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ENGLISH0755-88840386發(fā)布時間:2021-01-22 11:47:20 |來源:網(wǎng)絡轉載
隨著現(xiàn)代電子技術的飛速發(fā)展,物料包裝技術水平得到了很大的提高,特別是電子稱量控制器為散裝物料的精確包裝提供了技術依據(jù)。
1.體系的構成和特征。
該電子稱重器主要由壓力傳感器,信號放大,A/D轉換,液晶顯示,鍵盤,MCU,遙控數(shù)據(jù)傳輸模塊,打印輸出接口等組成。該稱重控制器采用51系列單片機89C52組成,其8KFLASH程序存儲可滿足電子稱重控制器的基本功能要求。
該電源模塊采用開關電源,將市電轉換成12V、5V直流電源,用于傳感器電源和電子秤控制器電源。
稱量傳感器采用懸臂式MBB系列稱量傳感器,額定輸出功率3mV/V。稱量傳感器在電子稱量設備上的應用通??梢圆捎?個稱量傳感器,或2~3個平行稱量傳感器,或者采用秤斗或夾袋裝置,通過懸掛裝置直接懸掛在懸臂稱量傳感器上,傳感器將重量信號轉換成微弱的毫伏電壓信號傳送給電子稱量控制器。其基本工作流程是:
感應器→OP放大→A/D轉換→MCU→顯示器。
2.A/D轉換。
在電子稱重器的A/D轉換部分,采用了雙積分的A/D轉換方法。對A/D雙積分轉換器的工作分為兩個階段:采樣和比較。
在轉換之前,邏輯控制電路將S3關閉計數(shù)器全部清零,C1積分電容放電至零,S3斷開。當取樣脈沖出現(xiàn)時,轉換開始,模擬開關S1關閉,將輸入信號Vin加到逆相積分器輸入端,在固定時間T1向電容充電,使積分器U2A輸出端電壓從0開始升高(極性與Vin相反),同時啟動計數(shù)器對時鐘脈沖從0開始計數(shù)。達到預定時間T1時,計數(shù)器的計值值為N1,采樣階段結束。在這個時候,計數(shù)器放出一個溢出脈沖,使計數(shù)器保持零,電子開關S2根據(jù)Vin的極性,把與Vin極性相反的基準電壓Vref加到逆相積分器輸入端,積分器對Vref進行反向積分,它的輸出端電壓向零電平傾斜,同時計數(shù)器重新開始,進入比較階段。在U2A輸出端電壓降至零時,U2B輸出端發(fā)出關斷信號,計數(shù)門閉合,此時計數(shù)器值為N2,對應時間間隔為T2。此時轉換過程就結束了。
計數(shù)器記錄的脈沖數(shù)N2代表測試時Uin電壓在T1時的平均值,因此可以進行A/D轉換。雙積分型A/D轉換器在T1時采集輸入電壓的均值,具有較強的抗工頻干擾能力。變換過程中,正、反向兩次積分采用相同的積分方法。所以在兩次積分過程中,R、C和脈沖源等元件參數(shù)的變化對轉換精度的影響可以忽略不計(通常在幾十至幾百毫秒之間)。
3.稱量顯示。
該電子稱量控制器的顯示部分不再使用先前的LED數(shù)碼管顯示,而是采用128*64的點陣液晶顯示器,具有字符對比度調節(jié)功能,工作電壓為5V???×4行16×16點陣列顯示漢字,也可完成圖形顯示。為了節(jié)省費用,便于使用,漢字顯示部分也沒有采用自帶漢字庫的點陣液晶顯示器,而是自制了100多個16*16的漢字點陣字模,每個漢字點陣都有32個字節(jié);數(shù)字顯示部分也有0~9的數(shù)字和52個大小寫英文字母,同時還自制了多種圖形符號,使用戶在進行清點、稱量、定標等操作時,更方便、快捷。建立全中文人機交互圖形界面。利用89C52的P0口和點陣液晶的并口數(shù)據(jù)線進行數(shù)據(jù)通信;P1口控制液晶的片選、時鐘脈沖,芯片實現(xiàn)可讀寫等功能。
4.遠程數(shù)據(jù)傳輸
為了滿足定量灌裝電子稱量設備使用廠家對每日產(chǎn)品包裝數(shù)量等參數(shù)的統(tǒng)計,該控制器設計了一個功能模塊,用于與廠家監(jiān)控中心遠程通信。
為使電子稱量控制器的數(shù)據(jù)傳輸簡單可靠,遠程傳輸功能模塊采用RS485實現(xiàn)。雖然89C52單片機的P3.0和P3.1分別用于UART的RXD和TXD串行通信,但由于RS232傳輸距離短,不適合定量灌裝電子稱量設備需要的遠距離傳輸應用;因此在遠距離傳輸中,采用UART的RXD和TXD來實現(xiàn)RS485的轉換。完成遠程數(shù)據(jù)傳輸。
芯片采用了SP485標準。這種芯片是半雙工收發(fā)器,其數(shù)據(jù)傳輸速率可達5Mbps。芯片性能與RS-485的差分信號傳輸原理完全吻合。差分送送出的信號對外部干擾有很強的抗干擾能力;差分送出的信號是大小相等、極性相反的一對對稱信號,差分送出的信號在PCB(印刷線路板)上排列成“密近平行線”;用電纜連接兩個設備時,采用并行排線或雙絞線。雖然在差分信號的傳輸過程中會遇到外界干擾信號,但由于兩個差分信號線總是在一起,所以干擾信號通常會同時作用于兩個信號線上,形成相互疊加的共模信號,它們在兩個信號線上的相位也是相同的(共模信號是作用于差分信號線上的同一極性大小的一對信號,且經(jīng)常受到外界干擾)。接收端的差分信號由差分放大器檢測。微分放大器僅對兩路輸入信號間的差異進行放大,對兩路輸入信號共同對地電位不進行放大,即微分放大器僅對微分信號(有用信號)敏感,對共模信號(干擾信號)形成抑制。通過這種方式,差分傳輸?shù)男盘柧哂泻軓姷目垢蓴_能力,特別適合中遠距離或高速通信。該電子稱量控制器采用RS485方式進行遠程數(shù)據(jù)通信,其原因也在于此。
5.打印輸出。
部分電子定量灌裝設備使用廠家需要定期對生產(chǎn)班次、打包袋數(shù)等參數(shù)打印輸出報表;本電子稱重控制器為打印輸出預留了接口;當需要打印時,可將微型打印機的數(shù)據(jù)線直接插入到電子稱重控制器的9針RS232接口,通過選擇LCD菜單中的打印菜單,按下確認鍵,打印輸出所需數(shù)據(jù)。
軟件采用C語言編程,可方便地進行修改和移植,最大限度地滿足了不同用戶對電子稱重控制器功能的不同要求。
6.小結
實現(xiàn)了定量灌裝電子稱量控制器的傳感器信號采集,A/D轉換,液晶點陣顯示,遠程數(shù)據(jù)傳輸,打印輸出等功能。配合機械結構,形成定量灌裝的電子稱量裝置,可自動稱量顆粒料、粉料,按預先設定的重量,自動包裝。
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