基于STM32的新型无压力输送控制系统的设计

摘要

无压力输送控制系统是一种运用于啤酒灌装生产线上的输送控制系统，其对啤酒瓶输送速度和灌装机运行速度进行平稳调节以减少在输送链道上快速输送的啤酒瓶间的挤压与碰撞，进而降低倒瓶、卡瓶和爆瓶的发生率，确保足量啤酒瓶平滑有序地进入灌装机，提高灌装生产线生产效率。
　　随着国内包装检测机械行业的迅速发展，啤酒设备生产市场竞争也越来越激烈，同时灌装机的灌装速度越来越快，对无压力输送控制系统的性能要求也越来越高。如何降低设备生产成本和提高系统性能以在市场上占据有利位置成为生产厂家优先考虑的问题，基于此我校与山东明佳科技有限公司合作开展了对新型无压力输送控制系统的设计研发工作。
　　本课题在研究国内外无压力输送控制系统的基础上，设计了新型无压力输送控制系统。新型系统以STM32为主控制器，采用了新的算法和控制理论，使系统成本大幅降低，功能更强大，提高了生产效率。本课题主要研究内容如下：
　　首先介绍了无压力输送控制系统研究现状和未来发展趋势，阐明了本课题的研究意义。根据系统的设计要求，选定设计方案。详细阐述了系统的组成结构、系统的工作原理及系统的控制原理，对系统的工作方式、系统与灌装机间的信号交换功能也做了说明。
　　其次在硬件方面，首先根据设计要求对主控制器、传感器和变频器进行了选型，本课题选择STM32F103ZET6作为系统控制器。接着对STM32的最小系统和系统各个主要功能模块进行了详细的设计，同时对各个模块的电路设计原理和芯片选型都做了具体分析。
　　最后在软件方面，首先阐述系统整体软件设计，然后对传感器部分的软件进行了设计，而后对变频器RS-485通信和以太网通信模块进行了软件设计，最后完成了基于emWin的人机界面的设计。

目录

声明

1 绪 论

1.1 课题研究的背景及意义

1.2 无压力输送控制系统发展现状

1.3 本文主要研究内容

2 系统总体设计

2.1 系统总体设计概述

2.2 系统工作原理

2.3 系统控制原理

2.4 系统工作方式

2.5 系统与灌装机间的信号交换

2.6 本章小结

3 系统相关硬件的选型

3.1 主控制器选型

3.2 传感器选型

3.3 变频器选型

3.4 本章小结

4 系统硬件设计

4.1 系统硬件设计概述

4.2 控制器最小系统设计

4.3 存储模块设计

4.4 输入输出模块设计

4.5 通信模块设计

4.6 人机交互模块设计

4.7 本章小结

5 系统软件设计

5.1 系统软件设计概述

5.2 传感器部分软件设计

5.3 变频器通信协议及其应用

5.4 以太网通信模块软件设计

5.5 人机交互模块软件设计

5.6 本章小结

6 总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间从事科学研究及发表论文情况