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        校企合作項目之石材切割機智能控制的改裝

        2017-05-16 03:13:13
        山西青年 2017年11期
        關(guān)鍵詞:控制面板風(fēng)機單片機

        姚 杰

        慈溪市周巷職業(yè)高級中學(xué),浙江 慈溪 315324

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        校企合作項目之石材切割機智能控制的改裝

        姚 杰

        慈溪市周巷職業(yè)高級中學(xué),浙江 慈溪 315324

        智能控制;校企合作;單片機

        一、項目來源

        在一次上單片機課時,我正給同學(xué)們講解單片機控制直流電機的時候,有個學(xué)生突然問我單片機能不能控制交流電機,我的回答當然是可以。在課后我們深入溝通了一下,原來他的親戚正想要改造一下石材切割機的控制面板,需要控制交流電機。在他的引領(lǐng)下我和幾個老師一起去參觀了一下企業(yè),正如他所說的企業(yè)想把老式的機械式控制面板改造成用單片機控制的面板,使得更加智能化,并且降低成本。

        二、項目方案制定

        企業(yè)給出了智能控制面板的功能要求:

        (一)能單獨開啟和關(guān)閉風(fēng)機1、風(fēng)機2、風(fēng)機3、水泵。

        (二)一鍵開啟風(fēng)機1、風(fēng)機2、風(fēng)機3、水泵,要求電機與電機開啟間隔兩秒。

        (三)具有定時倒計時功能,并且隨時可調(diào)。

        (四)開啟或關(guān)閉風(fēng)機或水泵具有提示功能。

        根據(jù)企業(yè)的要求,我們幾位老師進行深入探討與研究,考慮到性價比決定用STC單片機驅(qū)動繼電器來控制交流電機的開與關(guān)。接下來根據(jù)各自的特長進行了項目的分工,會編程的老師進行編程,硬件電路掌握好一點的老師設(shè)計電路,會CAD的老師畫圖開模等等。

        三、項目實施

        本智能控制器以單片機為核心,結(jié)合數(shù)碼管顯示電路、驅(qū)動電路、按鍵輸入電路來完成對交流電機的控制??蚣軋D如下:

        圖1 系統(tǒng)框架圖

        (一)電源電路:此系統(tǒng)的電源供電是由變壓器降壓,經(jīng)過橋式整流濾波穩(wěn)壓得到12V的電源供給驅(qū)動電路,再經(jīng)過7805穩(wěn)壓管得到5V電供給其他模塊。

        (二)單片機:考慮到交流電機對系統(tǒng)有很強的干擾,此系統(tǒng)選用高抗干擾的STC單片機,其內(nèi)部資源豐富,系統(tǒng)中不僅在硬件上進行抗干擾措施,在軟件上也應(yīng)用了抗干擾技術(shù)。

        (三)按鈕輸入:系統(tǒng)中通過輕觸按鈕動作來控制交流電機的運作,同時也可用以調(diào)整時間。

        (四)數(shù)碼管顯示,LED燈指示:數(shù)碼管選用四位一體,使得硬件設(shè)計更加方便,用于顯示倒計時。LED燈用于指示交流電機的狀態(tài),運行時燈亮。

        (五)驅(qū)動電路:驅(qū)動電路主要由繼電器構(gòu)成,系統(tǒng)最終需要用弱電控制強電,控制電機。用繼電器做驅(qū)動和隔離是一個比較好的選擇。

        四、項目創(chuàng)新點

        本智能控制器與傳統(tǒng)的控制面板相比有以下幾個優(yōu)點:

        (一)性價比超高:傳統(tǒng)的控制面板用的元件大而貴,定時還要用額外的時間定時器,成本大大提高,而此智能控制器則用單片機的內(nèi)部定時器資源代替了傳統(tǒng)的時間定時器,用輕觸按鈕代替了大按鍵,成本大大減少,給廠家?guī)砹撕艽蟮睦麧櫋?/p>

        (二)智能化:傳統(tǒng)的控制面板很難完成連續(xù)控制電機的功能,控制對應(yīng)的電機需要按下對應(yīng)的按鍵,而此智能控制器可以通過單片機的編程輕松完成各種功能,控制方便簡單,并且還有實時顯示功能,使產(chǎn)品走在科技前沿。

        (三)接線方便:智能控制器的接線非常的方便,只要從驅(qū)動電路中的繼電器常開端引出線即可,而傳統(tǒng)的控制面板中按鍵和時間定時器都需要額外的接線,使得接線很麻煩,這一替代省時省力。

        圖2 控制電路板

        圖3 驅(qū)動電路板

        圖4 實物圖

        五、市場前景

        隨著科技的發(fā)展和社會的進步,傳統(tǒng)的控制面板已經(jīng)不能滿足人們的需要。他們需要的更趨向于智能化,控制更加方便,類似本智能控制器這樣的面板一定會是一個趨勢,傳統(tǒng)將被取代。

        企業(yè)主要是以盈利為目的,本智能控制器成本遠比傳統(tǒng)的控制器要低的多,如果批量用的話,可以為企業(yè)賺取更多的利潤,市場前景應(yīng)該看好。

        六、項目收獲

        在這個項目中我們收獲了很多,特別是交流電機啟動和停止瞬間對系統(tǒng)的干擾很強,我們做了很多的抗干擾措施,有軟件抗干擾也有硬件抗干擾。在一次一次的失敗中我們吸取教訓(xùn),一個一個地克服難點,最終在團隊的努力下把這個校企合作的項目完成了,并且進行了批量的生產(chǎn)。

        G642;TP

        A

        1006-0049-(2017)11-0179-01

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