毕业论文-基于AT89S52单片机的自动灌装控制系统设计.docx

基于51单片机的自动灌装控制系统设计

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基于AT89S52单片机的自动灌装控制系统设计

引言

随着科学技术的发展，自动控制在现代科学技术的许多领域中大量使用，自动控制技术起着愈来愈重要的作用，人们的生产生活中已经离不开自动控制，并且，随着生产和科学技术的不断发展，自动化水平也越来越高[1]。

2012年7月我到浙江山蒲照明电器有限公司实习时，公司让我们实习生到车间各个岗位上去看工艺流程，他们的自动芯柱机给我印象深刻，一个人就可以同时控制几台机械，而且工作效率高，整个工作过程是又快又稳定，我这一次毕业设计课题选择的思想就来于此。指导老师也给了我很多的建议，最终确定自动灌装控制系统这一课题，对我专业的学习和实践将会有很大的帮助。

矿泉水、啤酒、乳品饮料、植物油、调味品和各种酒类产品在我们的生活中司空见惯，液体灌装伴随着饮料工业的产生而出现，并随其发展而不断地进步。1895年市场上出现玻璃瓶灌装机；1902年出现压力灌装机；20世纪末，德国制造出自动啤酒灌装和压盖机，灌装得到了飞速发展。但在我国，灌装行业起步较晚，包装的自动化水平低，而随着现代科技的快速发展，我们对工作、生活的要求越来越趋于自动化、智能化，对市场自动化灌装设置要求也越来越高2。

本系统按照灌装的要求以及设计的具体情况需求，采用AT89S52单片机为核心设计一个自动灌装控制系统，灌装的对象为各种水饮料产品，在一定的范围内控制灌装的量的时间精度在0.1s,具有良好的快速性。采用三相异步电机和减速器带动传送带不仅价格低廉，且具有很高的工程应用价值和现实意义。

基于51单片机的自动灌装控制系统设计

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第一章系统方案的选择与论证

1.1系统设计简述

此毕业设计是为了实现工业饮料或者其他液体产品的自动灌装，由于资金有限，不能够搭建起真正的自动灌装控制系统，只能够模拟实现自动灌装的功能，对于此模拟灌装系统有以下几点需要说明：

(1)关于皮带运输，经过网上查找资料选用了速度可调的电机，配合皮带以实现运输容器，由于价格的原因，在模拟系统中是通过继电器来控制发光二级管点亮与熄灭来模拟电机的工作状态，发光二极管点亮表示主轴电机开始工作(即自动灌装系统开始工作);发光二极管熄灭表示主轴电机停止工作(即自动灌装系统停止工作)。

(2)加料系统选用了电磁水开关，由于没有实际的电磁水开关，在模拟系统中也是利用发光二极管代替，二极管发亮表示电磁水开关打开，系统开始加料；二极管熄灭表示电磁水开关关闭，系统停止加料。

(3)在皮带传输过程当中，由于运输系统不能时而停止，时而工作，因为这样对电机的损耗很大，电量损耗也很大，所以不能适用这种方法，在本设计中采用的运输系统是一直工作状态，在系统中，选择在传送带的上方放置一个步进电机带动工作的齿轮挡板来对瓶子进行拦截。

1.2系统的设计任务和要求

设计一个自动灌装控制系统，控制对象为各种不同容积的水饮料产品。灌装的量的时间可以在一定范围内由人工设定，可自动记忆调试时人工控制灌装的时间，生产时用以控制同种产品灌装的时间，也可在线上更改灌装的量的时间，以达到自己的灌装的要求。

1.2.1模拟灌装系统的主要性能指标

(1)灌装的量的时间设定范围：0～999.9s,最小区分度为0.1s。

(2)灌装的量的时间控制精度：0.1s。

(3)灌装的计数个数范围：0～9999个。

(4)用两个四位数码管分别显示灌装的个数和单个灌装量的时间。

(5)当瓶子灌装过程出现卧倒现象时报警且灌装停止，当原料桶中原料不足时报警并停机。

1.3系统基本方案

按照系统设计功能的要求，初步确定设计系统由单片机主控模块、传感器检测模块、按键输入模块、电机驱动模块、步进电机模块、数码管显示模块和蜂鸣器报警模块共7个模块组成。系统的框图

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如图1-1所示。为实现各模块的功能，分别做了几种不同的设计方案并进行了论证。

Input

控

控制器模块

传感器检测模块

Output

电机驱动模块

挡板驱动模块

数码管显示模块

蜂鸣器报警模块

图1-1系统基本模块方框图

1.3.1各模块电路的方案选择及论证

(1)控制器模块

依据设计要求，控制器主要用于对灌装的量的时间的控制，对灌装个数的计数的控制，对步进电机的控制，对蜂鸣器的控制以及对传感器检测的信号的处理。对控制器的选择有以下两种方案：

方案一；采用可编程逻辑控制器PLC作为系统控制器。PLC是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。但PLC还