耐火材料配料计算机监控系统毕业论文

1、耐火材料配料计算机监控系统毕业论文    耐火材料配料计算机监控系统毕业论文    2003 年毕业设计论文摘要摘要 耐火材料配料计算机监控系统是一个基于 MCS51 系列单片机的全自动配料 系统。该系统由上位机和下位机两部分组成。其中上位机主要由一台工控机和与 系统匹配的软件构成。工控机主要通过 RS-485 串行通讯口控制下位机的运行以 及通过继电器输出板控制料仓的阀门，系统软件提供了简洁的操作界面。下位机 的主芯片是一个称重专用电脑， 称重电脑由中央处理模块、 通讯模块、 称重模块、 显示模块、键盘模块、电源

2、模块以及 I/O 扩展模块等组成。其中中央处理模块是 称重电脑的核心（主芯片选用 AT89C52 单片机，静态数据储存单元选用 8K 的 6264RAM） 中央处理模块主要负责读取称重模块的数据以及判断计量车的当前位 ， 置和状态，并对这些数据进行处理后通过通讯模块实时传送给上位机；同时中央 处理模块也对上位机通过通讯模块传来的数据或命令进行识别和处理， 并负责对 计量车的控制。通讯模块主要负责上位机和下位机之间数据的传送。称重模块负 责采集配料的重量信息并把数据传送给中央处理模块。 显示模块主要用来实时显 示计量车的状态以及重量信息。键盘模块在计量车处于手动状态下才起作用，负 责对计量车进行

3、手动控制。电源模块提供系统运行必须的电压。关键词： 关键词： 1、单片机 2、配料 3、RS-485 串行通讯 4、称重电脑 5、上位机 6、下位机12003 年毕业设计论文AbstractAbstract Fireproof material computer commanding system is a completely automatic burden system based on MCS51 monolithic microcontroller. The system is composed of an epigynous machine and a hypogynous mac

4、hine. The epigynous machine is mainly formed by a Compact Embedded Controller and a matching software. The mostly dominates the function of the hypogynous machine via RS-485 and the valve of the output controlling relay. The system software offers succinct operating interface. The main chip of the h

5、ypogynous machine is a special-purpose computer. The computer is constituted by a center disposal mode, a communication mode ,a weigh mode, a display mode, a keyboard mode , power mode and an I/O expanding mode. The center disposal mode is the core of the computer . (the main chip chooses AT89C52 mo

6、nolithic microcontroller static data deposited unit chooses 8K 6264RAM), The center disposal mode mainly takes charge for reading data of the computer and judge the current position and state of measure machine. After it deals with the data , it carry the data to the epigynous machine by the communi

7、cation mode. At the same time, the center disposal mode will judge and transact the data and order from the communication mode and see to the controlling of the machine. The communication mode presides over the transmission of the data between the epigynous machine and the hypogynous machine. The mo

8、de gathers the weight data of the mixed material and carries this data to the center disposal mode. The display mode is used to show the state of the machine and weight. The keyboard mode is worked when the machine is in manual state. Its work is to control the machine manually. The power mode provi

9、des the pressure for the system.Keyword: 1、Mnolithic microcontroller 2、Atomatic burden system 3、RS-485 4、Weighing computer 5、Eigynous 6、Hpogynous22003 年毕业设计论文目录目录目录 . 1 前言 . 2 第一章 系统配料流程的介绍 . 3 第二章 系统整体设计方案的确定 . 4 MCS第三章 MCS-51 系列单片机介绍 . 5 第四章 仪器的选型以及各模块的细化设计 . 6 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 中央处理模块的选型及设计

10、 . 6 通讯模块. 9 显示模块. 19 键盘模块. 22 I/O 扩展模块 . 23 称重模块. 25第五章 系统地址分配 . 30 软件设计（系统的初始化） 第六章 软件设计（系统的初始化） . 31 第七章 重要问题的探讨 . 33 第八章 经验与总结 . 34附录 附录电路原理图 附录英文翻译资料 参考文献12003 年毕业设计论文前言前言本次毕业设计的任务是我和张军同学一起完成 耐火材料配料计算机监控系 统的设计，系统主要由上位机和下位机以及通讯接口组成，其中我主要负责了 下位机和通讯接口的设计。 设计该系统的目的是为了适应工业生产的需要， 实现耐火材料生产中配料的 全自动化，提高

11、了配料流程的精度和效率，从而提高了企业的生产效率。该系统 最终功能是：由一台控制台内的工控机通过通讯线路来控制配料车上的单片机 （称重专用电脑） ，使得配料车能按照工控机的指令在轨道上实现自动行驶、停 止；同时实现自动放料（包括重量的实时显示） 、自动卸料的过程。并且整个配 料过程中，配料车的工作状态都能在工控机上实时显示。22003 年毕业设计论文第一章系统配料流程的介绍第一章 系统配料流程的介绍耐火材料的生产工艺是将各种称量好的原料进行混合后， 在混炼机中进行混 炼。为了提高产品的质量和合格率，在生产过程中配料和混料过程就显的尤为重 要。由于工作人员进行配料操作时难免会产生较大的人为误差并

12、且操作耗时较 多，对企业提高生产率很不利。采用耐火材料配料计算机监控系统就会解决这些 问题。此系统在小车的上方有 24 个料仓，每个料仓存储一定量的原料，系统通 过控制料仓的阀门可以进行放料的操作；小车的下方有 4 个排料口，通过这 4 个排料口我们可以把配好的料放入混料仓中进行混料， 然后便可以把混好的料送 入混炼机中进行混炼。 在整个自动配料流程中，我们可以分为如下几个步骤： 打开下位机，计量车自动复位到起始点。 打开上位机进行初始化，上位机会进行通讯检测：上位机呼叫数据，下位机 收到后返回应答数据。上位机能收到应答数据，则合格，否则不合格。不合格则 再发，三次不合格显示“线路出现错误，传

13、输失败” 。在线路检测完好后，操作 员选择“单步”或“自动”的工作方式。 若在自动工作方式下，输入配方号，则调出配方，根据配方上的“料仓号” 进行下一步。若在单步方式下，直接输入“料仓号” 。上位机根据 “料仓号” ， 把目标料仓号发给下位机。 下位机收到“料仓号”后运行到指定的料仓下面。停稳后给上位机发“已经 到位”信号。上位机传送目标加料量，下位机收到后，回答“已收到目标加料量” 信号。 上位机打开计量车上面料仓的下料门：先打开大阀门和小阀门，进行快加。 上位机每隔约 100ms 定时查询下位机，下位机把称重值实时上传。运行一段时 间后，上位机再关闭大阀门，只开小阀门，进行慢加。若下位机检

14、测到达指定重 量后，发送“关大、小加料阀门”信号回上位机。 继续进行配料。若在自动工作方式下上位机自动把配方的下一个目标料仓号 发送给下位机，重复、，直到该配方完成。若在单步方式下，直接输入“料 仓号” ，重复、，直到该配方完成。 配方配完后，上位机发送卸料仓号，计量车收到后运行到相应的卸料仓进行 卸料。 卸完后计量车停止并待命， 直到输入下一个配方或料仓号后， 重复-步骤。 此外我们也可以选择单步工作方式，在此工作方式下，操作人员可以通过计 量车上得键盘对计量车进行操作，完成配料过程。并且每次配料的数据系统会自 动记录（满 100 次后系统会自动覆盖老数据） ，通过数据查询我们可以调出任意

15、一次配料的数据?包括配料的日期、料仓号和每种原料的重量，以备查询。系 统还具备配方管理功能，我们可以将需要的配方预先存入数据库中，当需要使用 此配方进行配料时，系统可以直接调用。32003 年毕业设计论文第二章系统整体设计方案的确定第二章 系统整体设计方案的确定根据我在现场对耐火材料工艺流程的了解，了解到整个系统应实现的功能。 这里我对下位机所要实现的功能进行了充分的分析： 首先配料过程中要对每种原料的重量进行称量， 并且称量环节对整个配料过 程起着决定作用，所以下位机应该具备称重功能；其次为了使系统能灵活使用， 系统不但应该能够在上位机的控制下进行自动配料， 还应该能够通过人工操作进 行配料

16、， 因此在下位机上还应该设计键盘， 以便在单步工作方式时对下位机进行 操作； 为了能够知道放料过程进行的程度， 以便控制放料门是快放还是慢放以及 什么时候停止，我们还应该设计显示器；此外为了实现上位机和下位机的通信， 下位机还应该具备通信能力；最后，最重要的就是单片机了，他主要对整个下位 机进行控制、协调，以及对数据进行处理、存储和传送。 （其他下位机还应该有 电源以及具备定位、扩展 I/O 等功能，这里就不详细说明了） 根据上面对下位机的分析， 整个下位机可以归纳为中央处理模块、 通讯模块、 称重模块、显示模块、键盘模块、定位模块、电源模块以及 I/O 扩展模块等 因此下位机模块图如图 2.

17、1 所示变频器显示模块I/O 扩 展并行口中央处理模块并行口键盘 模块串行口定位模块 称重模块 通讯模块 电源模块连接上位机 （图 2.1）42003 年毕业设计论文第三章MCS-51 系列单片机介绍MCS第三章 MCS-51 系列单片机介绍单片微型计算机简称单片机。它是把组成微型计算机的各功能部件:中央 处理器 CPU, 随机存取存储器 RAM,I/O 接口电路,定时器/计数器以及串行通 讯接口等部件制作在一块集成芯片中,构成一个完整的微型计算机。 由于它的 结构与指令功能都是按照工业控制要求设计的,故又叫单片微控制器(Single Chip Micro controller ) 。 目前国外已开始把它称为单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)。 MCS-51 系列单片机是美国 Inter 公司在 1980 年推出的高性能 8 位单片微 机，他的硬件结构有以下一些主要特点: 1、 8 位 CPU 2、 片内带振荡器，振荡频率范围位 1.2-12MHz 3、 128 字节的片内数据存储器 4、 4K 字节的片内程序存储器（8031 无） 5、 程序存储器的寻址范围为 64K 字节 6、 片外数据存储器的寻址范围为 64K 字节 7、 21 个字节专用寄存器 8、 4 个 8 位并行 I/O 接口：P