ck系列冲孔桩基自动控制系统的软件设计.docx

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ck系列冲孔桩基自动控制系统的软件设计

西安工业大学北方信息工程学院

本科毕业设计（论文）

题目：

CK系列冲孔桩机自动控制系统的软

件设计

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名：

　　　　　日　期：

指导教师签名：

　　　　　日　　期：

使用授权说明

本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名：

　　　　　日　期：

学位论文原创性声明

本人郑重声明：

所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名：

日期：

年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。

本人授权　　　　大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名：

日期：

年月日

导师签名：

日期：

年月日

毕业设计（论文）任务书

院（系）电子信息系专业通信工程班级080307姓名夏凯学号08030716

1.毕业设计（论文）题目：

CK系列冲孔桩机自动控制系统的软件设计

2.题目背景和意义：

由于当今各种打桩机的气动控制系统及电气控制系统方面已经比较成熟，国内外各种桩机的发展主要体现在控制系统方面，微电子技术的飞速发展，为改进各种打桩机的性能、提高稳定性、加工效率方面提供了可能。

从我国打桩机行业来看，国内机型虽种类齐全，但技术含量相对较低，缺乏高技术含量的机型。

而目前的国内外各种打桩机的控制向着高速化、智能化、自动化发展，如果将自动控制技术应用于冲孔打桩机，使其实现冲孔打桩的全自动化或半自动化，将操作人员从繁琐重复的体力劳动中解放出来，无疑会使冲孔打桩机焕发出新的生机。

当前市场中有上万台甚至数十万台冲孔机在各种施工现场作业，造成大量人力、物力资源的浪费，使工程效益明显降低。

在现有的冲孔打桩机的基础上对其进行自动化改造，使其具备自动冲孔打桩的能力，可以大大提高工程进度，并可节约大量能源，降低工程造价，创造良好的经济效益。

3.设计（论文）的主要内容（理工科含技术指标）：

要求：

完成CK系列冲孔桩机自动控制系统的软件设计内容：

利用C语言编程，熟悉XS128单片机的编译环境，编写刹车、离合、放绳、键盘与显示等子程序，设计CK系列冲孔桩机自动控制系统的软件流程图。

4.设计的基本要求及进度安排（含起始时间、设计地点）：

基本要求：

①查阅国内外相关文献，了解系统的工作原理；

②进行系统方案设计、硬件设计；

③进行软件程序的设计；

④进行系统调试，验证系统的功能；

⑤完成毕业设计论文及答辩。

进度安排：

第1-3周：

查找借阅相关书籍资料,确定系统的总体方案，完成开题报告；

第4-10周：

对课题进行深度研究；

第11-12周：

进行软件流程图设计；

第13-15周：

进行软件设计、系统调试，验证系统功能；

第16-17周：

完成毕业论文,准备答辩

自2012年月日起至月日止；设计地点西安工业大学。

5.毕业设计（论文）的工作量要求

①实验（时数）*或实习（天数）：

不少于200学时

②图纸（幅面和张数）*：

2张

③其他要求：

指导教师签名：

年月日

学生签名：

年月日

系（教研室）主任审批：

年月日

CK系列冲孔桩机自动控制系统的软件设计

摘要

CK系列冲孔桩机自动控制系统的研究涉及到了自动控制、人工智能、信息融合、传感器及计算机科学等夺门学科的内容，关于该课题的研究是当前很活跃的研究领域之一。

本设计以飞思卡尔半导体公司生产的MC9S12XS128单片机作为核心，首先进行系统各部分的初始化，然后进行参数配置包括：

键盘、液晶显示、I2C等几个模块。

完成后打桩机开始运行，电机驱动控制刹车、离合的松和紧，来达到控制桩锤的升、降，如此反复来实现桩机的打桩功能。

主要完成功能有：

桩锤高度自检、刹车和离合控制系统、电机控制系统的设计、键盘与显示电路等。

本设计各个模块的软件编程主要采用C语言编写程序，充分利用外中断来调试程序，实现打桩机的自动控制功能。

关键词：

自动控制;参数配置;高度自检

CKSeriesBluntBoreStaketheMachineAutomaticallyControlSystemoftheSoftwareDesign

Abstract

CKseriesbluntborestakemachineautocontrolsystemoftheresearchinvolvedanautomaticcontrolandartificialintelligence,informationfusion,spreadthecontentsoffeelingDuodooracademicses,suchasmachineandcalculatorscience...etc.,theresearchconcerningthetopicisoneoftheonthegoresearchrealmsatpresent.

ThisdesignwithflytothinktheCarlsemi-conductorcompanyproducesoftheMC9S12XS128listslicemachineisacore,carryoneachpartofsystemfirstofthebeginningstarttoturn,thencarryonaparameterallocationtoinclude:

Thekeyboard,LCDshows,I2Cetc.isafewmoldpieces.Driveapileamachinebeginningtocirculateaftercompleting,theelectricalengineeringdrivescontrolstoputonbrakesandleavetomatchoflooseandtight,attainarise,decliningofcontrolstakehammer,thusagainandagaincometocarryoutapilingfunctionofmachine.Themaincompletionfunctionhas:

Stakehammerheightfromcheck,brakewithleavetomatchthedesignofcontrolingthesystem,electricalengineeringcontrolsystem,keyboardandshowelectriccircuit...etc..

ThissoftwarethatdesignseachmoldpieceweavesadistancetomainlyadoptClanguagetowriteprocedureandwellmakeuseofbreakofftoadjusttotryprocedure,therealizationdrivesapilemachineofautomaticcontrolfunction.

KeyWords:

AutomaticControl;TheParameterInstalls;HeightFromCheck

1绪论

1.1课题名称及背景

近年来，随着我国国民经济的逐步增强，国内各大城市的高层建筑、立交桥、海港码头、铁路公路桥梁等基础设施项目极具猛增，建筑业迅速发展，大口径基础桩工程得到广泛应用。

工业与民用建筑大量采用桩基础，打桩施工越来越普遍，桩机的发展越来越快，广泛应用于城市建筑的各种桩基工程、深基坑支护工程以及防洪工程中的防渗坝工程等各类工程中。

由于现代化的高层建筑、大型桥梁和港口码头等结构复杂，负荷十分巨大，对基础的承载能力和防止沉陷方面的要求较高。

根据建设本门的资料，对高层建筑基础的处理，通常是采用箱式、地下连续墙、桩等形式作为基础。

因此，各个工程对打桩机的需求也越来越大。

冲孔打桩机进行成孔作业所利用的是冲击式冲孔打桩的方法。

它利用动力装置将具有一定重量的冲击重锤提升至一定高度，然后使重锤自由下落，利用冲击动力对冲孔底部进行周期性的冲击破碎，以形成具有一定直径和深度的桩孔。

冲孔打桩机因其施工工艺简单、适应性强、对地层无特殊要求，日前在桩基础工程施工中发挥着重要的作用。

目前在桩基工程中应用的冲孔打桩机多是乎动机械式操纵，设备操作人员在工作过程中需要频繁对离合器、抱闸等控制部件进行操纵，劳动强度很大。

通过在工程中的实际调查，在使用冲孔打桩机进行成孔作业时，每间隔两个小时就需要更换一名操作人员，以缓解其劳动压力。

同时，由于操纵台所处的位置距孔口较远，使得操作人员不便于观察孔口作业情况。

1.2研究意义

在城市现代化建设过程中，由于高层建筑物的发展，桩基成为了一种常用的基础形式。

其中预制桩因为质量易于保证，承载性能稳定，承载力强，施工效率高等特点，得到了极为广泛的应用。

桩基根据打入地下的方式不同其可分为锤击桩和静压桩。

静压桩在压入过程中基本无振动、无噪音，对周围环境不造成明显影响，但相对锤击桩而言施工费用较高，因此锤击桩的使用不可避免。

本研究系统中，CK系列冲孔桩机自动控制系统能够根据施工需要对各个系列桩孔大小进行选择，利用微控制器代替人的操作，利用气动执行元件代替人力劳动实现打桩机的自动打桩控制，这种控制方式有着人为控制无法比拟的优势和应用价值。

a.提高工作效率。

它能把放绳长度调到最短而不逮锥，而且每次放锥均是如此，仅此一项，就可提高效率20%（同样的提升高度，人工操作是每分钟8次，而自动操作是10次）再加上它永远不休息，实际上提高效率在30%以上。

b.减少事故的发生。

当出现吸锥（夹锥）、离合刹车突然不灵、停电时等故障时，它能处理紧急情况，避免事故的发生，减少不必要的损失。

c.节约了生产成本。

打桩施工是一个长期的工程，如果通过人为来控制，施工方需要长期支付工人工资以及各种人为消耗，对于自动打桩机控制系统来说，只需要一次性