校企合作项目之石材切割机智能控制的改装

姚 杰

慈溪市周巷职业高级中学，浙江 慈溪 315324



校企合作项目之石材切割机智能控制的改装

姚 杰

慈溪市周巷职业高级中学，浙江 慈溪 315324

智能控制；校企合作；单片机

一、项目来源

在一次上单片机课时，我正给同学们讲解单片机控制直流电机的时候，有个学生突然问我单片机能不能控制交流电机，我的回答当然是可以。在课后我们深入沟通了一下，原来他的亲戚正想要改造一下石材切割机的控制面板，需要控制交流电机。在他的引领下我和几个老师一起去参观了一下企业，正如他所说的企业想把老式的机械式控制面板改造成用单片机控制的面板，使得更加智能化，并且降低成本。

二、项目方案制定

企业给出了智能控制面板的功能要求：

(一)能单独开启和关闭风机1、风机2、风机3、水泵。

(二)一键开启风机1、风机2、风机3、水泵，要求电机与电机开启间隔两秒。

(三)具有定时倒计时功能，并且随时可调。

(四)开启或关闭风机或水泵具有提示功能。

根据企业的要求，我们几位老师进行深入探讨与研究，考虑到性价比决定用STC单片机驱动继电器来控制交流电机的开与关。接下来根据各自的特长进行了项目的分工，会编程的老师进行编程，硬件电路掌握好一点的老师设计电路，会CAD的老师画图开模等等。

三、项目实施

本智能控制器以单片机为核心，结合数码管显示电路、驱动电路、按键输入电路来完成对交流电机的控制。框架图如下：

图1 系统框架图

(一)电源电路：此系统的电源供电是由变压器降压，经过桥式整流滤波稳压得到12V的电源供给驱动电路，再经过7805稳压管得到5V电供给其他模块。

(二)单片机：考虑到交流电机对系统有很强的干扰，此系统选用高抗干扰的STC单片机，其内部资源丰富，系统中不仅在硬件上进行抗干扰措施，在软件上也应用了抗干扰技术。

(三)按钮输入：系统中通过轻触按钮动作来控制交流电机的运作，同时也可用以调整时间。

(四)数码管显示，LED灯指示：数码管选用四位一体，使得硬件设计更加方便，用于显示倒计时。LED灯用于指示交流电机的状态，运行时灯亮。

(五)驱动电路：驱动电路主要由继电器构成，系统最终需要用弱电控制强电，控制电机。用继电器做驱动和隔离是一个比较好的选择。

四、项目创新点

本智能控制器与传统的控制面板相比有以下几个优点：

(一)性价比超高：传统的控制面板用的元件大而贵，定时还要用额外的时间定时器，成本大大提高，而此智能控制器则用单片机的内部定时器资源代替了传统的时间定时器，用轻触按钮代替了大按键，成本大大减少，给厂家带来了很大的利润。

(二)智能化：传统的控制面板很难完成连续控制电机的功能，控制对应的电机需要按下对应的按键，而此智能控制器可以通过单片机的编程轻松完成各种功能，控制方便简单，并且还有实时显示功能，使产品走在科技前沿。

(三)接线方便：智能控制器的接线非常的方便，只要从驱动电路中的继电器常开端引出线即可，而传统的控制面板中按键和时间定时器都需要额外的接线，使得接线很麻烦，这一替代省时省力。

图2 控制电路板

图3 驱动电路板

图4 实物图

五、市场前景

随着科技的发展和社会的进步，传统的控制面板已经不能满足人们的需要。他们需要的更趋向于智能化，控制更加方便，类似本智能控制器这样的面板一定会是一个趋势，传统将被取代。

企业主要是以盈利为目的，本智能控制器成本远比传统的控制器要低的多，如果批量用的话，可以为企业赚取更多的利润，市场前景应该看好。

六、项目收获

在这个项目中我们收获了很多，特别是交流电机启动和停止瞬间对系统的干扰很强，我们做了很多的抗干扰措施，有软件抗干扰也有硬件抗干扰。在一次一次的失败中我们吸取教训，一个一个地克服难点，最终在团队的努力下把这个校企合作的项目完成了，并且进行了批量的生产。

G642；TP

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