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0概述
目前我國(guó)水泥包裝機(jī)的控制系統(tǒng)大多為機(jī)械式的。由于現(xiàn)場(chǎng)灰塵大，造成了該系統(tǒng)稱(chēng)重精度低，可靠性差，磨損快等缺點(diǎn)。雖說(shuō)現(xiàn)在已有一些單片機(jī)控制稱(chēng)重的例子，但其造價(jià)、精度和功能都不盡理想。我們研制的這種單片機(jī)控制系統(tǒng)無(wú)論在功能、精度、抗干擾和造價(jià)上都比以往有顯著改進(jìn)。核系統(tǒng)已在遼寧北票水泥廠試驗(yàn)成功，該系統(tǒng)具有以下勘能1自動(dòng)計(jì)量功能和自適應(yīng)調(diào)整功能，自動(dòng)調(diào)零，識(shí)別功能（人工踢打灰袋不會(huì)影響自動(dòng)稱(chēng)重精度），顯示計(jì)數(shù)，重復(fù)生產(chǎn)（在裝袋中由于外界原因停止裝袋后，故障排除仍可繼續(xù)裝袋）.
1系統(tǒng)的工作原理
水泥包裝機(jī)為將水泥裝入袋中的一種設(shè)備，要求每袋水泥重量為5。±0.5kg,系統(tǒng)的工作過(guò)程是:將水泥袋插入料口，同時(shí)觸動(dòng)推杵裝置通過(guò)轉(zhuǎn)換電路給單片機(jī)發(fā)出啟動(dòng)信號(hào),
則單片機(jī)按給定規(guī)律控制三位置閥打開(kāi)，水泥以全速流入于此袋中，于此同時(shí)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將傳感器的信號(hào)送入單片機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)記下未稱(chēng)水泥時(shí)的皮重，以后毎次計(jì)算重量時(shí)均除去皮重，從而達(dá)到自動(dòng)去皮的目的。當(dāng)水泥裝到設(shè)定的半關(guān)重量時(shí)，三位置閥關(guān)一半以減慢水混的流入速度，當(dāng)重量達(dá)到設(shè)定的全關(guān)重量值時(shí)，將三位置閥關(guān)死，延時(shí)一段時(shí)間后計(jì)算機(jī)發(fā)出推袋命令，同時(shí)給計(jì)數(shù)器發(fā)出一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖，至此一袋水泥包裝完畢。其工作過(guò)程如圖1所示。

圖1系統(tǒng)工作過(guò)程

注，W。為皮重，W,為設(shè)定的半關(guān)重最,W,為設(shè)定的全關(guān)車(chē)覺(jué)。
該系統(tǒng)的原理圖如圖2所示。

該系統(tǒng)由三部分組成。主控部分由8031，2732，8155,LED,控制健等組成，數(shù)據(jù)采集部分由償感器、測(cè)最放大器、壓頻變換器和光電隔離器組成，控制輸出部分由推動(dòng)放大、固態(tài)繼電器等構(gòu)成。其中卯31為MCS-51茶列單片機(jī)，作為該系統(tǒng)主控機(jī)。時(shí)鐘為6MHz,內(nèi)部含有定時(shí)丿計(jì)數(shù)器.串疔通訊口、控制口、RAM等等,8155為多功能接口芯片，本身帶有定時(shí)器、輸出、輸入接口可以帶動(dòng)鍵盤(pán)和顯示器，也可以帶動(dòng)打印機(jī)工作，還可以去控制外圍設(shè)備扌2732為程序存貯器可將內(nèi)存4kB的程序固化于此，從而去控制，調(diào)動(dòng)全系統(tǒng),LED為由三位數(shù)碼管狙成的顯示器，它可以顯示自橙結(jié)果，也可以顯示實(shí)稱(chēng)的重量，當(dāng)然也可以作為參數(shù)調(diào)整的顯示器?？刂奇I具有修改半關(guān)，全關(guān)重量值，改變系統(tǒng)的放大倍數(shù)及自槍、啟動(dòng)、停車(chē)等功能。主要硬件電路作如下介紹。
D測(cè)量放大器及其自動(dòng)校準(zhǔn)電路測(cè)量放大器由三個(gè)低噪聲、此漂移的OP07運(yùn)算放大器組成為差動(dòng)輸入單端輸出的形式，大大提高了共模抑制能力。自動(dòng)校唯電路通過(guò)模擬開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)，它可以消除各種漂移和失調(diào)。測(cè)量放大器的輸出供給壓頻變換器即V/F轉(zhuǎn)換。其電路原理圖見(jiàn)圖3.

自動(dòng)核唯的原理可用下面的公式說(shuō)明，由稱(chēng)重信號(hào)通道可以得，
f.-K(u,+w.)    (1)
其中：/＜為與重量信號(hào)對(duì)應(yīng)的頻率值，顕為系數(shù)，".為傳感器的輸出信號(hào)，。.為
圖3測(cè)黃城大器原理圖    各種誤差折算到放大器的輸入值。
第二通道則有：
f1=K(2J1+U,)    (2)
第三通道可得，
h=K(Uz+u,)    (3)
從以上三式可以得出，

式中：U3為皮重對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)為時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率值,U1,U，為校準(zhǔn)電壓值。除去皮重后的實(shí)際重最對(duì)應(yīng)的電壓值為：
從上式（6）可以看出U與漂移和失調(diào)電壓值無(wú)美。
2）    V/F變換器在該系統(tǒng)中我們沒(méi)有采用通常使用的A/D轉(zhuǎn)換器，而是采用了壓頻變換器LM331.用V/F變換取代
圖5主程序流程圖

其一，精度高：當(dāng)釆樣速閲為1次/秒時(shí)，其分辨率為血爲(wèi)相當(dāng)于13位A/D轉(zhuǎn)換器的精度。而且具有良好的線性。
其二，造價(jià)低其價(jià)格僅是同精度A/D芯片的幾十分之一。    、
其三，線路簡(jiǎn)單.性能穩(wěn)定,V/F與8031之間只用一根線即可接通，而且易于實(shí)現(xiàn)光電隔離。其原理圖見(jiàn)圖4.

2軟件框圖
軟件程序包含主程序和中斷服務(wù)程序兩大部分，它可以完成自検，控制和參數(shù)修改并可完成自適應(yīng)稱(chēng)重的算法等。主程序如圖5所示。中斷服務(wù)程序如圖6所示。

3系統(tǒng)中釆取的抗干擾措施.
為了提高系統(tǒng)的可靠性我們采取了如下措施:
1）    采用隔離變壓器及良好的電源謔波，山于凱殼要求嚴(yán)格密封，對(duì)電源中的元件質(zhì)量及容蟲(chóng)上都釆取了具體措施且主機(jī)要對(duì)電源作自檢測(cè)；
2）    正確處理好數(shù)字地與模擬地的接法；
3）    系統(tǒng)的輸入與輸出都采用了光電隔；
4）    V/F變換本身的抗干擾能力就強(qiáng)，且對(duì)電路的構(gòu)成元件作嚴(yán)格篩選；
5）    采用機(jī)箱與外界屏蔽；
6）    除硬件上嚴(yán)格謎波外還采用了軟年數(shù)字濾波；
7）    在軟件的編制中設(shè)有防止程序溢飛的措施。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地運(yùn)行，而且有意識(shí)地把用于焊接大水箱的場(chǎng)地移到包裝機(jī)旁丄作，對(duì)稱(chēng)重沒(méi)有任何影響。事實(shí)還明釆用的抗于擾措施是有效的。

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