母線槽技術(shù)參數(shù)自動檢測線運(yùn)動機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

母線槽技術(shù)參數(shù)自動檢測線運(yùn)動機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),母線槽,技術(shù)參數(shù),自動檢測,運(yùn)動,機(jī)構(gòu),控制系統(tǒng),設(shè)計(jì) 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告 學(xué)生姓名 朱靜 學(xué)號 003202102 專業(yè) 自動化（數(shù)控） 指導(dǎo)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(shè)計(jì) 課題名稱 母線槽技術(shù)參數(shù)自動檢測線運(yùn)動機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)（控制電路部分） 畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和意義? 畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和意義 畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和意義 畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容： 本設(shè)計(jì)根據(jù)自動檢測母線槽導(dǎo)電片電阻及導(dǎo)電片之間絕緣介質(zhì)的絕緣強(qiáng)度等技術(shù)參數(shù)的要求，提出了母線槽技術(shù)參數(shù)自動檢測線運(yùn)動機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，詳細(xì)介紹了設(shè)計(jì)運(yùn)動機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)硬件電路的過程。在所設(shè)計(jì)的電路中是采用8031作為CPU，外擴(kuò)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(jìn)行擴(kuò)展，4K的數(shù)據(jù)存儲器用6264芯片進(jìn)行擴(kuò)展。步進(jìn)電機(jī)的輸出信號口用74LS273鎖存器進(jìn)行擴(kuò)展。I/O口用8255擴(kuò)展，所有的按鍵皆用8155擴(kuò)展，它們的各種功能用軟件進(jìn)行定義。這些鍵有控制四個電機(jī)進(jìn)給的八個手動按鈕，四個電機(jī)的作用是：控制前測頭X、Y兩根軸的兩個電機(jī)，控制后測頭U、V兩根軸的兩個電機(jī)。這八個步進(jìn)電機(jī)的進(jìn)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(jìn)電機(jī)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(fù)號，表示四個電機(jī)的負(fù)方向位移，其后三位用于顯示電機(jī)位移量的整數(shù)部分，最后一位LED用于顯示電機(jī)位移量的小數(shù)部分。電機(jī)的進(jìn)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(shè)計(jì)需完成的技術(shù)文獻(xiàn)： （1） 畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)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(shè)計(jì)論文 1篇 畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義： 單片機(jī)在今后的社會發(fā)展過程中的應(yīng)用將會越來越廣泛，幾乎可以涉及到社會的各個高科技領(lǐng)域。作為理工科的學(xué)生，熟練掌握單片機(jī)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(shè)計(jì)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(xué)期間我們專業(yè)對于氣壓傳動不是重點(diǎn)課程。這個課題也會讓我們在指導(dǎo)老師的帶領(lǐng)下初步涉足此未知領(lǐng)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(lǐng)域，幾乎都是用母線槽進(jìn)行電的傳輸?shù)模∷c我們的生活是如此密切相關(guān)，這就對母線槽的安全性提出了很高的要求。而準(zhǔn)確掌握母線槽的技術(shù)參數(shù)是確保安全性的必要前提！這就要求我們能夠準(zhǔn)確測量出母線槽的技術(shù)參數(shù)。 傳統(tǒng)的母線槽技術(shù)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(qiáng)度和電阻。手動定位很容易帶來由于定位不準(zhǔn)確而產(chǎn)生的操作誤差以及漏測，這與我們對母線槽技術(shù)參數(shù)準(zhǔn)確性的要求是相互沖突的。另外在檢測母線槽的絕緣強(qiáng)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(shù)參數(shù)自動檢測線運(yùn)動機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)將解決的是母線槽技術(shù)參數(shù)檢測中的這兩大難題。母線槽技術(shù)參數(shù)檢測系統(tǒng)將不僅完成母線槽技術(shù)參數(shù)的自動檢測。同時對于檢測結(jié)果的打印和貼標(biāo)以及包裝均是同一條流水線上由同一臺上位機(jī)控制并按順序完成的。這臺控制機(jī)將對母線槽內(nèi)部每一片導(dǎo)電片的電阻和導(dǎo)電片之間的絕緣強(qiáng)度進(jìn)行自動檢測，控制機(jī)的上位機(jī)會顯示出檢測結(jié)果，檢測員只需要對照標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)即可知道此母線槽內(nèi)部被檢測的導(dǎo)電片的電阻是否達(dá)到要求，所檢測的兩塊導(dǎo)電片之間的絕緣強(qiáng)度是否滿足所需指標(biāo)，從而方便操作員進(jìn)行檢修，也可以使檢測員遠(yuǎn)離大電流，從而消除了大電流檢測絕緣強(qiáng)度時對檢測員的人生安全造成的威脅。 這臺檢測機(jī)的組成如下圖所示： 打印機(jī) 上位機(jī) 貼標(biāo)機(jī) 運(yùn)動機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)（下位機(jī)） 測試系統(tǒng) 母線槽 包裝機(jī)構(gòu) 定位機(jī)構(gòu) 測試臺 母線槽 輔助動作控制電路 輔助動作執(zhí)行機(jī)構(gòu)（氣壓傳動） 功率放大系統(tǒng) 運(yùn)動驅(qū)動機(jī)構(gòu) 而我在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)的是這臺檢測系統(tǒng)的下位機(jī)。由上圖可以看到下位機(jī)的主要功能就是控制步進(jìn)電機(jī)進(jìn)給，以及控制氣缸伸縮從而對母線槽進(jìn)行準(zhǔn)確定位。 文獻(xiàn)綜述 文獻(xiàn)綜述 參考文獻(xiàn) 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(jìn)了人們對于電力傳輸?shù)难芯?。而在遠(yuǎn)距離傳輸領(lǐng)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(lǐng)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(yīng)運(yùn)而生。母線槽在高層建筑以及工廠近距離電力傳輸領(lǐng)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(guān)，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(yán)重的后果。因此生產(chǎn)、建設(shè)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(shù)參數(shù)的技術(shù)。目前的母線槽技術(shù)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(qiáng)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(jì)算機(jī)簡稱單片機(jī)，是典型的嵌入式為控制器。單片機(jī)具有集成度高，功能強(qiáng)，結(jié)構(gòu)簡單，易于掌握，應(yīng)用靈活，可靠性高等特點(diǎn)，在工業(yè)控制、機(jī)電一體化、通信終端、智能儀表、家用電器等諸多領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，已經(jīng)成為傳統(tǒng)機(jī)電設(shè)備升級為智能化機(jī)電設(shè)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(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中被廣泛用作可編程外部I/O擴(kuò)展接口。8255A與MCS-51單片機(jī)連接方式簡單，其工作方式由程序設(shè)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(jì)數(shù)器，與MCS-51單片機(jī)接口簡單，廣泛應(yīng)用于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，擴(kuò)展鍵盤非常方便。 無論是單片機(jī)控制系統(tǒng)還是單片機(jī)檢測系統(tǒng)，都需要一個人機(jī)對話裝置，這種人機(jī)對話裝置通常采用鍵盤和顯示器。鍵盤是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中人機(jī)對話常用的輸入裝置，而顯示器是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)人機(jī)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(xiàn)： （1） 《單片機(jī)原理及接口技術(shù)》。李朝青，北航出版社，1993年3月。 （2） 《單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)》。何立民，北航出版社，1990年。 （3） 《單片機(jī)原理及應(yīng)用》。趙德安，機(jī)械工業(yè)出版社，2004年9月。 （4） 《 單片機(jī)原理及應(yīng)用》。趙德安，北京：機(jī)械工業(yè) 出版社，2004 （5） 《MCS-51單片機(jī)原理及接口技術(shù)》。。馬家辰等，哈 爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，1997 （6） 《MCS-51單片微型計(jì)算機(jī)原理接口技術(shù)應(yīng)用實(shí)例》。呂能元等，北京：科學(xué)出版社，1993 研究計(jì)劃 為期一個學(xué)期共十七周的畢業(yè)設(shè)計(jì)具體研究計(jì)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(guān)資料；第三周用于英文資料翻譯；第四周用于撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告。第五周和第六周則用于設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)出CPU的擴(kuò)展電路。其中是采用8031作為CPU，外擴(kuò)存儲器。 2、第八周則是主要用于設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)。I/O口用8255擴(kuò)展，按鍵用8155擴(kuò)展，步進(jìn)電機(jī)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(shè)計(jì)主程序流程圖。 7、第十五周設(shè)計(jì)鍵盤掃描程序流程圖。 8、第十六周用于撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文報(bào)告。 9、第十七周用于答辯。 特色與創(chuàng)新 母線槽技術(shù)參數(shù)自動檢測技術(shù)目前在國內(nèi)尚未見到相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。設(shè)計(jì)該檢測裝置代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工檢測，屬于一項(xiàng)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的檢測頭運(yùn)動控制系統(tǒng)，選用單片機(jī)作為運(yùn)動機(jī)構(gòu)控制核心，再上位機(jī)（PC機(jī)）管理下，自動控制母線槽兩端兩個檢測頭分別在四個坐標(biāo)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(shù)參數(shù)，檢測范圍寬，自動化程度高，控制電路簡單、實(shí)用。 指導(dǎo)教師 意 見 指導(dǎo)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(xué)主任簽名： 年 月 日 第 6 頁