砼攪拌站單片微型計算機控制裝置的製作方法

2023-10-08 16:05:14

專利名稱:砼攪拌站單片微型計算機控制裝置的製作方法
本實用新型是關於砼攪拌機械生產過程的控制裝置。特別是用於25－100M3／h的各種砼攪拌站的生產過程控制裝置。
一種與HZ25型移動式砼攪拌站配套的計量控制操作臺，採用模擬器件構成控制裝置，它可以實現稱量值預置，但仍然比較麻煩，更主要的是無法實現計量的閉環控制，所以無法有效地控制計量的動態誤差。
同濟大學研製的用Z80－CPU作中央處理器構成的單板微型計算機控制系統，可以用於砼攪拌站的生產過程控制，但系統電路複雜，操作麻煩，抗幹擾能力較差，並且設備造價很高，在攪拌站上難以推廣使用。
本實用新型目的在於提供一種能克服上述不足的單片微型計算機的控制裝置。
其解決方案是採用集成度更高的、適用於工業控制的單片微型計算機構成控制裝置。
本裝置的另一特點是採用高解析度的D／A晶片，結合軟體，構成雙字節的模數轉換器。
本裝置的第三個特點是用撥盤和波段開關構成硬體編碼。
本實用新型具有線路簡單、抗幹擾能力強、可靠性高、操作方便、成本低等優點。
附圖為本裝置的兩個實施例。
附圖1，採用MCS－48系列晶片構成的控制裝置，適用於容量在50M3／h以下的砼攪拌站。
裝置的核心部分由MCS－48系列的外接程序存儲器的單片微型計算機晶片U1，EPROMU2，擴展接口U3構成。各控制信號的聯接已在圖中說明。擴展I／O用晶片U3可採用8155，它提供了三個可編程並行接口PA、PB、PC和256個字節的RAM，同時提供一個14位的定時／計數器。當配料中水的計量採用定時或計數脈衝進行控制時，可以用來進行水的計量。
高解析度的D／A晶片U7與運算放大器U8、U9構成一個模數轉換單元，它作為一個I／O，由I／O解碼器U5選址。U7內部具有雙緩衝輸入寄存器和輔助控制線，通過字節選通線BYTEI／BYTE2，可以使U1產生的數據分別傳送到U7內的高字節或低字節寄存器中去。實際稱量過程中，所採樣到的一個模擬量電壓Vi送到比較器U9的一個輸入端(負端)，用軟體使數模轉換單元產生一個模擬量Vc送到比較器U9的另一輸入端(正端)。如果Vc＞Vi，則U9的輸出端為高電平，反之Vc＜Vi則U9的輸出端為低電平。U9的輸出送到U1的檢測輸入端To(或P27)，這樣用逐次逼近方法，最終找到一個值Vc＝Vi則計算機內部與這一模擬量Vc相對應的數字量，即為Vi的轉換結果。
各物料計量的預置值(或稱設定值)，是用四片0－9撥盤排成矩陣，連到U1的P1口。其中一片撥盤作為配方號，其餘三片作為設定值或其他數據。用接口片U3的Pc口低三位，作為波段開關BK的編碼輸入，用這組編碼代表輸入參數的代碼，如波段開關在1位時，其編碼為000，代表水泥，2位時編碼為001，代表小石等。如用三位編碼，要用三聯八檔波段開關，表示八種參數。如每一配方號有八種料(如水泥、小石、中石、細砂、粗砂、煤渣粉、水、外加劑)這樣一位配方號撥盤，三位數字撥盤及波段開關BK，可以構成一種配方的各物料設定值的輸入。每個數據撥好後，按下連接在U3PA4口的按鈕A，數據便讀到計算機中去。並且按配方號和料號，存放到指定的RAM中，以備運行時使用。
參數代碼、撥盤數量可以根據配料種類、配方號數量、設定值範圍具體確定，如配料品種不到八種，剩餘的可以作為別的參數，如攪拌時間，循環次數等。
在此實施例中，U3其餘口線，均用來輸入，而另一擴展I／OU10，可採用8243晶片；作為輸出。
附圖2採用MCS－51系列晶片的控制裝置，適用於容量50～100m3／h的砼攪拌站。
該實施例採用MCS－51系列外接ROM的晶片U1，外部EPROMU2a、U2b，擴展口U3構成控制裝置的核心部分。
MCS－51系列的外部ROM單片機，最多可以擴展到64K，字節的程序存貯器，本實施例擴展到8K，如需要，還可以增加U2晶片。
在數據存貯器的數量可以滿足要求的前提下，擴展口U3仍可以用8155。如果水的計量仍為定時或計數脈衝方式，利用8155的定時／計數器或U1內部的T0、T1，定時／計數器均可。後者為16位的計數器，可以計量更大的範圍和達到更高的精度。
用兩片(或兩片以上)U10擴展口可根據需要得到輸入輸出控制線的數量。每片可用U1的P1口來片選。
A／D單元的結構及工作原理同實施例1。
配料的設定值及其他控制參數，仍用撥盤、波段開關及按鈕組成硬體編碼，通過U10口線輸入到計算機中去，具體結構，根據設定值範圍、配方號數量、配料品種及其他控制參數的要求，來確定撥盤的數量和波段開關的型式。
權利要求
1.一種砼攪拌站單片微型計算機控制裝置，由單片微型計算機、外部程序存儲器、模數轉換器、輸入/輸出擴展接口、參數輸入電路、輸入輸出隔離電路、自檢報警和顯示列印電路等部分組成，其特徵在於①具有單片微型計算機作中央處理器的三總線式結構，外部程序存儲器、模數轉換器、輸入/輸出擴展接口和顯示列印電路等組成部分，均通過數據總線、地址總線和控制總線與單片微型計算機相連接；②具有高分辨數模轉換(D/A)晶片構成的、可輸入多達8個獨立模擬量的雙字節模數轉換器(A/D)，它由D/A晶片U7、運算放大器U8、U9和模擬通道選擇開關(U11、U12)組成，待轉換的模擬量Vi(i=1～8)通過模擬通道選擇開關輸入A/D轉換器，選擇開關的通道地址來自單片計算機U1的I/O埠P1，A/D轉換器的數據線通過鎖存器U6與單片計算機U1的I/O埠P0相連接，其選通控制信號來自地址解碼器U5；③具有與單片計算機U1的I/O埠或I/O擴展埠直接相連接的十進位撥盤開關矩陣BP和波段開關BK構成的砼參數輸入編碼電路，通過波段開關BK選擇參數，通過撥盤矩陣BP輸入參數。
2.按權利要求
1所述的砼攪拌站單片微型計算機控制裝置，其特徵在於所述的單片微型計算機U1為MCS－48和MCS－51系列中型號為8035、8039、8040、8031、8032、80C31、80C252、8344的單片集成電路晶片。
3.按權利要求
1所述的砼攪拌站單片微型計算機控制裝置，其特徵在於所述單片微型計算機U1為外接程序存儲器的8位單片計算機，它接有可擦寫的外部程序存儲器(EPROM)，該程序存儲器的8位數據線直接與單片計算機U1的I／O埠P0相連接，它的低8位地址線通過地址鎖存器U4與單片計算機U1的I／O埠P0相連接，其餘的高位地址線則直接連接在單片計算機U1的I／O埠P2上，該程序存儲器的操作由單片計算機U1的PSEN信號控制。
專利摘要
本單片微型計算機控制裝置，特別適用於25-100m本實用新型具有線路簡單抗幹擾能力強、可靠性高、成本低等優點。
文檔編號B28C7/02GK87204155SQ87204155
公開日1988年11月2日 申請日期1987年4月23日
發明者鄭佩玉, 熊建平, 楊建春 申請人:城鄉建設環境保護部長沙建築機械研究所導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan