 余 导 通情 况 见 表 2-2。6.停 止 、 六 项 自 停 电 路 分 析该 电 路 是 用 于 系 统 织 布 过 程 中 ， 故 障 发 生 时 ， 停 止 主 电 机 运 转 ， 使 织 布 机 刹车 的 控 制 电 路 。 该 电 路 主 要 检 测 故 障 包 括 ： 织 布 机 断 纬 、 电 机 过 热 、 左 、 右 捻边 纱 、 缠 纬 纱 断 纱 、 卷 布 筒 张 力 过 大 ， 以 及 织 布 长 度 达 到 设 定 值 时 的 系 统 停 车 。电 路 如 图 2-6 所 示 。（ 1） 断 纬 电 路 分 析 如 图 2-7 所 示 ， 电 机 每 转 一 圈 ， 接 近 开 关 产 生 一 个 脉冲 信 号 ， 同 时 ， 喷 嘴 喷 出 纬 纱 ， 探 纬 传 感 器 也 产 生 一 个 脉 冲 信 号 ， 探 纬 器 接 收到 两 个 脉 冲 信 号 ， 说 明 织 布 机 运 行 正 常 。 若 探 纬 器 只 接 收 到 接 近 开 关 信 号 ， 没有 接 收 到 探 纬 传 感 器 信 号 ， 说 明 断 纬 ， 这 时 探 纬 器 立 即 发 出 停 车 信 号 ， 切 断 主刹 车 开 关 A B Z 刹 车开 （ 分 ） 1 1 1 开关 （ 合 ） 1 0 0 关开 0 1 0 关关 0 0 0 关电 机 电 源 ， 随 后 发 出 刹 车 信 号 ， 刹 住 织 布 机 。 其 中 刹 车 信 号 有 两 种 产 生 方 式 ：一 是 由 探 纬 器 产 生 的 刹 车 信 号 （ J24 端 ） ， 则 织 布 机 在 电 机 运 转 当 圈 刹 车 ； 二是 由 接 近 开 关 产 生 的 刹 车 信 号 （ PS 端 ） ， 则 织 布 机 在 电 机 运 转 的 下 一 圈 刹 车 。图 2-6 停 止 、 六 项 自 停 电 路（ 2） 五 项 自 停 电 路 分 析 织 布 机 运 行 时 ， 将 开 关 S7 闭 合 ， 当 强 电 电 路 中电 机 过 载 发 热 ， 热 继 电 器 动 作 ， 使 热 继 电 器 常 开 开 关 S1 闭 合 ， 五 项 自 停 电 路导 通 ， 三 极 管 基 极 为 高 电 平 ， 三 极 管 导 通 ， 自 停 指 示 灯 亮 ， 单 片 机 P1.7 脚 为低 电 平 ， 切 断 主 电 机 电 源 ， 刹 住 织 布 机 。 当 发 生 左 、 右 捻 边 纱 、 缠 纬 纱 断 纱 、卷 布 筒 张 力 过 大 时 ， 相 应 的 保 护 开 关 S3、 S2、 S4、 S5 开 关 闭 合 ， 使 五 相 自 停电 路 导 通 ， 切 断 主 电 机 电 源 ， 随 后 发 出 刹 车 信 号 ， 刹 住 织 布 机 。（ 3） 计 长 电 路 分 析 当 织 布 长 度 达 到 设 定 值 时 ， 织 布 机 计 长 输 入 开 关 自 动闭 合 ， 计 长 电 路 导 通 ， 计 长 指 示 灯 亮 ， 同 时 光 电 耦 合 器 耦 合 ， 单 片 机 P1.7 脚为 低 电 平 ， 切 断 主 电 机 电 源 ， 刹 住 织 布 机 。（ 4） 手 动 停 车 电 路 分 析 当 需 要 手 动 停 车 时 ， 按 下 停 止 按 钮 ， 停 车 电 路 导通 ， 单 片 机 P1.7 脚 为 低 电 平 ， 切 断 主 电 机 电 源 ， 刹 住 织 布 机 。2.3 整 流 电 路 设 计如 图 2-8 所 示 ， 原 理 图 控 制 系 统 中 的 直 流 电 源 有 四 个 ， +5V 单 片 机 工 作 电压 ， +12V 探 纬 器 工 作 电 压 ， +12V 控 制 按 钮 工 作 电 压 ， +110V 电 磁 铁 刹 车 工 作电 压 ， 四 个 电 压 是 由 交 流 380V 电 压 整 流 而 来 。 整 流 电 路 的 作 用 就 是 将 交 流 电变 换 成 直 流 电 ， 完 成 这 一 任 务 主 要 是 靠 二 极 管 的 单 向 导 通 作 用 。图 2-7 压 水 及 故 障 检 测 示 意 图（ 1） 由 四 个 二 极 管 组 成 的 二 极 管 整 流 桥 ， 对 经 过 整 流 变 压 器 变 压 的 交 流电 整 流 ， 在 交 流 电 压 的 正 、 负 半 周 ， 二 极 管 两 两 导 通 ， 将 交 流 电 压 转 换 成 两个 同 极 性 的 单 向 脉 动 性 直 流 电 压 。（ 2） 将 两 个 电 容 并 联 在 一 个 电 阻 两 端 ， 组 成 型 滤 波 电 路 ， 滤 去 整 流 输出 电 压 中 的 纹 波 ， 由 于 电 容 在 电 路 中 有 储 能 作 用 ， 并 联 的 电 容 器 在 电 源 电 压升 高 时 ， 能 把 部 分 能 量 储 存 起 来 ， 当 电 源 电 压 降 低 时 ， 就 能 把 能 量 释 放 出 来 ，使 负 载 电 压 比 较 平 滑 ， 即 电 容 具 有 平 波 的 作 用 。（ 3） 78LXX 是 三 端 式 集 成 稳 压 器 ， 作 用 是 使 输 出 的 电 压 不 受 负 载 变 化 和 电网 电 压 波 动 的 干 扰 的 影 响 而 保 持 恒 定 不 变 。（ 4） 其 后 的 电 解 电 容 也 起 到 了 减 小 稳 压 电 源 输 出 端 由 输 入 电 源 引 入 的 低 压干 扰 。2.4 强电控制电路如 图 2-9 所 示 ， 强 电 部 分 主 要 包 括 电 气 保 护 元 件 、 接 触 器 开 关 、 电 机 等 ，能 够 实 现 电 气 保 护 ， 控 制 风 扇 电 机 启 动 ， 控 制 主 电 机 正 、 反 转 ， 星 、 三 角 启 动 ，为 直 流 电 源 提 供 交 流 电 压 。图 2-8 整 流 电 路（ 1） QF 为 低 压 断 路 器 ， 俗 称 自 动 开 关 ， 是 低 压 配 电 系 统 和 电 力 拖 动 系 统 中的 重 要 器 件 。 它 相 当 于 刀 开 关 、 熔 断 器 、 热 继 电 器 和 欠 压 继 电 器 的 组 合 ， 集 控制 与 多 种 保 护 于 一 身 ， 具 有 操 作 安 全 、 使 用 方 便 、 工 作 可 靠 、 安 装 简 单 、 分 断能 力 高 等 优 点 。 其 中 热 脱 扣 器 起 过 载 保 护 、 电 磁 脱 扣 器 起 短 路 保 护 、 欠 压 脱 扣器 起 欠 压 保 护 作 用 。（ 2） FR 为 热 继 电 器 ， 是 利 用 电 流 热 效 应 原 理 来 切 断 电 路 的 保 护 器 件 。 用 来对 连 续 运 行 的 电 动 机 实 现 过 载 和 断 相 保 护 ， 以 防 电 动 机 过 热 而 烧 毁 。（ 3） 开 关 C、 ZC、 FC、 CY、 C 都 是 接 触 器 的 常 开 触 点 ， 控 制 电 机 运 转 。接 触 器 C 线 圈 得 电 ， C 的 常 开 触 点 闭 合 ， 风 扇 电 机 运 行 。 接 触 器 ZC、 CY 线 圈得 电 ， ZC、 CY 的 常 开 触 点 闭 合 ， 电 机 正 转 并 星 形 启 动 运 转 。 接 触 器 ZC、 C线 圈 得 电 ， ZC、 C 的 常 开 触 点 闭 合 ， 电 机 正 转 并 三 角 形 启 动 ， 当 接 触 器ZC、 CY 线 圈 得 电 ， ZC、 CY 的 常 开 触 点 闭 合 ， 绕 组 实 现 星 形 接 法 ， 电 机 转 入 正常 运 转 。 该 电 路 的 转 换 是 由 单 片 机 控 制 的 。图 2-9 强 电 控 制 电 路第三章 软件部分的设计织 布 机 控 制 系 统 的 软 件 设 计 ， 是 以 89C2051 单 片 机 为 控 制 核 心 ， 主 要 运用 了 芯 片 的 并 行 I/O 口 功 能 、 定 时 器 /计 数 器 功 能 和 中 断 功 能 。3.1 主 程 序 设 计1. 主程序流程图（如图 3-1 所示）图 3-1 主 程 序 流 程 图（ 图 3-1 续 ）（ 图 3-1 续 ）2.初 始 化 程 序 的 编 写程 序 初 始 化 的 编 写 ， 主 要 包 括 以 下 几 个 部 分 ： 设 定 I/O 口 的 初 始 状 态 设 定 定 时 器 的 工 作 方 式 选 择 工 作 寄 存 器 组 开 CPU 中 断 清 有 关 标 志 位编 写 程 序 清 单 如 下 ：ORG 0000HAJMP MAIN ； 复 位 入 口 转 入 主 程 序ORG 0003HAJMP IN0 ； IN0 中 断 入 口 地 址 为 0003HORG 000BHAJMP TT0 ； 定 时 器 0 中 断 入 口 地 址 为 000BHORG 001BH AJMP TT1 ； 定 时 器 1 中 断 入 口 地 址 为 001BHORG 0030H MAIN: CLR P1.5 ； 关 探 纬 器 CLR P3.5 ； 开 刹 车MOV TMOD, #10H ； 定 时 器 0 模 式 0， 定 时 器 1 模 式 1SETB EA ； 开 中 断CLR IT0 ； 电 平 触 发MOV A, #00H ； 清 全 部 标 志 位MOV 21H, A 其 中 标 志 位 有 四 个 ： 08H 为 时 间 常 数 标 志 位 ， 09H 为 风 机 标 志 位 ， 0AH为 电 机 正 转 标 志 位 ， 0BH 为 中 断 发 生 标 志 位 ， 分 别 存 放 在 以 21H 为 地 址 的 单 元格 内 。3.主 程 序 清 单 L1: SETB P3.7 ；刹车开关开？JNB P3.7,L1 MOV TL0,#18H ；开刹车，开定时器 0，低压刹车MOV TH0,#0F9H SETB ET0 SETB TR0 L2: JNB P3.4,L8 ；风机启动？JB P3.1,L4 ；正电动？CLR TR0;CLR ET0 ；关定时器 0SETB P3.5 ；关刹车JNB P3.7,L1 ；刹车开关开？LCALL T20M CLR P1.2 ；ZC 动作CLR P1.0 ；CY 动作L3: JNB P3.1,L3 ；等按钮释放SJMP L6 L4: JB P3.0,L7 ；反点动？CLR TR0 ；关定时器 0CLR ET0;SETB P3.5 ；关刹车JNB P3.7,L1 ；刹车开关开？LCALL T20M CLR P1.3 ；FC 动作CLR P1.0 ；CY 动作L5: JNB P3.0,L5 ；等按钮释放L6: SETB P1.0 SETB P1.2 ；关电机 SETB P1.3 CLR P3.5 ；开高压刹车LCALL T500M MOV TL0,#18H MOV TH0,#0F9H ；开定时器 0，低压刹车SETB ET0 SETB TR0 L7: JB P3.7,L2 ；刹车开关开？CLR TR0 CLR ET0 ；关刹车，关定时器 0SETB P3.5 LJMP L1 L8: CLR P1.4 ；启动风机SETB 09H ；风机标志位置 1L9: CLR 0BH ；中断标志发生位清 0JNB 09H,L2 ；风机标志位 1？JB 0AH,L10 ；正转标志位 1？JB P3.7,L10 ；刹车开关开？LJMP L17 L10: JNB P3.1,L11 ；正转按钮按下？LJMP L15 L11: SETB 0AH ；正转标志位置 1CLR TR0 CLR ET0 ；关刹车，关定时器 0SETB P3.5 CLR P3.7 JB P1.6,L12 ；-Y？p1.6 为高电平时，转 动作LCALL T20M ；延时 20ms CLR P1.2 ；ZC、C 动作CLR P1.1 LCALL T500M ；延时 0.5mMOV TL1,#0B0H ；开探纬灯MOV TH1,#3CH SETB ET1 ；开定时器 1SETB TR1 SETB EX0 ；开 IN0LJMP L13 L12: LCALL T20M CLR P1.2 ；ZC、C 动作CLR P1.1 LCALL T500M;MOV TL1,#0B0H ；开探纬灯MOV TH1,#3CH SETB ET1 ；开定时器 1SETB TR1 SETB EX0 ；开 IN0LCALL T1S LCALL T1S ；延时 3SLCALL T1S JB 0BH,L13 ；中断发生？CLR EX0 ；关中断JB 0BH,L13 ；中断发生？SETB P1.1 ；关 CCLR P1.0 ；开 CYSETB EX0 ；开 IN0L13: JB P1.7,L9 ；停止、六项自停？; CLR EX0 ；关中断JB 0BH,L9 ；中断发生？SETB P1.0 SETB P1.1 ；关全部电机SETB P1.2 SETB P1.4 L14: JNB P3.3,L14 ；等待接近开关信号CLR P3.5 ；开高压刹车SETB P3.7 CLR TR1 CLR ET1 ；关定时器 1 中断，关探纬灯CLR P1.5 LCALL T500M MOV TL0,#18H ；开定时器 0，低压刹车MOV TH0,#0F9H SETB ET0 SETB TR0 CLR 09H ；风机标志位清 0CLR 0AH ；正转标志位清 0LJMP L9 L15: JB 0AH,L13 ；正转标志位 1？JB P1.7,L9 ；停止？SETB P1.4 ；关风机CLR 09H ；风机标志位清 0L17: SETB P1.4 ；关风机CLR 09H ；风机标志位清 0CLR TR0 ；关定时器 0CLR ET0 SETB P3.5 ；关刹车LJMP L13.2 子 程 序 设 计1.INT0 中断子程序流程图（如图 3-2 所示）及程序清单IN0: JB 0BH,LIN02 ；中断发生标志发生位为 1，转 LIN02 SETB P1.0 SETB P1.1 ；关全部电机SETB P1.2 SETB P1.4 LIN01: JNB P3.3,LIN01 ；等待接近开关信号CLR P3.5 ；开高压刹车SETB P3.7 CLR TR1 ；关定时器 1CLR ET1 SETB P1.5 ；开探纬灯CLR 09H ；风机标志位清 0CLR 0AH ；正转标志位清 0CLR EX0 ；关 IN0SETB 0BH ；IN0 发生标志位置 1LCALL T500M MOV TL0,#18H ；低压刹车MOV TH0,#0F9H SETB ET0 ；开定时器 0SETB TR0 LIN02: RET1 ；中断返回 2.定时器 0（T0）中断子程序流程图 3-2 INT0 中断子程序流程图（如图 3-3 所示）及程序清单 TT0: JNB 08H,LL0 ；时间常数标志位为 0，转 LL0 SETB P3.5 ；关刹车MOV TL0.#00H ；关 0.8msMOV TH0,#0E7H CLR 08H ；时间常数标志位清 0 RETI ；中断返回LL0: CLR P3.5 ；开刹车MOV TL0,#18H ；开 0.2msMOV TH0,#0F9H SETB 08H