0 引 言

成反应釜是应用于石油、 化工、 医药、 食品等行业的主要设备 [ 1] ， 是用来完成满足各种化学反应工艺要求的压力容器  。 其工作过程为： ( 1)由气动电磁阀得电打开投料口的密封盖。( 2)设定投料次数、 反应温度上限值、 搅拌运行时间等工艺参数。( 3)启动控制系统，由自动搬运机械手按设定次数到备料工位抓料投放到反应釜里。 ( 4) 投料口密封盖关闭，加热棒与搅拌桨同时启动， 搅拌运行开始倒计时。 ( 5)倒计时时间到， 加热棒继续工作、 搅拌桨停止。( 6) 出料。 出料完毕， 加热棒停止工作， 回复至初始状态。 
1 反应釜系统设计要求

1. 1 机械手 自动搬运机械手选用多自由度自动搬运系统，首先检测左右两个料位（右边为 1 号料位、 左边为 2 号料位） 是否有料： 无论原料在哪个料位， 机械手都能准确地找到并完成抓料与投料动作；如两个料位同时有料， 则优先抓 1 号料位； 如两个料位都没有料， 则机械手回至 1 号料位等待。

1. 2 按键及设定 选用 4×4 键盘。
 

（1 ） “料盖” 键： 按下则料口密封盖打开， 再按则关闭。用 “LED0” 亮与灭分别指示打开与关闭。当机械手或搅拌电机、 加热棒运行期间 “料盖”不能打开。

（2 ） “设定” 键与 “+” 键： 用来对投料次数、 温度上限、 运行时间作设定。每按下 “设定” 键一次， 则让数码管从左至右依次进入闪烁状态，此时闪烁的位等待设定， 如再按 “+” 键， 每按一次则该位数字加 1， 超过 9 回复为 0。温度指示的高位最大显示到 5 （即超过 5 回复为 0 ） 。

（3 ） “启 /出料” 键： 按一次整机启动； 再按一次代表出料。 当料盖处于打开状态， 机械手未完成投料时不能启动； 搅拌电机运行期间不可出料。

1. 3 显示数码管 8 位数码管从左至右依次所示：
 

1. 4 搅拌电机 选用实训台上的直流电机， 接成正反转形式。运行时， 正转 （顺时针放向 ） 2 s、 停 1 s再反转 （逆时针方向 ） 2 s， 循环往复， 直到运行结束。

1. 5 温度加热及传感器选用 LM 35 及加热电阻，当运行温度上升到设定值时 （最大 50℃ ） ， 加热自动停止；低于设定值时自动启动加热，即处于保温状态。

系统初始状态要求。 当系统上电时， 显示数据各参数： 时间 00、 次数 0、 温度 00； 投料口密封盖关闭（LED0 灭 ） ； 搅拌电机停止； 机械手不运作。

2 反应釜控制系统设计

2. 1 实例程序 （部分 ）^{[ 2～4]}

#i ncl ude

#i nclude

#define uchar uns igned char

#def ine u intun signed i nt

/ **********************************

函数名称： 机械手工作

**********************************/

voi d j xs( )

{

i f ( f gj )

{

i f ( ( i nt 7==0& & i nt 8==0) | | ( i nt 7==0& & i nt 8==1) )

/ /如果 1 工位有物料 （优先 1 工位 ）

{

cs( ) ;

i f ( i nt 11==0)/ /抓料

{

dz1( ) ;

}

i f ( i nt 9==0)

dz2( ) ;

el se

{

out 3=1;

del ay( 500) ；

}

}

i f ( i nt 8==0& & i nt 7==1) / /如果 2 工位有物料

{

i f ( i nt 2! =0)/ /抓料

{

cs( ) ；

out 1=0；

whi l e( i nt 2! =0)

{

；

}

out 1=1;

}

dz1( ) ;

i f ( i nt 9==0)

dz2( ) ;

el se

{

out 3=1;

del ay( 500) ;

}

}

i f ( n4==0)

{

f gr=1； / / f gr=1; 为抓料结束

f gj =0;

} } }

voi d m ai n( )

{

IE=0x82； / /定时器中断设置

TR0=1;

TM OD=0x01;

TH 0=( 65535-1000) / 256;

TL0=( 65535-1000) % 256;

whi l e( 1)

{ j xs( ) ;

i f ( f gr1)/ / ADC 转换成 100℃

{

adc_dat a1=adc_dat a*20/ 51;

i f ( adc_dat a1>99)

adc_dat a1=99;

i f ( adc_dat a1>=wd)

con=1； / /如果实际温度大于设置温度加热棒停止

el se

con=0； / /不然， 继续加热

}

i f ( f gt z)/ /出料后复位

{

wd=0;

f gr=0;

f gr1=0;

con=1;

n=n1=n2=n3=n4=n5=0;

d0=1;

f gt z=0;

cs( ) ；

}

}

}

/ ***************************************

3 结 语

采用单片机控制的化工投料反应釜系统不仅设备成本低， 便于控制， 同时便于实现自动化控制， 降低人为因数产生的污染，有利于绿色环保新产品的推广和使用。不同要求的化工投料反应釜系统可以根据实际情况调整使用子程序，便于产品升级和设备的维护， 提高设备的使用效率。

参考文献：

[ 1] 刘建清. 从零开始学单片机技术 （第一版 ） [ M ] . 北京： 国防工业出版社， 2006.

[ 2] 周航慈. 单片机应用程序设计技术[ M ] . 北京： 北京航空航天大学出版社， 2011.

[ 3] 胡长胜. 单片机原理与应用[ M ] . 北京： 高等教育出版社，2006.

[ 4] 张平. AT89S52 单片机基础项目教程[ M ] . 北京： 北京理工大学出版社， 2012.

 [ 5] 周坚. 单片机轻松入门 （第二版 ） [ M ] . 北京： 北京航空航天大学出版社， 2007. 
 

 

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