1 引言
随着计算机工业控制技术的发展，电解生产过程自动化经历了由Z80单片机到PLC可编程集中控制及计算机自适应模糊控制的过程，但在自动配料及计量，电解出铝过程的自动控制等方面还有待完善，这些问题已成为制约企业实现生产自动流程化的“瓶颈。”本项目将致力于解决电解铝过程的人工操作及计量等问题。
电解铝出铝过程经过了由生产车间下派任务单，即当日出铝槽号及出铝量，由出铝天车工按任务单顺序人工出铝，经计量统计产量的过程。这个过程各分部均由人工操作，占用人力较多，过程繁琐，且工作环境恶劣，对人员危害较大，效率低下。采用微机自动过程控制的方法，可以达到通过人工输入任务单，自动控制天车顺序进行出铝、计量，从而减少人工操作该过程，减少劳动力支出，加快出铝进程，提高出铝效率，改善人员工作环境的目的。
项目设计主要采用单片机组成原理及接口技术，利用汇编等语言编制各应用程序，达到过程的实时控制。
2 系统的设计思想及工作原理
在电解槽出铝过程中，出铝天车是按一定规律行时而顺序出铝
其主要原理:天车定位后，系统加电，完成各芯片初始化，人工顺序输入出铝槽号及出铝量(设置EPROM数据存贮区，即BIAO 00文本为CH-BZ数据表及天车大车行进时序表TIM1)，启动系统程序，依据数据表顺序按槽号出铝。
一般电解槽以单双号形式双排顺序相对排列，即北向为单号槽，假设为1#-11#，南向为双号槽，假设为2-12#。其出铝规律为某日出单号槽铝，隔日出双号槽铝(除停槽外)，如图1所示:
图1 天车槽位示意图
根据实测，得出大车行进至1#(或2#)——11#(或12#)槽时间分别为:
1#(2#)槽为16s
3#(4#)槽为22s
5#(6#)槽为28s
7#(8#)槽为34s
9#(10#)槽为40s
11#(12#)槽为46s
返回相同。
小车每次北向或南向行进均为4s定位。
上下卷扬为6s。
这样，出铝的基本过程控制为:
系统对8253、8279分别作初始化。
从数据表取槽号及标重，以槽号加偏移值从TIM1表取相应大车行进时间附与8253 T0定时器，控制大车前行定位，以8253 T1定时器控制小车行进，如果单号槽北向行进，如果双号槽南向行进4s后停，以T2定时器控制卷扬下降6s停，启动出铝电磁阀及计量系统开始传数，系统由8031串口采入出铝量值与标重比较至标重后停电磁阀以T26s定时器控制卷扬上升6s停，T24s定时器控制小车反向4s停。T0定时器控制大车回行定位，T14s定时器控制小车北行4s停，T2定时器控制卷扬下降6s停。进行灌包操作，采集电子秤串口数据至减标重为零，软件定时器延迟2s后，卷扬上升6s小车反行4s归初始位，结束一次出铝。
3 系统硬件构成
由MCS—51系列8031单片机、
片外存贮器EPROM2864、8253可编程定时计数器、8279键盘和显示接口芯片组成。
4 应用软件设计
4.1 存储器地址分配
片外 EPROM 地址空间 0000H-1FFFH EA=0
片内 RAM 00H-FFH 00
R0-R0 00H -1FH I-IV区
工作寄存器
位地址 20H-2FH 128位位地址
数据区 30H-7FH可与其它地址重叠使用
堆栈底 SP=07H
SFR 80H-FFH 离散放置
4.2 特殊功能寄存器(SFR)
MCS-51单片机中各部件的功能都有是通过对该部件的特殊功能寄存器置入相应的控制字，命令字实现的，对单片机的运行状态也要通过相应的特殊功能寄存器的状态标志来查询，MCS-51单片机的SFR及其格式:带*者可位寻址。
4.3 程序流程图
图2示出程序流程图。
4.4 部分程序清单
AJMP START
START:8253I初始化;
MOV DPTR，#0070H
MOV A，#34H
MOV ＠DPTR，A
MOV DPTR，#0070H
MOV A，#04H
MOVＸ ＠DPTR，R
MOV DPTR，#0070H
MOV A，#B4H
MOV ＠DPTR，A
MOV DPTR，#0070H
MOV A，#06H
MOV ＠DPTR，A
MOVＸ DPTR，#0071H;8253Ⅱ初始化
MOV A，#34H
MOV ＠DPTR，A
MOV DPTR，#0071H
MOV A，#74H
MOV ＠DPTR，A
MOV DPTR，#0071H
MOV A，#04H
MOVＸ ＠DPTR，A
MOV DPTR，#0071H
MOV A，B4H
MOV ＠DPTR，A
MOV DPTR，#0071H
MOV A，#06H
MOVＸ ＠DPTR，A
……
5 结束语
本系统设计是作者在总结多年工作实践基础上采用汇编语言独立设计的。该系统适用于天车工作的自动控制，系统通过计算机接口技术与管理平台共享后，可实现生产产量的自动计量和生产的自动监测控。
