一种基于单片机的有机废弃物处理机控制系统的制作方法

文档序号:10855598阅读:469来源:国知局
一种基于单片机的有机废弃物处理机控制系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于单片机的有机废弃物处理机控制系统。包括MCU模块、人机交互模块、串行通信接口、输入光电耦合隔离模块、输出光电耦合隔离模块、达林顿驱动模块、温度传感器、电流传感器、继电器组和指示灯,所述MCU模块与人机交互模块、串行通信接口、温度传感器和电流传感器连接,MCU模块还通过输入光电耦合隔离模块与外部开关量输入信号连接,MCU模块还通过输出光电耦合隔离模块与达林顿驱动模块连接,所述达林顿驱动模块还与所述指示灯、继电器组连接,并通过继电器组驱动控制有机废弃物处理机的主轴电机、风机和加热器。本实用新型实现了各类有机废弃物处理机自动化控制,且该控制系统高性能、高可靠、低成本。
【专利说明】
一种基于单片机的有机废弃物处理机控制系统
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种基于单片机的有机废弃物处理机控制系统。
【背景技术】
[0002]“十二五”时期,是我国由畜牧业大国向畜牧业强国转变、由传统畜牧业向现代畜牧业转变的重要机遇期,既要扩大养殖规模,又要注重环保设施完善,必须切实解决养殖场废弃物的处置问题。很多养殖场随意乱丢、乱埋病死畜禽,给畜牧业的持续发展、社会公共卫生安全和新农村建设造成严重威胁。目前,传统的深埋、焚烧和化制等处理技术方式在生物安全性和环境保护方面存在重大弊端。
[0003]近期出现的有机废弃物处理机通过采用高温与生物降解无害化处理技术处理病死畜禽,并转化为可产生有机肥的原料,实现了灭菌、减量、环保和资源循环利用的功效。处理过程中废气排放量小、无异味,对大气质量无明显影响,且运行成本低,符合动物疫病防控要求和产业发展方向,应用前景好。
[0004]由于有机废弃物处理机的工作过程包括对病死畜禽尸体进行分切、绞碎、发酵、杀菌、干燥五个步骤,工序繁杂,对配套控制系统提出了较高的要求。现有的有机废弃物处理机控制系统功能相对单一,性价低,通用性差,有很大的优化和提升空间。本实用新型专利提出了一种面向工程应用、高性价比、适用范围广、基于单片机的机废弃物处理机控制系统。

【发明内容】

[0005]本实用新型的目的在于提供一种基于单片机的有机废弃物处理机控制系统,实现了各类有机废弃物处理机自动化控制,且该控制系统高性能、高可靠、低成本。
[0006]为实现上述目的,本实用新型的技术方案是:一种基于单片机的有机废弃物处理机控制系统,包括MCU模块、人机交互模块、用于实现M⑶模块与上位机通信的串行通信接口、输入光电耦合隔离模块、输出光电耦合隔离模块、达林顿驱动模块、用于检测有机废弃物处理机内的温度的温度传感器、用于检测有机废弃物处理机主轴电机的工作电流的电流传感器、继电器组和指示灯,所述MCU模块与人机交互模块、串行通信接口、温度传感器和电流传感器连接,MCU模块还通过所述输入光电耦合隔离模块与外部开关量输入信号连接,MCU模块还通过所述输出光电耦合隔离模块与达林顿驱动模块连接,所述达林顿驱动模块还与所述指示灯、继电器组连接,并通过继电器组驱动控制有机废弃物处理机的主轴电机、风机和加热器。
[0007]在本实用新型一实施例中,所述M⑶模块采用8位增强型51单片机。
[0008]在本实用新型一实施例中,所述8位增强型5I单片机采用805 I单片机STC15F2K32S2。
[0009]在本实用新型一实施例中,所述人机交互模块包括IXD显示屏和薄膜开关键盘。
[0010]在本实用新型一实施例中,所述LCD显示屏为LCM19264T图形点阵型液晶显示模块,显示192X 64点阵完成图形显示,或显示12X4个中文汉字。
[0011]在本实用新型一实施例中,所述温度传感器采用DS18B20。
[0012]在本实用新型一实施例中,所述电流互感器采用ZMCT303A-1。
[0013]在本实用新型一实施例中,所述达林顿驱动模块采用ULN2068。
[0014]在本实用新型一实施例中,所述输入光电親合隔离模块、输出光电親合隔离模块均采用PS2805。
[0015]相较于现有技术,本实用新型具有以下有益效果:
[0016]1、集成度高:不同于普通有机废弃物处理机的控制系统,本实用新型所述的基于单片机的有机废弃物处理机的控制系统将人机界面(LCD显示屏)、控制器集成于一个机壳内,性价比高,维护方便,可靠性高;
[0017]2、单片机的所有数字量输入、输出端口都用光电耦合器件进行隔离,实现与外部电路完全隔离,以便把干扰降到最低,大幅提升整个控制系统的可靠性,接近PLC控制系统f生會K;
[0018]3、采用模块化设计方法,使得硬件系统结构积木化,可根据不同类型的有机废弃物处理机对输入、输出点数剪裁,适用范围宽,可灵活定制;
[0019]4、本控制系统采用的友好的人机交互界面;
[0020]5、有机废弃物处理机主轴电机电流采集电路结构简单,精度能够满足控制要求。
【附图说明】
[0021]图1是本实用新型的基于单片机的有机废弃物处理机的控制系统的原理框图。
[0022]图2是本实用新型的具体实施例整体外观及接线图。
[0023]图3是本实用新型的有机废弃物处理机主轴电机电流采集电路。
[0024]图中:MCU模块-UIXD显示屏-2、薄膜开关键盘-3、串行通信接口-4、输出光电耦合隔离模块-5、输入光电耦合隔离模块_6、达林顿驱动模块-7、温度传感器-8、电流互感器-9、继电器组-10、指示灯-11、上位机-12、主轴电机-13、风机-14、加热器-15、搅拌器-16、基于单片机的有机废弃物处理机的控制系统-17、有机废弃物处理机_18、LCD显示屏-19、薄膜开关键盘-20、基于单片机的有机废弃物处理机的控制系统外壳-21。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图,对本实用新型的技术方案进行具体说明。
[0026]本实用新型的一种基于单片机的有机废弃物处理机控制系统,包括MCU模块、人机交互模块、用于实现M⑶模块与上位机通信的串行通信接口、输入光电耦合隔离模块、输出光电耦合隔离模块、达林顿驱动模块、用于检测有机废弃物处理机内的温度的温度传感器(所述温度传感器采用DS18B20)、用于检测有机废弃物处理机主轴电机的工作电流的电流传感器、继电器组和指示灯,所述MCU模块与人机交互模块、串行通信接口、温度传感器和电流传感器连接,MCU模块还通过所述输入光电耦合隔离模块与外部开关量输入信号连接,MCU模块还通过所述输出光电耦合隔离模块与达林顿驱动模块连接,所述达林顿驱动模块还与所述指示灯、继电器组连接,并通过继电器组驱动控制有机废弃物处理机的主轴电机、风机和加热器。所述MCU模块采用8位增强型51单片机。所述8位增强型51单片机采用8051单片机 STC15F2K32S2。
[0027]所述人机交互模块包括LCD显示屏和薄膜开关键盘。所述LCD显示屏为LCM19264T图形点阵型液晶显示模块,可显示192(列)X 64(行)点阵。可完成图形显示,也可显示12X4个(16X16点阵)中文汉字。
[0028]所述电流互感器采用ZMCT303A-1,并且本实用新型专利设计了一种简单、实用的电流采样电路(如图3所示)。
[0029]所述达林顿驱动模块采用ULN2068。所述输入光电耦合隔离模块、输出光电耦合隔离模块均采用PS2805。
[0030]在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广。因此本实用新型不受下面公开的【具体实施方式】的限制。
[0031]如图1所示,本实施例提供一种基于单片机的有机废弃物处理机控制系统-17,具体组成包括:M⑶模块-1、IXD显示屏-2、薄膜键盘-3、串行通信接口 -4、输出光电耦合隔离模块-5、输入光电耦合隔离模块_6、达林顿驱动模块-7、温度传感器-8、电流互感器-9、继电器-10、指示灯-11、上位机-12、主轴电机-13、风机-14、加热器-15、搅拌器-16、基于单片机的有机废弃物处理机的控制系统-17、有机废弃物处理机-18。
[0032]为了让一般技术人员更好的理解本实用新型硬件电路的特征,下面结合M⑶模块-1中设置的软件进行工作原理说明,要说明的是,该描述仅仅是为了说明本实用新型硬件结构的特点,对软件并不要求保护,具体如下:
[0033](I)请继续参见图1,MCU模块-1采用STC公司的增强型8051单片机STC15F2K32S2。STC15F2K32S2内部有IK的EEPR0M,用于存储系统参数。EEPROM硬件资源写的次数大约为10万次,如果不停的刷新里边的数据,势必会造成EEPROM的过早损坏,本实用新型专利解决此问题的办法是根据掉电检测情况做相应的处理:平时数据保存在RAM中,一旦检测到掉电,立即保存当前参数,等上电的时候再重新读取。
[0034](2)在上位机-12中编写的程序通过串行通信接口-4下载到STC15F2K32S2。
[0035](3)再结合图2,在本实施例中,外部开关量输入包括开始按钮、暂停按钮、急停按钮。指示灯包括运行指示灯、停机指示灯、故障指示灯。
[0036](4)在本实施例中,采用的工作流程如下:
[0037]①第一阶段:控制电机正转I分钟(可调),正反转间隔3秒钟(可调),反转1(可调)分钟,正反转间隔3秒钟(可调);周而复始的进行I小时(可调),同时打开加温输出,恒温到80°C(可调)。在正常完成第一阶段后,自动进入第二阶段。
[0038]②第二阶段:控制电机正转I分钟(可调),正反转间隔3秒钟(可调),反转1(可调)分钟,正反转间隔3秒钟(可调);周而复始的进行I小时(可调),同时打开加温输出,恒温到100°C(可调)。在正常完成第二阶段后,自动进入第三阶段。
[0039]③第三阶段:停止加热,电机按照第二阶段参数继续工作,在温度降温至60°C(可调)以后,电机停止工作,风机按照设定的温度停止工作,整个系统工作结束。
[0040](5)风机:在系统运行过程中,无论是处于哪个阶段,风机都是在温度高于60°C(可调)时运行,低于60 0C (可调)时关闭。需要说明的是,在手动控制状态可独立控制风机。
[0041 ] (6)在上述(4)表述的可调参数均通过MCU模块-1、IXD显示屏-2和薄膜键盘-3完成,电机正、反转用于对病死畜禽尸体进行分切、绞碎,再配合加温进行无害化处理。
[0042](7)电机堵转状态的判断的过程和控制方法:当检测到堵转电流在5A(可调)并持续1.8秒钟(可调)后,立即让电机停止正转(反转),延时所设置的间隔时间后,反转(正转),如果在反转(正转)时,又检测到堵转电流在5A(可调)并持续1.8秒钟后,记录一次堵转(记录的堵转总次数加I);如果连续出现两次堵转,停机。故障灯亮,并在LCD屏幕显示相应故障?目息O
[0043]本实用新型虽然已以较佳实施例公开如上,但其并不是用来限定本实用新型,任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内,都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出可能的变动和修改,因此,凡是未脱离本实用新型技术方案的内容,依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰,均属于本实用新型技术方案的保护范围。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例,凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本实用新型的涵盖范围。
【主权项】
1.一种基于单片机的有机废弃物处理机控制系统,其特征在于:包括MCU模块、人机交互模块、用于实现M⑶模块与上位机通信的串行通信接口、输入光电耦合隔离模块、输出光电耦合隔离模块、达林顿驱动模块、用于检测有机废弃物处理机内的温度的温度传感器、用于检测有机废弃物处理机主轴电机的工作电流的电流传感器、继电器组和指示灯,所述MCU模块与人机交互模块、串行通信接口、温度传感器和电流传感器连接,MCU模块还通过所述输入光电耦合隔离模块与外部开关量输入信号连接,MCU模块还通过所述输出光电耦合隔离模块与达林顿驱动模块连接,所述达林顿驱动模块还与所述指示灯、继电器组连接,并通过继电器组驱动控制有机废弃物处理机的主轴电机、风机和加热器。2.根据权利要求1所述的一种基于单片机的有机废弃物处理机控制系统,其特征在于:所述MCU模块采用8位增强型51单片机。3.根据权利要求2所述的一种基于单片机的有机废弃物处理机控制系统,其特征在于:所述8位增强型51单片机采用8051单片机STC15F2K32S2。4.根据权利要求1所述的一种基于单片机的有机废弃物处理机控制系统,其特征在于:所述人机交互模块包括LCD显示屏和薄膜开关键盘。5.根据权利要求4所述的一种基于单片机的有机废弃物处理机控制系统,其特征在于:所述1^0)显示屏为^11192641'图形点阵型液晶显示模块,显示192\ 64点阵完成图形显示,或显示12X4个中文汉字。6.根据权利要求1所述的一种基于单片机的有机废弃物处理机控制系统,其特征在于:所述温度传感器采用DS18B20。7.根据权利要求1所述的一种基于单片机的有机废弃物处理机控制系统,其特征在于:所述电流互感器采用ZMCT303A-1。8.根据权利要求1所述的一种基于单片机的有机废弃物处理机控制系统,其特征在于:所述达林顿驱动模块采用ULN2068。9.根据权利要求1所述的一种基于单片机的有机废弃物处理机控制系统,其特征在于:所述输入光电親合隔离模块、输出光电親合隔离模块均米用PS2805。
【文档编号】G05B19/042GK205540089SQ201620061128
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年1月22日
【发明人】任雯, 赖森财
【申请人】三明学院
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