来源：网络转载更新时间：2020-07-17 14:19:11点击次数：2465次
引言
我国少部分水泥厂使用进口的包装机电 子秤，是70年代的西德某公司的回转包装 机电子秤。此包装机功能完善，机械设计先 进，电气控制合理，不足的是电子秤的控制单 元采用模拟控制电路，电路中使用了大量的 运算放大器、三极管，且运算放大器多是选用 漂移较大的F007型。由于运算放大器、三极 管的漂移、噪声很大，且跟温度变化有关，因 此随着环境温度、使用时间长短的不同，电子 秤的性能也随之变化，影响称重的精确度，故 障率又很高，维修起来很不方便，严重时影响 了正常生产。为此，我们把模拟控制电路加以 改进，消除了上述不良现象。如果我们对包装 机电子秤的工作原理和其控制电路加以了 解，就会认为用单片机控制系统替代模拟控 制电路是极简单又非常合理的。
1进口包装机电子秤的工作原理
以西德某公司的回转包装机电子秤为 例来说明电子秤的工作原理。
电子秤的原理框图如图1所示。若在称 重传感器加载，将输出与负荷成正比的电压 信号,此信号在差动放大器输入级（EDV）中 得到放大，并通过可转换的滤波器（SF）馈送 至求和放大器（SM）。在测量信号之外，另有 一信号也送至求和放大器，此信号是从电桥、 稳压电源经过一倒相级（I）获得的，因而等值 1“预选装料重量".这样，由装料重量得到的信 号与测量信号相抵消，两者的合成信号是零。
在总和放大器（SM）之后是有源低通滤 波器（TP）和短期称皮重功能部件（TA）,该 部件又转而馈送一补偿信号返回至求和放大 器，只要称重过程继续进行，就可抑制转换电 路中任何零点偏移;TA部件又将此信号送 至限位开关（TU）,限位开关在补偿信号变得 太大就会动作。有源低通滤波器避免了任何 来自噪声信号的假补偿信号。
求和放大器的输出信号引至指示放大器 （AV）,指示放大器又转而驱动机内的模拟 指示器（A）,同时，馈至两种限位开关（FS, NS）,此两种限位开关起断开粗流量和细流 量的作用，此限位开关同时控制有源滤波器 （SF）的频率选择，当粗流量时，选有源滤波 器的高频通道，当细流量时，选有源滤波器的 低频通道,从而消除了震动引起的干扰信号。 此电子秤的工作原理，简而言之就是将信号 放大、滤波、消除零点漂移、根据称重的大小 开停相应的继电器。由此可见,我们完全可以 用单片机系统替代模拟控制电路部分。
2改进的电脑秤的硬件设计
用单片机替代模拟控制电路部分，电路 中电源无需变动,控制继电器仍选用原来的。 单片机系统由输入通道、输出通道、控制单元 三部分组成，以下是对三部分的介绍。
2. 1输入通道
输入通道的信号有称重的启动信号，粗 流量、细流量定值设定输入信号，传感路的模
f =T2Tr(ClC2RiR2) 2"求得，通过改变R、C的值可使粗流量频率f. =7. 5HZ,细流量 f2=l. 5HZO
2.2输岀通道
输出信号通过8255的Pc 口输出，经光 电隔离后，再由MC1416驱动，连到相应的 继电器线圈上。详见输岀通道电路图3。
|
2.3控制中心单元
控制中心单元的原理电路结构图如图4 所示。该控制中心单元由8031、地址锁存器 74LS373和外部存贮器EPROM2732构成 单片机基本系统。8031单片机的P®作为启 动信号的输入,R 口作为拔码盘的定值的读 入口，为了解决显示问题，增加了专用接口芯 片8255。8255芯片有3个8位口，Pa 口作为 数码显示管的段码控制,Pb 口作为数码显示 管的位码控制,Pc 口作为继电器的控制口。
|
|
图4电路结构图
3改进的电脑秤的软件设计
软件的编程比较简单。其编程原理是:上 电后读拔码盘的数值，作为粗流量和细流量 的定值，接到启动信号后，称皮重，经0.7秒 后，若皮重正常（皮重超重,，不予装袋。），立即 启动粗、细流量继电器,根据称重负荷大小来 控制粗细流量继电器的开停过程。称重完毕, 系统返回，进入下次称重过程。软件程序的编 程只要依据继电器动作原理图5即可。
 |
4细流量和滞后流量的校正
装袋秤的控制器通过继电器接点控制称 重过程。当预选的装料重量达到时，继电器将 停止喂料机构，由于装料系统的特性,物料流 将不会立即停止,而是将持续一段时间，这段 时间的流量称之谓滞后流量。喂料机构的类 型和所称物料的性质一定，喂料量可视为常 数，具有足够的精度，因此装袋量的误差是由 滞后流量决定的。
考虑到这一点，我们可置粗流量、细流量 的转换值在标称值之下，调节两者的定值，使 总重量=粗流量+细流量+滞后流量。其参 考值G = 45kg+4kg + lkg。这样，称重的精 度是很高的,满足了商业上的要求（商业上要 求相对误差V0. 5%）。
5改进后的电脑秤的性能分析
5.1稳定性•在正常的温度范围内,单片机 的性能不随温度而变化，系统中采用低漂移 运放，电路中的噪声也较少，所以整个系统很 稳定。
5.2精度。原包装机电子秤的精度为0.5, 而改进后电脑秤的精度可达到0.3。较 好地满足了商业上的要求。
5.3可靠性。原电子秤的控制电路中采用器 件较多，分布广，使用一段时间，故障率较高, 维修起来不便;而改进的电脑秤的控制系统 集成度高，故障率低，即使出现故障,维修起 来也很方便。
5.4功能。电子秤的功能仅是称重,而电脑 秤可通过软件增加功能,如每天、每月水泥产 量的累计。
5.5抗干扰性。由于单片机系统抗干扰性极 好，所以使整个系统抗干扰性强。
5.6性能/价格。单片机控制单元的价格几 乎和原模拟控制电路的价格一样（总成本仅 为几百元），但性能远高于原电子秤的模拟控 制电路，所以其性能/价格校高。
总之，改进后的电脑秤其性能优于原电子秤的性能。
结束语
经现场一年多的运行表明：改进后的包 装机电脑秤的性能指标优于原包装机电子秤 的，主要表现在：精度和可靠性有很大的提 高，给水泥企业带来可观的经济效益。由此可见，旧包装机电子秤改为包装机电脑秤势在必行。
本文源于网络转载，如有侵权，请联系删除
×
