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0前言
稱重控制器是一種即時精確測量原材料凈重并依據(jù)凈重自動傳出操縱數(shù)據(jù)信號的智能化儀器設(shè)備，廣泛運用于包裝、調(diào)料等生產(chǎn)流程中。中國在定量稱重控制器層面開展了各個方面的科學(xué)研究，也設(shè)計方案出一批性能卓越、作用完善的稱重控制器，但也存有改善之處，如維護保養(yǎng)艱難、精密度低、調(diào)料時間長等。另外，集成電路芯片和控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢也為科學(xué)研究和設(shè)計方案新式的稱重控制器提供了很有可能。
1定量稱重控制器的原理
定量稱重控制器用于原材料定量封袋系統(tǒng)軟件中。原材料定量封袋系統(tǒng)軟件由稱重控制器、材料準(zhǔn)備斗、計量檢定斗和夾袋組織構(gòu)成，如圖所示1所顯示。
材料準(zhǔn)備斗用以儲放要包裝的原材料，根據(jù)斗提機確保材料準(zhǔn)備斗有充足的原材料;計量檢定斗兩邊配有稱重傳感器，可即時測得計量檢定斗內(nèi)原材料凈重;夾袋組織可依據(jù)操縱數(shù)據(jù)信號捏住或松掉包裝袋子;稱重控制器是全部系統(tǒng)軟件的操縱關(guān)鍵。圖1中虛線表明檢驗或操縱數(shù)據(jù)信號。
運行時，稱重控制器對材料準(zhǔn)備斗傳出加料數(shù)據(jù)信號,原材料從材料準(zhǔn)備斗進到計量檢定斗。計量檢定斗把原材料凈重意見反饋給控制板。稱重控制器依據(jù)當(dāng)今重暈和總體目標(biāo)凈重，自動控制系統(tǒng)材料準(zhǔn)備斗先后按大、中、小3種速率向計量檢定斗倒料，使原材料迅速精準(zhǔn)進到計量檢定斗。當(dāng)計量檢定斗原材料凈重做到目標(biāo)，終止倒料。若這時包裝袋子已準(zhǔn)備好，控制板通知計量檢定斗向包裝袋子倒料，倒料完畢后松掉包裝袋子自動開始下一個全過程。
該稱重控制器具備16路開關(guān)量輸入/輸出，落差自動調(diào)整和零位追蹤作用，可完成除開人力上袋外的所有原材料自動包裝全過程，且雙控制板可完成互連，進一步提高包裝高效率。

圖1原材料包裝系統(tǒng)軟件平面圖
2硬件開發(fā)
稱重控制器硬件配置一部分包含單片機設(shè)計以及外圍電路、感應(yīng)器數(shù)據(jù)信號精確測量電源電路、電腦鍵盤和顯示信息、I/O、系統(tǒng)軟件數(shù)字時鐘和通訊等一部分。硬件配置構(gòu)造如圖2所顯示。
XI單片機設(shè)計
單片機設(shè)計釆用中國臺灣華邦的W77E58,該單片機設(shè)計除具備51系列產(chǎn)品單片機設(shè)計的所有作用，也有以下特性:徹底與MCS-51適配的集成ic，速率比規(guī)范51快2.5倍之上;512B數(shù)據(jù)信息儲存器（在其中256B以MOVX瀏覽）,32KB程序存儲器;3個計時器/電子計數(shù)器；內(nèi)嵌電池管理控制模塊，有一切正常和低電量模式。系統(tǒng)軟件中外場元器件操縱和數(shù)據(jù)信息的解決等每日任務(wù)均由W77E58進行。
2.2感應(yīng)器數(shù)據(jù)信號精確測量電源電路
原材料包裝系統(tǒng)軟件中應(yīng)用的重量傳感器為電阻器應(yīng)變力式重量傳感器,其基本原理為應(yīng)變力電阻器組成的惠斯登電橋⑴。電橋電路輸出的信號很很弱，一般僅有幾mV.精確測量電源電路關(guān)鍵進行稱重傳感器數(shù)據(jù)信號變大,并根據(jù)ADC取樣獲得用以單片機設(shè)計解決的數(shù)據(jù)信息。
橋路數(shù)據(jù)信號取樣最先需將數(shù)據(jù)信號變大。運算放大器規(guī)定高精密、超低溫漂和高共模抑制比，一般釆用高精密儀用變大規(guī)定;要做到較為高的測量精度則必須高像素的ADC,針對一般稱重設(shè)備在設(shè)計方案時要采用14位或更高合理屏幕分辨率的ADC.
從特性成本費等層面綜合性考慮到，系統(tǒng)軟件采用了AD7730⑵方。AD7730是AnalogDevices發(fā)布的24位E-A串行通信ADC,特別適合于秤重等高精密精確測量運用。主要特點有:雙通道內(nèi)存差分信號鍵入，鍵入滿度工作電壓可選十米V,50mV,40mV或80mV；24位高精密，峰-峰記數(shù)達230,000；可編程控制器過濾器;可編程控制器增益值放大儀;可出示內(nèi)部校正和系統(tǒng)軟件校正;具備換流器工作方式。AD7730應(yīng)用單開關(guān)電源工作中,以便避免影響，仿真模擬一部分和數(shù)據(jù)一部分各自獨立供電系統(tǒng)。
系統(tǒng)軟件選用的感應(yīng)器為H3-C3型電阻器應(yīng)變力式重量傳感器，其敏感度為2.000MV/V,在9V工作電壓鼓勵下滿標(biāo)尺輸出為十米V,因此將AD7730的輸入工作電壓暈程當(dāng)選十米V.
AD7730的合理屏幕分辨率和釆樣升級速度相關(guān)，升級速度越低合理屏幕分辨率越高。在考慮別的規(guī)定的狀況下盡可能減少升級速度，從而來提升合理屏幕分辨率。AD7730的最少升級速度為50Hz,但假如挑選50Hz的升級速度，電力網(wǎng)頻率(在我國為50Hz)影響很有可能會造成失衡而且減少了路線頻率共模抑止，因此系統(tǒng)軟件的取樣升級速度挑選60Hz.這時路線頻率共模抑止好于90dB,可以做到近80,000個計數(shù)等同于16.5位的合理屏幕分辨率，徹底可以考慮系統(tǒng)軟件精確測量的規(guī)定。
針對橋式精確測量電源電路,其輸出電壓的可靠性兩者之間工作中開關(guān)電源(供橋開關(guān)電源)的特性是息息相關(guān)的，規(guī)定供橋開關(guān)電源可以對溫度、時間等要素具備優(yōu)良的可靠性能。這就必須設(shè)計方案專用型的供橋開關(guān)電源以為了確保工作中的可靠性和測量精度。AD7730的標(biāo)準(zhǔn)工作電壓最大容許為+9V,能夠與仿真模擬電源電壓和供橋工作電壓同樣，這就十分便捷將精確測量電源電路連接成比例精確測量方法，電橋電路鼓勵工作電壓的輸入另外也做為AD7730的參照工作電壓，鼓勵工作電壓的轉(zhuǎn)變不容易危害精確測量結(jié)果,可以確保測量精度。比例精確測量工作方式不用精準(zhǔn)平穩(wěn)的標(biāo)準(zhǔn)電壓源就可以完成精準(zhǔn)的精確測量，減少了對供橋開關(guān)電源的規(guī)定，簡單化了電源電路，另外也合理的減少了硬件配置成本費。
AD7730的SCLK、DIN、DOUT各自與W77E58的I/O口聯(lián)接，根據(jù)SPI方法與單片機設(shè)計通信。
2.3電腦鍵盤和顯示信息
稱重控制器的人機交互技術(shù)根據(jù)八個LED管和12個功能鍵完成。稱重揑制器釆用新式鍵盤顯示集成icCH451來檢驗功能鍵和LED顯示信息。
CH451是一款集數(shù)碼顯示管顯示驅(qū)動、電腦鍵盤掃描儀操縱和？P監(jiān)管于一體的智能外場集成ic，相較同行業(yè),其優(yōu)勢以下⑶:
(1)在數(shù)碼顯示管動態(tài)性掃描儀層面。CH451內(nèi)嵌RC諧振電路,能夠立即驅(qū)動器八位數(shù)碼顯示管或64位LED；具備BCD譯碼器或不譯碼器作用;可完成數(shù)據(jù)信息的偏移、偏移、左循環(huán)系統(tǒng)、右循環(huán)系統(tǒng)、諸位單獨閃動等操縱作用;內(nèi)嵌大電流量驅(qū)動器級,段電流量不小于30mA,字電流量不小于160MA,并有16級色度操縱作用；
(2)在電腦鍵盤操縱層面。CH451內(nèi)嵌64鍵鍵盤控制器，可完成8x8矩陣鍵盤掃描儀，并內(nèi)嵌去顫動電源電路，可出示功能鍵終斷與功能鍵釋放出來標(biāo)志寄存器等作用；
(3)在外界插口層面.CH451可挑選簡約的1線串行通信或髙速4線串行通信(可達到10M),且內(nèi)嵌通電校準(zhǔn)和看門狗電路。
該集成ic速度更快，實際操作便捷,外圍電路簡易，普遍用于以單片機設(shè)計、DSP等為CPU的智能化儀器設(shè)備和中小型自動控制系統(tǒng)中。
2.4系統(tǒng)數(shù)字時鐘
選用DS12887做為系統(tǒng)軟件的時鐘芯片，其功效有:出示獲取當(dāng)前時間和時間;出示114位非易失性RAM；輸出1皿的周期時間數(shù)據(jù)信號。該數(shù)據(jù)信號接單片機設(shè)計的INTO,為可編程控制器計時器出示時鐘信號。
3軟件開發(fā)
控制板手機軟件一部分關(guān)鍵包含復(fù)位、校準(zhǔn)、原材料秤重和控制系統(tǒng)等，主操作程序如圖所示3所顯示。

S3主流程圖
3.1復(fù)位
復(fù)位主要是復(fù)位外場各集成ic，如實時時鐘集成icDS12887、鍵盤顯示集成icCH451、AD轉(zhuǎn)換集成icAD7730,設(shè)定終斷，串口通信配備，并將默認設(shè)置的主要參數(shù)從EEPROM讀取RAM中。
3.2校準(zhǔn)
當(dāng)系統(tǒng)軟件的工作中主要參數(shù)或是辦公環(huán)境產(chǎn)生變化后，需再次調(diào)節(jié)AD的零點和增益值，及其凈重與AD釆樣值的變換指數(shù),并將他們存進EEPROM,此全過程稱之為校準(zhǔn)。
3.3通信程序流程
通信程序流程包含兩一部分。第一部分是2個控制板另外工作中時主副中間的通信。雙控制板中間的通信保證 相同一袋原材料包裝時協(xié)調(diào)同步，包含副機要求倒料，服務(wù)器準(zhǔn)許倒料，服務(wù)器查尋副機狀態(tài)的指令，傳輸積累量等;第二一部分是單控制板與電子計算機中間的通信。單控制板與電子計算機中間的通信包含電子計算機對儀表盤時間和三級登陸密碼設(shè)置和下載系統(tǒng)默認設(shè)置主要參數(shù)作用。

3.4自動控制系統(tǒng)全過程
控制板在運作時可以自動控制系統(tǒng)快、中、慢開料、計量檢定斗倒料及松袋的所有全過程?？刂拼胧┽娪酶鶕?jù)時間的過程管理。其工作中全過程表明以下：
(1)起動,另外打開大投、找和小投，迅速開料；
(2)當(dāng)原材料的秤重值〉大投值，則關(guān)掉大投數(shù)據(jù)信號開展中等速度投料，并等候，I時間(用以防止過沖)；
(3)再次開料，當(dāng)秤重值〉找值，關(guān)掉找數(shù)據(jù)信號開展慢速度開料,而且再等候勺時間；
(4)當(dāng)原材料的秤重值〉目標(biāo)-起伏值時,則關(guān)掉小投數(shù)據(jù)信號終止投料，并起動弓計時器(用以防止計量檢定斗震動)；
(5)t2時間到后，分辨夾袋延時時間ts是不是到，不上則等候，時間到則將原材料卸入包裝袋子；
(6)倒料全過程中，當(dāng)秤重值W零區(qū)值時，延時馬后關(guān)掉倒料數(shù)據(jù)信號，另外打開計時器4和爲(wèi)，站到時則向夾袋組織傳出松袋數(shù)據(jù)信號,松掉包裝袋子；
(7)七時間到則起動下一個全過程。
自動控制系統(tǒng)的時鐘頻率如圖16所顯示，在其中目標(biāo)、大投值、中投值、起伏值、零區(qū)值及其各時間主要參數(shù)由客戶設(shè)置,以考慮當(dāng)場包裝的必須。有效調(diào)整凈重主要參數(shù)和時間主要參數(shù)，可完成多種多樣場所的迅速包裝。
4結(jié)語
所設(shè)計方案的智能電度表，具備高精度、可信性強、作用多的優(yōu)勢，于二零零五年根據(jù)安徽計量檢定所的智能表型式檢驗，有功功率精密度做到0.5S級,無功功率精密度高過1.0級,得到計量檢定生產(chǎn)許可。歷經(jīng)當(dāng)場運作2年多，證實計量檢定精確，工作中平穩(wěn)靠譜。

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