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ENGLISH0755-88840386發(fā)布時間:2020-07-20 14:25:35 |來源:網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載
包裝業(yè)是中國工業(yè)企業(yè)最活躍的行業(yè)這一,顆粒包裝機,液體包裝機、面粉包裝機,多功能包裝機層出不窮。其計量方式主要分為兩類'容量計量、稱重計量。
容量計量法的優(yōu)點是設(shè)備制造及工作過程均簡單,缺點是計量精度差。
稱重計量是包裝業(yè)較為理想的計量方式,重量常常是街量產(chǎn)品數(shù)量的主要標準(并非體積K采用稱重計量的包裝機工作過程比較復(fù)雜,如要求太高精度的計量,往往也難以滿足,一般情況下,整機精度很難超過0.5%,尤其是對于稱重重量(一個包裝的重量)經(jīng)常變化的包裝機要想對幾種不同的包裝重量都能保持較高的計量精度是比較困難的.
本文提出的以8031為主控單元的高精度稱重計量控制系統(tǒng),采用極兼價的元件〈A/D轉(zhuǎn)換器采用ADC0809,運算放大器采用ICL7650等),實現(xiàn)了包裝機稱重的高精度,包裝重量,機械誤差、包裝速度均可預(yù)置,并且通過機械誤差的預(yù)置能百分之百消除整個系統(tǒng)的非電量引起的誤差,不頊置時,系統(tǒng)工作于默認狀態(tài),單片機系統(tǒng)根據(jù)預(yù)置的包裝重量,自動進行內(nèi)部轉(zhuǎn)換,使整機的精度在允許的稱重范圍內(nèi)均能達到。,1%。這種控制系統(tǒng)目前巳用于150?25O&稱重范圍可調(diào)的包裝機上,效果良好。
整個控制系統(tǒng)核心由8031,2764,6264,8155,ADC0809,8279等組成,其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示:
譯碼選擇M264.8155.&2/9.U80-等工作.其地址分別為6264為:20。。?3FFFH.8155,I/O口地址仔別為:命令/狀態(tài)口4100H,PA口PHU41C?H,PC口41G3H,存儲器地址為4000-40FFH.8279的地址為(0110000100000000)6109?!.ADC0809的地址為:8000H?8OO7H分別對應(yīng)8個輸入通道IN—"
整個系統(tǒng)的鍵盤和顯示均通過INTEL8279實現(xiàn)。對包裝機的稱重重量、誤差、速度進行預(yù)置時,顯示器顯示設(shè)定值,工作時顯示器顯示不同通道的林量重量。由于釆用了8279專用鍵盤顯示控制芯片,大大節(jié)省了CPU處理鍵盤和顯示的時間,顯著地提高了CPU的工作效率.同時編程上也變得簡單可告.不必再考慮鍵盤的消讖問題和顯示數(shù)據(jù)的鎖存問題.開并信號的輸入輸出全部由8031的已口和8155的PA.PB、PC三個口來完成。
模擬信號(稱重傳感器的輸出信號J經(jīng)運算放大器放元勞夷到ADC。圖9,
該包裝機供料采用振動上料方式,三個上料斗并行工作,每個料斗接一?稱重傳感器.其電信號放大后分別送到ADC0809的IN。”,如果有一個料斗的重蟄達到制定包裝重量,則封閉此料斗的進料檔門,停止振動,同時把料斗的料放到下面的包裝袋里.〈把整個料斗旋轉(zhuǎn)一周)。如果有兩以上料斗的重量達到額定包裝重量,則遵循第一、第二料斗均滿時敢第一斗.第二、第三料斗均滿時放第二斗;第一、第三料斗均滿時放第三斗;第一、第二、第三料斗均滿時放第一斗的原則。
封閉進料檔門信號來自8155的PAa,PA2
當PA„為低電平時,光電耦合器的發(fā)光二極管發(fā)光,三極管飽和導(dǎo)通,A點電位為低,開關(guān)管卩截止.B點電位為高,繼電器吸合。
光電耦合器的采用提高了整個系統(tǒng)的抗干擾能力,減少了誤動作率。
振設(shè)速安調(diào)整原理圖如圖3所示:
J、.J,分別對應(yīng)PAe,PA0驅(qū)動的繼電器的常開觸點,以第一個料斗為例).當?shù)谝粋€料斗的稱蛍重量不足包裝重量的95%時,山,丄均吸合,當稱重重量達到包裝重量的95*時,兒斷開/吸含,、4均吸合時,圖3所示電路雙向可控硅觸發(fā)甫小,電磁振蕩器的振幅大.故對應(yīng)快速上料,而僅八吸合時對應(yīng)慢速上料,通過調(diào)整叫,凹兩個電位器的電阻值,即可改變電磁振蕩器的振幅.從
而改變上料速度(即機器速度),兀斷開時,電磁振蕩器停振。設(shè)置快慢兩檔即保證了機器的速度,又能很好地控制包裝精度,是本機釆用的有效措施之一。
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我們所采用的稱重傳感器是由電阻和應(yīng)變電阻片組成的電擠,稱重范圍為ikg,傳感器精度為5其供擠電壓由LM168提供,其精度為0.02%.而對輸入電壓的穩(wěn)定性達到0.0001?-8,負荷的穩(wěn)定性為0.0003%.其輸出電壓有10v,6.2v和sv三種.把LM168—10(10v)和LM168—6,?(6.對)串聯(lián),供給傳感器電拆16.2v電壓.LM168串聯(lián)工作原理圖如圖4所示
為了既保證機器的高速度,又降低漂移,傳感器電橋的輸出電壓送到由高速運放5G覧和低漂移運放ICL765O組成的放大器對,其原理圖如圖5所示:
先把傳感帯的輸岀電壓信號通過5G28和ICL7650進行初步放大,放大后的信號通過導(dǎo)線引到CPU主控柜(這時信號抗干擾能力已大大加強),再通過LF353把此電醫(yī)信號放大到0?5v(對應(yīng)ADC0809的輸入).LF353是一種低價格,高速度的JFET輸入雙運算放大器,如果禰重250g時,把。?250g重量通過傳感器、運算放大器變成。?5v,而。?5v輸入對應(yīng)ADCO8O9的數(shù)字輸出為0?FFH,ADC0809的最大不可調(diào)誤差為士ILSB,則由A/D轉(zhuǎn)換器引起的稱重誤差為志=0.4%,系統(tǒng)誤差不可能做到0.1%。本系統(tǒng)采取的措攧是第一個1/2LF353的輸出信號既送ADCO8O9的IN。.同時又送到另-LF353的反相輸入端,而其同相輸入端接4.75v參考電源輸出通過反相器送到IN,。當?shù)谝粋€LF353輸出電壓在。?4,75v之間變化時.單片機系統(tǒng)采集IN。的數(shù)據(jù),一旦檢測到VIN0>4.75v時,則采集IN;的數(shù)據(jù)。此時IN,的電壓把4,75?5v變換成0?5v,在對應(yīng)最后包裝階段,由A/D轉(zhuǎn)換器引起的稱重誤差為&乂壽=0.02%,大大提高了轉(zhuǎn)換精度,為整機精度達到0.1%創(chuàng)造條件。這是本系統(tǒng)采取的另一非常有效的措施。
4全范圍提高A/D轉(zhuǎn)換精度的方法
如想在整個稱重范圍內(nèi)把精度提高20倍.可把圖5改成圖6的方式。
S6
這種接法既最大限度地降低了運放的個數(shù),同時又巧妙地解決了模擬電子開關(guān)(CD405LCD4067)的接觸電阻對放大倍數(shù)造成的影響。只是當引入?yún)⒖茧娫刺鄷r,可能反不如使用高精度A/D轉(zhuǎn)換器(如AD574等)來得方便,經(jīng)濟效益也未必明顯,這就要視具體情況而論。
本系統(tǒng)遵循先軟后硬,盡量節(jié)省硬件開支的設(shè)計原則,程序盡量兼顧抗干擾設(shè)計和容錯設(shè)計,整個控制過程的程序流程圖如圖7所示,采樣處理1號料斗的程序框圖如圖8所示。敢料條件為號料斗均未放料,此時已有料斗裝滿,并且包裝袋已到位。
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