基于單片機控制的清選試驗臺監(jiān)控系統(tǒng)

近幾年，隨著我國經濟的不斷發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，人們對生活品質要求越來越高，因此，谷物清選作業(yè)中對清選機械的工作性能的要求亦隨之提高。

但是一般的清選機械功能單一，適應性差或技術性能不穩(wěn)定，為此我們使用8051單片機和相應的檢測變換器件,設計了一種結構簡單、工作可靠、控制精確、價格低廉的監(jiān)控系統(tǒng)。本系統(tǒng)利用系列單片機的強大功能和可擴充性為后盾，可以實現對清選試驗臺監(jiān)控系統(tǒng)的各種實時、有效、多功能地控制操作。本系統(tǒng)通過8051單片機對清選試驗臺主要工作參數進行監(jiān)測與控制，可以提高清選裝置的生產效率和清選精度，減少谷物的損失，提高其自動化水平。本文討論了系統(tǒng)的設計與實現方法。

1.清選試驗臺設計

本研究是以清選試驗臺為研究對象的，監(jiān)控系統(tǒng)的研發(fā)以清選試驗臺為試驗設備的，因此，清選試驗臺的設計至關重要。清選試驗臺由機架、輸送帶、抖動板、篩箱、風機、電機、接籽箱等部件組成。清選試驗臺主要尺寸及運動參數如表1

表1 清選試驗臺主要尺寸及運動參數

2.系統(tǒng)工作原理

清選試驗臺監(jiān)測系統(tǒng)是以8051單片機為核心，通過傳感器檢測喂入量、風機轉速等工作參數，經由A/D轉換器轉換成數字量，再送入8051單片機處理，根據檢測來的喂入量的實際情況，控制調整各工作參數的大小，使之適應當前工作需要，如喂入量超限（過高或過低），指示燈亮，警笛鳴笛，并在顯示屏上顯示。

系統(tǒng)功能框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)功能框圖

3.系統(tǒng)硬件設計

系統(tǒng)硬件采用以8051單片機為核心的控制結構，該結構由傳感器、信號處理器、A/D（D/A）轉換器、控制電路、顯示器、以及外部數據存儲器等部件組成。

A/D轉換器采用12位逐次逼近型快速A/D轉換器AD547A，該型轉換器可以對轉速、壓力、頻率等參數進行快速變換。被測參數經檢測變換為0～2VDC信號，送至A/D轉換器轉換成數字量,再送8051進行處理。AD574Ａ具有轉換速度快,精度高,價格適中,應用非常方便等優(yōu)點。由于ＡＤ574Ａ片內有時鐘,故無需外加時鐘信號。因74Ａ輸出12位數碼,所以當單片機讀取轉換結果時,需分兩次進行:先高8位、后低4位。

轉速傳感器采用JN338數字式轉矩轉速傳感器，該傳感器采用兩組特殊環(huán)形旋轉變壓器來實現能源的輸入及轉矩信號的輸出，還可同時實現旋轉軸轉速的測量，因此，利用該傳感器可實現轉矩、轉速及軸功率的多參數輸出。該傳感器具有測量精度高；抗干擾能力強，無需調零；測量彈性體強度大，可承受150％過載；可靠性高、信噪比高，工作壽命長；體積小，重量輕，安裝方便等優(yōu)點。

報警接口電路采用控制臺設置報警燈和聲效裝置來實現其功能。報警燈分為3個等級：一是喂入量正常時，燈不亮；二是喂入量達到臨界時，系統(tǒng)預警，燈變成綠色；三是喂入量超限（過高或過低）時，系統(tǒng)報警，燈變成紅色，此時警笛聲響。其中接地燈在工作時始終保持亮的狀態(tài)，表明電源供給正常?！?/P>

另外,我們還采取了一系列的抗干擾措施,如數字濾波等,保證了系統(tǒng)具有較高的可靠性和抗干擾能力。

4.系統(tǒng)軟件設計

單片機控制系統(tǒng)主要是接收上位機的控制參數，并完成清選試驗臺各工作參數的測量和控制任務。本系統(tǒng)軟件設計采用結構化和模塊化設計方法，便于功能擴展，程序采用匯編語言進行編程。程序模塊主要包括：主程序，A/D轉換，數字濾波子程序等。程序主要流程圖見圖2，其軟件功能為：　

（1）開機自檢流程，主要完成系統(tǒng)對自身的硬件測試；　

（2）系統(tǒng)設定軟件流程，完成對額定值的設定；　

（3）數據采集；　

（4）數據處理、數據與額定值的比較及預警報警信號數據的存儲；　

圖2 系統(tǒng)程序主要流程

5.結束語

本文創(chuàng)新點在于將清選試驗臺工作參數的檢測、顯示、報警功能集于一體，并解決了試驗臺風機、篩子的系統(tǒng)監(jiān)控難的問題。在數據采集處理方面，強化了可靠性設計。基于 8051單片機控制的清選試驗臺監(jiān)控系統(tǒng)，其具有電路簡單，控制方便的特點。

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