0引言

中国适用于爆炸危险场所的皮带秤系统甚少，国内生产厂家主要分为矿用核子秤和矿用电子皮带秤两大类矿用核子秤存在辐射问题，必须到有关部门审查批准才能使用，原计量精度一般在1％左右较低，已经被多数用户抛弃使用；矿用电子皮带秤利用现代传感器技术，使用与维护方便，计量精度可达025％，起到减员增效、节支创收、减少误差的作用，提高了煤炭生产的自动化程度，是以后煤矿计量产品发展的方向尤其随着国家对煤炭产量和安全生产管理力度的加大，作为矿井煤炭运输安全计量的机械化设备，矿用防爆电子皮带秤成为煤炭产量监测系统中不可或缺的组成部分，成为矿用计量产品领域关注的焦点…矿用防爆电子皮带秤一般有两种型式：复合型配置和本安型配置PJ复合型配置是目前市场上最普遍的防爆形式秤体、本安型防爆称重传感器、本安型防爆接线盒在易燃易爆1、2类危险区，非防爆型称重仪表置于安全区，这种皮带秤的调零、标定，使用维护很不方便而本安型配置中的秤体、接线盒、本安型防爆称重传感器、本安型防爆称重仪表均在易燃易爆l、2类危险区，内置本安型防爆电池盒井下进行调零、标定操作较方便，不影响井上工作人员的监控，所以具有很大的市场应用前景

1系统总体结构设计

矿用电子皮带秤设计时需要解决安全防爆、称量精度、调零标定效率低和防误动作4种问题根据矿井实际需求和常见防爆电子皮带秤的配置，矿用防爆电子皮带秤主要由电阻应变式称重传感器、速度传感器、接线盒与称重显示仪表四大部分组成皮带秤称重显示仪表是电子皮带秤系统中最为关键的部件，是利用电子技术方法测量、显示和控制物料质量的仪表不仅完成信号采集处理、数据显示、数据通讯等工作，还实时传输数据到井上监控室进一步统计、保存和打印，具有毛重、去皮、净重、峰值、峰谷处理等功能。

2硬件电路设计

2.1器件选择

整个仪表的控制核心是Cortex内核的STM32F103VB单片机芯片，主要完成对各外接设备的控制通讯方面采用的是RS485通讯方式这种通信接口可很方便地将许多设备组成一个控制网络，由于使用了差分电平传输信号，具有结构简单、价格低廉、控制方便、通信距离和数据传输率适当等特点，很适合在工业环境下应用接口芯片为具有瞬变电压抑制功能的差分收发器SN75LBCl84，具有比普通的RS485芯片更强的抗雷电和承受高达8kV静电放电的冲击的能力在一些比较恶劣的环境里，不外加任何保护元件可直接与传输线相接在总线上可以连接64个收发器而且可以有效扼制电磁干扰，可以满足绝大多数矿井的要求仪表的红外接收头选用的是TLl838A2在ADC方面采用某公司的低噪声高集成度CS5532的△一ZA／D转换器，其性能可以达到24位，适合应用于测量称重仪表、过程控制等领域图形液晶显示模块为青云创新LCMl92642，可以随时调节和显示各种参数，方便于查询和记录

2.2通讯模块设计

为提高仪表的抗干扰性，单片机与SN75LBCl84之间的隔离使用的是可控制的光电隔离器TLP521其类型为晶体管输出，电路之间的信号传输，使前端与负载完全隔离，目的在于增加安全性，减少电路干扰并简化电路设计DIR管脚输出低电平(或高电平)，光敏三极管导通(或截止)，选中RS485芯片的RE端(或DE端)，允许接收(或发送)RS485接口芯片SN75LBCl84的R端和D端的接收发送原理与D1R端相同16J

2.3红外设计

红外遥控是一种无线、非接触控制技术，应用到仪表上能够有效防止非工作人员对仪表进行操作其原理是将红外发射器发射的红外光转换为相应的电信号，再送后置放大器经放大后用于计算机控制系统中，具有抗干扰能力强，传输可靠，低功耗，低成本，易实现等显著优点红外遥控解码器采用的是TLl838A，能输出具有NEC帧格式的高频脉冲信号，拥有更多的性能和更好的灵敏度

3软件编程

矿用防爆电子皮带秤系统应用程序各种功能的实现需要通过软件编程来实现，为提高电子皮带秤的称量精度，整体实现非常复杂，编程任务量大，是电子皮带秤实现的关键部分由于系统电路涉及到许多硬件，对软件合理运行提出了更高的要求，需要引入一套合理的管理机制来合理的规划和利用系统硬件资源，以减轻研发人员的工作量一系统软件给出了主程序设计，然后针对个别模块的软件设计进行了阐述

4.结论

通过以CortexM3内核的STM32处理器为硬件平台，将防爆技术应用到显示控制仪表中，构建了新型矿用称重系统经实验测试，得出以下结论：

(1)采用CS5532A／D转换芯片实现了微弱信号的采集与转换，提高了系统的精度：

(2)采用STM32F103VB单片机控制实现了物料的自动输送；

(3)采用液晶显示器LCMl92642实现了良好的人机操作界面；

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