優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)基于51單片機(jī)的多機(jī)通信系統(tǒng)

1、 課程設(shè)計(jì)報(bào)告課程 單片機(jī)技術(shù) 題目 串口通信多機(jī)通信系統(tǒng) 系 別 年 級 07級 專 業(yè) 電子科學(xué)與技術(shù) 班 級 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 職 稱 設(shè)計(jì)時(shí)間 目 錄1 題設(shè)要求分析12 硬件電路的設(shè)計(jì)32.1 系統(tǒng)的組成32.2 系統(tǒng)的工作原理32.3 硬件電路原理圖設(shè)計(jì)42.4 硬件電路的實(shí)現(xiàn)63 軟件電路的設(shè)計(jì)83.1 通信協(xié)議的設(shè)計(jì)83.2 主機(jī)程序設(shè)計(jì)83.3 從機(jī)程序設(shè)計(jì)124 系統(tǒng)的調(diào)試與實(shí)現(xiàn)154.1 從機(jī)模塊調(diào)試154.2 led顯示模塊調(diào)試154.3電平轉(zhuǎn)換模塊功能調(diào)試154.4主機(jī)模塊功能調(diào)試164.5整體設(shè)計(jì)功能調(diào)試16參考文獻(xiàn)181 題設(shè)要求分析本小組的試驗(yàn)題目如下

2、：一、任務(wù)：設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)多臺單片機(jī)系統(tǒng)之間的串行通信二、基本要求（難度系數(shù)0.8）：（1）設(shè)計(jì)一個(gè)主從式多機(jī)通信系統(tǒng)，包含1臺主機(jī)和3臺從機(jī)，主機(jī)和從機(jī)全部為單片機(jī)；（2）選擇合適總線接口芯片，正確連接主機(jī)和從機(jī)；（3）編程實(shí)現(xiàn)分布式數(shù)據(jù)采集功能，主機(jī)可以獲取各分機(jī)當(dāng)前ad轉(zhuǎn)換結(jié)果，并顯示。三、發(fā)揮部分：（1）完善通信功能。（根據(jù)完成情況加分，上限+0.2）經(jīng)過本小組成員對本課題認(rèn)真討論先做出如下分析：對課題分析后本小組認(rèn)為本次實(shí)驗(yàn)的目的是就是應(yīng)用單片的串口通信功能實(shí)現(xiàn)一個(gè)分布式采集系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)中包含一片主機(jī)和三片從機(jī)，主機(jī)的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)對三片從機(jī)的ad轉(zhuǎn)換結(jié)果的采集并在數(shù)碼管上顯示之。這樣從硬件

3、的角度上將整個(gè)系統(tǒng)分為兩個(gè)模塊主機(jī)模塊和從機(jī)模塊。主機(jī)模塊中包含單片機(jī)模塊、led數(shù)碼管顯示子模塊和串口電平轉(zhuǎn)換子模塊，從機(jī)模塊則包括單片機(jī)子模塊、ad轉(zhuǎn)換子模塊和串口電平轉(zhuǎn)換子模塊。就本次試驗(yàn)而言硬件電路的設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于串口電平轉(zhuǎn)換芯片的選擇及其連接，而軟件的設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于串口通信協(xié)議的制定及相關(guān)程序的編寫。實(shí)現(xiàn)多機(jī)通信方案的實(shí)現(xiàn)。不同于雙機(jī)通信多機(jī)通信系統(tǒng)中需要識別通信信息發(fā)出者或是接受者是誰。經(jīng)過查閱資料發(fā)現(xiàn)在大多數(shù)的多機(jī)通信系統(tǒng)中都是才采用地址識別的方法實(shí)現(xiàn)的。所謂地址識別方法就是在發(fā)送或接受信息前先發(fā)送和校驗(yàn)地址幀。就本題目而言，先要對通信系統(tǒng)中的每臺機(jī)器分配一個(gè)唯一的地址作為識別信息。

4、具體的識別過程如下：n 首先，從機(jī)處于只接收地址幀的狀態(tài)；n 主機(jī)發(fā)送一幀地址信息；n 從機(jī)接受到地址幀后，將本機(jī)地址與地址幀中的地址進(jìn)行比較，如果地址相同準(zhǔn)備接受數(shù)據(jù)，否則丟棄當(dāng)前幀，依然處于只接受地址幀的狀態(tài)；n 主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)幀，相應(yīng)的從機(jī)接受數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳送完畢后，從機(jī)繼續(xù)回到只接受地址幀的狀態(tài)，在這個(gè)過程中其他從機(jī)不受影響；n 當(dāng)主機(jī)需要與其他從機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，可以再次發(fā)送地址幀呼叫從機(jī)，重復(fù)這一過程1。對于本題而言可通過此過程實(shí)現(xiàn)主機(jī)對從機(jī)的絕對控制。這樣在主機(jī)中編寫一個(gè)循環(huán)程序就可以實(shí)現(xiàn)對三臺從機(jī)的ad轉(zhuǎn)換結(jié)果的不停采集。至于地址幀與數(shù)據(jù)幀的區(qū)別則可通過串口工作方式三下的第九位的置

5、1或置0來實(shí)現(xiàn)。在完成通信的基礎(chǔ)上，再將采集到的三路結(jié)果分別用兩個(gè)led數(shù)碼管顯示即可試驗(yàn)預(yù)期目的。2 硬件電路的設(shè)計(jì)2.1 系統(tǒng)的組成根據(jù)題目分析可知硬件電分為主機(jī)模塊和從機(jī)模塊。主機(jī)模塊中包含單片機(jī)子模塊、led數(shù)碼管顯示子模塊和串口電平轉(zhuǎn)換子模塊，從機(jī)模塊則包括單片機(jī)子模塊、ad轉(zhuǎn)換子模塊和串口電平轉(zhuǎn)換子模塊。在主模塊中由at89s51單片機(jī)擔(dān)任主機(jī)，六個(gè)led數(shù)碼管擔(dān)任顯示設(shè)備和一片max485擔(dān)任串口的電平轉(zhuǎn)換。在整個(gè)主機(jī)系統(tǒng)中有三個(gè)從機(jī)模塊三個(gè)從機(jī)模塊結(jié)構(gòu)一樣，有一片at89s51單片機(jī)擔(dān)任從機(jī)外接一片adc0809轉(zhuǎn)換芯片和一片max485擔(dān)任串口的電平轉(zhuǎn)換。串口采用單工及異步通

6、信方式。整個(gè)硬件結(jié)構(gòu)原如圖1所示。圖 1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理圖2.2 系統(tǒng)的工作原理主機(jī)at89s51編程可實(shí)現(xiàn)循環(huán)訪問個(gè)從機(jī)，當(dāng)從機(jī)接受主機(jī)訪問后啟動ad轉(zhuǎn)換設(shè)備adc0809對外部模擬信號進(jìn)行轉(zhuǎn)換。當(dāng)從機(jī)獲得轉(zhuǎn)換結(jié)果后通過串口將其發(fā)送到主機(jī)，主機(jī)接受到轉(zhuǎn)換結(jié)果后再將其發(fā)送到相應(yīng)的led數(shù)碼管顯示。2.3 硬件電路原理圖設(shè)計(jì)（1）led數(shù)碼管顯示電路led數(shù)碼管顯示電路如圖2所示顯示子模塊由六個(gè)數(shù)碼管和相應(yīng)的啟動芯片構(gòu)成。其中每路通道的采集值用量為數(shù)碼管顯示。為了節(jié)約單片機(jī)的i/o口本題的數(shù)碼管采用max7219芯片。給芯片的優(yōu)點(diǎn)在于可完成電路的刷新。max7219芯片的seg a-seg dp為

7、數(shù)碼管段碼接口，dig0-dig7為位碼接口，clk、din、load分別與單片機(jī)p1.0、p1.1、p1.2連接。單片機(jī)通過串行的方式將要顯示的數(shù)據(jù)通過clk、din、load三個(gè)接口送入相應(yīng)的顯示寄存器內(nèi)，max7219將自動完成對數(shù)碼管的刷新工作。具體的電路如圖2所示。圖 2 led顯示電路（2）串口電平轉(zhuǎn)換電路 串口電平轉(zhuǎn)換電路的電路圖如圖3所示：本實(shí)驗(yàn)中采用max485的電平轉(zhuǎn)換芯片。max485是一種rs-485標(biāo)準(zhǔn)接口的電平轉(zhuǎn)換芯片。rs-485采用差分式半雙工通信方式，真正實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)總線連接，具有傳輸距離遠(yuǎn)可靠性高的特點(diǎn)?；谝陨显虮拘〗M選擇該芯片實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。max485的1

8、號引腳ro為接收端接單片rxd, 4號引腳di為發(fā)送端接單片txd, 2、3號引腳分別為發(fā)送接收使能端端接單片p1.3引腳。6、7號引腳總線接線口。圖 3 電平轉(zhuǎn)換電路（3）主機(jī)模塊電路 根據(jù)設(shè)計(jì)要求繪制主機(jī)模塊電路圖如圖4所示。圖 4 主機(jī)模塊電路圖（4）從機(jī)模塊電路根據(jù)設(shè)計(jì)要求繪制從機(jī)模塊電路圖如圖5所示。圖 5 從機(jī)模塊電路圖2.4 硬件電路的實(shí)現(xiàn)首先是主從機(jī)電路的實(shí)現(xiàn)。主機(jī)的電路的搭建采用主cpu板、鍵盤顯示接口板各一塊。照實(shí)驗(yàn)原理圖將主cpu板的p0口接到鍵盤顯示接口板的位碼接口，p1口接到鍵盤顯示接口板的段碼的接口。從機(jī)的電路由cpu板和adda轉(zhuǎn)換板構(gòu)成。其次是電平轉(zhuǎn)換電路的焊接

9、。電平轉(zhuǎn)換的路的實(shí)現(xiàn)是通過自己搭建電路完成。電平轉(zhuǎn)換的電路主要有四塊max485和兩個(gè)100電阻構(gòu)成。四塊max485采用總線方式連接，每個(gè)芯片分別引出三個(gè)引腳用于單片的連接。最后將各個(gè)模塊的按照原理圖連接起來。圖 6 硬件電路的連接3 軟件電路的設(shè)計(jì)3.1 通信協(xié)議的設(shè)計(jì)通信協(xié)議的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)是本題的重點(diǎn)難點(diǎn)，本題通信協(xié)議主要是區(qū)別主機(jī)和從機(jī)。由于串口的方式2、3發(fā)送和接收都是11位其第九為可編程置位可以此作為區(qū)分地址幀與數(shù)據(jù)幀從而實(shí)現(xiàn)主機(jī)與從機(jī)，從機(jī)與從機(jī)的區(qū)別。通信協(xié)議同樣要規(guī)定相同通信速率。參考相關(guān)資料后編寫如下的通信協(xié)議。n 數(shù)據(jù)傳輸?shù)碾p方均使用9600kb/s的速率傳送數(shù)據(jù)，使用主從

10、式通信，主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，從機(jī)接受數(shù)據(jù)，雙方在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)使用查詢方式。n 雙機(jī)開始數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，主機(jī)發(fā)送地址幀呼叫從機(jī)。n 各從機(jī)開始都處于只收地址幀狀態(tài)。接收到地址幀后，將接收到的地址內(nèi)容和本機(jī)地址比較，如果地址相同，則向主機(jī)返回本機(jī)地址作為確認(rèn)信息，并開始接收數(shù)據(jù)；如果不同，則繼續(xù)等待。n 主機(jī)在發(fā)送地址幀后等待，如果接收到的應(yīng)答信息中的內(nèi)容和所發(fā)地址幀的內(nèi)容相同，就開始發(fā)送數(shù)據(jù)，如果不一致，主機(jī)將繼續(xù)發(fā)送地址幀。如多次應(yīng)答仍無回應(yīng)則認(rèn)為出錯(cuò)則主機(jī)跳出本次通信。n 從機(jī)在接收完數(shù)據(jù)后，將根據(jù)最后的校驗(yàn)結(jié)果判斷數(shù)據(jù)接收是否正確，若校驗(yàn)真確，則向主機(jī)發(fā)送2ah信號，同時(shí)點(diǎn)亮led燈半秒鐘，表示本次通

11、信成功；若校驗(yàn)錯(cuò)誤，則發(fā)送f0h信號，表示接收數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，并請求從發(fā)。n 主機(jī)接收到2ah信號，則通信結(jié)束，否則主機(jī)將重新發(fā)送這組數(shù)據(jù)。3.2 主機(jī)程序設(shè)計(jì)依據(jù)試驗(yàn)要求及相應(yīng)的通信協(xié)議現(xiàn)繪制如下的主機(jī)程序流程圖：圖 7 主機(jī)程序流程圖主機(jī)程序：#include#includeunsigned char led_seg10=0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f;unsigned char led_bit6=0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20;unsigned char led_buf6=0x00,0x00,0x0

12、0,0x00,0x00,0x00;void delay(unsigned long n) /延時(shí)子程序 unsigned int i; for(i=1;in;i+) ; void convert(unsigned char a ,unsigned char j) /電壓轉(zhuǎn)換子程序 unsigned char m,n,i; unsigned char b=0; for(i=0;i51;i+) b=i*5; if(ba)i+;elsebreak; m=i/10; n=i%10; j=j*2; led_bufj=led_segn; led_bufj+1=led_segm+0x80; void sbu

13、f_init(void) /串口初始化子程序scon=0xd0; /工作方式3pcon=0x00;tmod=(tmod&0xf)|0x20;th1=0xfd;tl1=0xfd;tr1=1;void flash_led(void) /led顯示子程序 unsigned char i; for(i=0;i=3)i=0;addr=0x00; convert(a,j);flash_led();3.3 從機(jī)程序設(shè)計(jì)從程序流程圖如下：圖 8 從機(jī)模塊流程圖從機(jī)程序：#include#include#include#define ino xbyte0x0000#define addr 0x02 /從機(jī)地址0

14、x00、ox01、0x02sbit ad_busy=p33;void delay(unsigned long n) /延時(shí)子程序 unsigned int i; for(i=1;in;i+) ; void sbuf_init(void) /串口初始換子程序scon=0xd0; /工作方式3pcon=0x00;tmod=(tmod&0xf)|0x20;th1=0xfd;tl1=0xfd;tr1=1;void main(void) /主程序unsigned char a;unsigned char tmp=0xff;sbuf_init();while(1)sm2=1; / 只接收地址幀 /* 如果

15、接收到的地址幀不是本機(jī)地址，則繼續(xù)等待 */tmp=addr+1;p1=0x00; /接受使能while(tmp!=addr) while(!ri);tmp=sbuf;ri=0;delay(20);/* 發(fā)送本機(jī)地址作為應(yīng)答信號，準(zhǔn)備接收數(shù)據(jù) */ p1=0xff; /發(fā)送使能delay(40);ti=0;tb8=0; / 主機(jī)不檢測該位sbuf = addr;delay(10);while(!ti);ti = 0;/sm2 = 0; /允許接收數(shù)據(jù)/* 數(shù)據(jù)發(fā)送 */delay(40);/*ino=0;i=i;i=i;while(ad_busy=0);a=ino;*/a=0x88;sbuf=

16、a;while(ti=0);ti=0;delay(60);4 系統(tǒng)的調(diào)試與實(shí)現(xiàn)對本課題的設(shè)計(jì)思路清晰之后，我們接下來所需要做的工作就是依據(jù)我們的方案編程實(shí)現(xiàn)功能。本過程可以分為五個(gè)部分：從機(jī)模塊調(diào)試、 led顯示模塊調(diào)試、電平轉(zhuǎn)換模塊功能調(diào)試、主機(jī)模塊功能調(diào)試、整體設(shè)計(jì)功能調(diào)試。4.1 從機(jī)模塊調(diào)試從機(jī)部分實(shí)現(xiàn)的功能是針對主機(jī)發(fā)送來的地址進(jìn)行對照，如果是自己的從機(jī)地址，就會發(fā)送ad轉(zhuǎn)換結(jié)果。為了檢測此部分的功能是否能夠?qū)崿F(xiàn)，我們借助串口測試軟件，發(fā)送預(yù)設(shè)的從機(jī)地址看看該從機(jī)是否會把a(bǔ)d轉(zhuǎn)換的結(jié)果發(fā)送來。此從機(jī)調(diào)試模塊分為兩個(gè)層次：1、用一個(gè)簡單的程序測試從機(jī)硬件部分是否能正常運(yùn)行；2、在硬件良

17、好的情況下測試編寫的從機(jī)部分代碼能否順利實(shí)現(xiàn)功能。4.2 led顯示模塊調(diào)試該部分相比較而言簡單一點(diǎn)，其實(shí)也可以歸為主機(jī)模塊調(diào)試的一部分。led功能就是用來顯示da轉(zhuǎn)換的結(jié)果。連接好電路之后，用個(gè)小程序測試led顯示功能良好的情況下顯示從機(jī)發(fā)送來的數(shù)據(jù)。此部分在主機(jī)模塊功能調(diào)試具體介紹。4.3電平轉(zhuǎn)換模塊功能調(diào)試此部分硬件電路多為我們自己焊接。包括4片max485轉(zhuǎn)換芯片組成的電平轉(zhuǎn)換電路。它們完成將ttl電平轉(zhuǎn)換為rs485電平的功能。max485芯片的結(jié)構(gòu)和引腳都非常簡單,內(nèi)部含有一個(gè)驅(qū)動器和接收器。ro和di端分別為接收器的輸出和驅(qū)動器的輸入端，與單片機(jī)連接時(shí)只需分別與單片機(jī)的rxd和t

18、xd相連即可；/re和de端分別為接收和發(fā)送的使能端，當(dāng)/re為邏輯0時(shí)，器件處于接收狀態(tài)；當(dāng)de為邏輯1時(shí)，器件處于發(fā)送狀態(tài)，因?yàn)閙ax485工作在半雙工狀態(tài)，所以只需用單片機(jī)的一個(gè)管腳控制這兩個(gè)引腳即可；a端和b端分別為接收和發(fā)送的差分信號端,當(dāng)a引腳的電平高于b時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為1；當(dāng)a的電平低于b端時(shí)，代表發(fā)送的數(shù)據(jù)為0。在與單片機(jī)連接時(shí)接線非常簡單。只需要一個(gè)信號控制max485的接收和發(fā)送即可。同時(shí)將a和b端之間加匹配電阻，一般可選100的電阻。由于經(jīng)驗(yàn)知識不足，我們匹配電阻選擇了一個(gè)阻值為10k的電阻，造成芯片燒壞，此處應(yīng)引起注意。4.4主機(jī)模塊功能調(diào)試當(dāng)主機(jī)發(fā)送地址幀呼叫從機(jī)

19、時(shí)從機(jī)將接收到的內(nèi)容與自己的地址比較，如若相同從機(jī)會向主機(jī)發(fā)送主機(jī)所需要的數(shù)據(jù)。而主機(jī)接收到正確的數(shù)據(jù)，便會通過led數(shù)碼管顯示出來，這樣便會實(shí)現(xiàn)我們預(yù)想的主機(jī)模塊功能。當(dāng)然主機(jī)部分程序包含上面調(diào)試好的led顯示模塊程序。此處將從機(jī)送來的數(shù)值通過調(diào)用led顯示模塊子程序顯示出來。led顯示模塊分為三個(gè)區(qū)域，從機(jī)0、從機(jī)1、從機(jī)2分別占用2個(gè)顯示管。4.5整體設(shè)計(jì)功能調(diào)試各個(gè)模塊程序功能調(diào)試好之后，將他們各就各位。但此時(shí)我們又遇到一個(gè)難題：從機(jī)送給主機(jī)的數(shù)據(jù)在經(jīng)max485傳遞給主機(jī)時(shí)讀出來的不是理想的結(jié)果，后經(jīng)過示波器查看輸出波形，經(jīng)多次調(diào)試，將主機(jī)與從機(jī)時(shí)序調(diào)整一致才得以在主機(jī)收到從機(jī)發(fā)送來

20、的數(shù)據(jù)。5 總結(jié)與體會為期一個(gè)禮拜的單片機(jī)課程設(shè)計(jì)就這么快的結(jié)束了，在這短暫的一個(gè)星期里我們學(xué)到了很多很多。我們在課堂上掌握的僅僅是書面的理論知識，如何去鍛煉我們的實(shí)踐能力，如何把我們所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)課理論知識運(yùn)用到實(shí)踐中去呢？我想做此類的課程設(shè)計(jì)就為我們提供了良好的實(shí)踐平臺。在做本次課程設(shè)計(jì)的過程中，我感觸最深的當(dāng)屬查閱大量的資料，無論是課本上的還是網(wǎng)上的我們都學(xué)習(xí)了不少，從中也借鑒了別人的思想，開闊了自己的思路。做單片機(jī)課程設(shè)計(jì)，對設(shè)計(jì)者對軟硬件的理解和掌握的要求比較高。在設(shè)計(jì)程序之前，設(shè)計(jì)者必學(xué)對所用單片機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有一個(gè)系統(tǒng)的了解，知道該單片機(jī)內(nèi)有哪些資源；要有一個(gè)清晰的思路和一個(gè)完整的

21、的軟件流程圖；在設(shè)計(jì)程序時(shí)，不能妄想一次就將整個(gè)程序設(shè)計(jì)好，反復(fù)修改、不斷改進(jìn)是程序設(shè)計(jì)的必經(jīng)之路；要養(yǎng)成注釋程序的好習(xí)慣，一個(gè)程序的完美與否不僅僅是實(shí)現(xiàn)功能，而應(yīng)該讓人一看就能明白你的思路，這樣也為資料的保存和交流提供了方便；在設(shè)計(jì)課程過程中遇到問題是很正常的，但我們應(yīng)該將每次遇到的問題記錄下來，并分析清楚，以免下次再碰到同樣的問題。我們在實(shí)驗(yàn)中就遇到了一系列問題，比如剛剛開始時(shí)硬件電路的連接，針對max485芯片匹配電阻的選擇，從機(jī)與主機(jī)握手的過程等等，在大家仔細(xì)的思考和老師同學(xué)的幫助下順利解決。此次課程設(shè)計(jì)在組長楊小強(qiáng)同學(xué)的帶領(lǐng)下我們步步為營，大家學(xué)會了一個(gè)重要的設(shè)計(jì)技巧，就是一步一個(gè)腳

22、印，踏踏實(shí)實(shí)的編程，每編寫好一個(gè)模塊的程序后應(yīng)及時(shí)檢測是否正確。若是“一步登天”，一次性將所有程序編寫好再進(jìn)行測試，這樣如若出現(xiàn)問題，但無法知道問題出在何處，這樣會帶來更大的麻煩，修改就無從下手?？偠灾舜蔚膯纹瑱C(jī)課程設(shè)計(jì)讓我們“吃盡了苦頭”，花費(fèi)了不少腦細(xì)胞，無論是軟件的使用還是對單片機(jī)內(nèi)部資源硬件的了解，我們的認(rèn)識都大大加深了。同時(shí)感謝李老師及同學(xué)們，感謝你們給予我們小組的指導(dǎo)和幫助，謝謝你們！參考文獻(xiàn)1 戴佳，戴衛(wèi)恒，劉博文 51單片機(jī)c語言應(yīng)用程序設(shè)計(jì)實(shí)例精講.第二版 電子工業(yè)出版社 2008.12人機(jī)界面不友好，對于非專業(yè)人員熟練操作應(yīng)用該系統(tǒng)有一定的難度。系統(tǒng)可維護(hù)性差，由于對

23、現(xiàn)場信號的采集、處理采用的是板卡等一些與微機(jī)相連的集成電路，因此，對于局部小故障的維修都需要較長時(shí)間，而且維修起來比較復(fù)雜，成本也較高?？垢蓴_性差，由于控制系統(tǒng)自身沒有相應(yīng)的抗干擾措施，而現(xiàn)場環(huán)境都比較惡劣，除去運(yùn)行系統(tǒng)所處環(huán)境差以外，一些大功率設(shè)備的啟動，運(yùn)行階段，往往也會造成諸多故障，比如在大電流干擾下出現(xiàn)飛程序、控制器與現(xiàn)場儀表無法正常通信等等。聯(lián)網(wǎng)能力差，在dos環(huán)境下開發(fā)的控制系統(tǒng)，在與其他計(jì)算機(jī)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)通信時(shí)比較困難，無法滿足當(dāng)前集生產(chǎn)與管理于一體的控制要求。在科技為主要生產(chǎn)力的今天，企業(yè)間的競爭無疑已成為先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)之間的競爭。舊配料系統(tǒng)已無法滿足當(dāng)前生產(chǎn)要求，為提高企業(yè)生存能

24、力，對該系統(tǒng)的改造勢在必行。改造后，我們采用工控機(jī)+plc所組成的集散制系統(tǒng)，上位機(jī)主要完成生產(chǎn)管理工作，而下位機(jī)plc主要負(fù)責(zé)實(shí)際配料中的過程控制。這樣，改造后的配料系統(tǒng)除克服了舊系統(tǒng)的缺點(diǎn)外，最大的優(yōu)點(diǎn)就是成本不高、便于推廣。由于該系統(tǒng)的用戶多為中小型企業(yè)，考慮到他們自身的經(jīng)濟(jì)情況，我們在設(shè)計(jì)過程中就本著用的原則，從產(chǎn)品選型到系統(tǒng)配置，除了考慮滿足生產(chǎn)需求外，主要考慮的問題就是成本問題，這樣整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)下來，既保持了適度的先進(jìn)性，與國內(nèi)外同類產(chǎn)品相比不落窠臼，又嚴(yán)格控制了改造成本，從而獲得相當(dāng)高的性價(jià)比。這對于我國廣大中小企業(yè)提高生產(chǎn)力，增強(qiáng)自身競爭能力，都是十分值得借鑒的。本論文主要分五

25、章詳細(xì)介紹了該配料系統(tǒng)，目前，該項(xiàng)目（寧夏鑫鋼發(fā)源冶金爐料有限公司配料系統(tǒng)改造項(xiàng)目）的第一階段任務(wù)已經(jīng)完成，即已經(jīng)完成了實(shí)驗(yàn)室的聯(lián)機(jī)調(diào)試，包括plc與所有外設(shè)的連接，以及程序調(diào)試。由于本設(shè)計(jì)時(shí)間所限，現(xiàn)場調(diào)試部分已無法跟進(jìn)。再到現(xiàn)在的高精度計(jì)量式生產(chǎn)這三個(gè)過程，而且自動化程度也越來越高。所以，研究和開發(fā)高爐自動化上料監(jiān)控系統(tǒng)具有很高的實(shí)用價(jià)值。二十一世紀(jì)，鋼鐵產(chǎn)品仍將是人類社會最主要的不可替代的結(jié)構(gòu)材料和產(chǎn)量最大、覆蓋面最廣的功能材料。世界冶金工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快，生產(chǎn)的重心將由發(fā)達(dá)國家向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移。目前我國正處在工業(yè)化進(jìn)程中，國民經(jīng)濟(jì)各部門的持續(xù)、快速發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級對鋼鐵產(chǎn)品的品種、質(zhì)量

26、提出了更高的要求。加快我國冶金工業(yè)的結(jié)構(gòu)調(diào)整，將具有重要意義。就我國目前情況而言，鋼鐵企業(yè)自動化發(fā)展程度參差不齊，大型企業(yè)自動化程度相對較高，而對于中小企業(yè)，由于資金和技術(shù)問題，設(shè)備普遍比較落后，自動化程度普遍偏低。因此，盡快研制開發(fā)適合我國國情的配料自動控制系統(tǒng)并投運(yùn)市場，具有廣泛的市場前景。另外，對于我國鋼鐵企業(yè)的發(fā)展，也具有重要的推動意義。本論文正是在寧夏鑫鋼發(fā)源冶金爐料有限公司的一個(gè)實(shí)際工程項(xiàng)目的背景下撰寫完成的，該項(xiàng)目主要負(fù)責(zé)冶金過程中的配料工作。眾所周知，在冶金過程中，不同種類、不同質(zhì)量的原料混合冶煉出的鋼水質(zhì)量也是不同的。那么，要根據(jù)冶金工藝要求，冶煉出符合實(shí)際要求的鋼水，配料是具有決定意義的一環(huán)。尤其是對于廣大中小型鋼鐵企業(yè)，限于自身規(guī)模條件，他們不可能有自己的設(shè)備研發(fā)隊(duì)伍，那么，在這種條件下，他們要提高產(chǎn)品質(zhì)量、工作效率以及企業(yè)效益，最好的方法就是有專門的自動化冶金設(shè)備公司為其提供相關(guān)設(shè)備。本論文是在這樣的背景下完成的。該項(xiàng)目是