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称重显示控制器的原理与应用

来源:网络转载更新时间:2020-09-11 08:50:43点击次数:3127次

1概述
DXK-2006系列动态称重显示控制器是南京理工天品自控设备有限公司在多年实践的基础上专门为电子皮带秤设计的一种新一代的高性能称重控制仪表。它具有动态称重计量(动态精度达到0.1%,分辨率达到0.02%,稳定可靠)、校秤标定(实物标定、链码标定)、挂码自动修正、自动校零、参数备份和恢复、累计定值控制、流量定值控制、控制输出限幅、手动输出控制、在线修改参数、数字滤波、报警、外给定、流量和累计量远传、断电数据保护、产量记录査询、通讯功能(与计算机通讯),构成分散控制、集中管理的集散控制系统等功能。按照工作模式分为具有调速和恒速两种工作模式,可适合各种形式和各种量程的皮带秤的计量和控制。按照结构形式可分为壁挂式和屏装式(如图1所示)。

动态称重显示控制器

2DXK-2006称重显示控制器的组成原理
DXK-2006称重显示控制器由输入/输出模块、微处理器模块、A/D转换模块、通讯模块和电源模块等六部分组成。其组成结构如图2所示。
2.1输入/输出模块
输入模块由集成电路TLC801,光电隔离器

称重显示控制器的组成原理图

图2DXK-2006称重显示控制器的组成结构示意图

TLP521.晶体三极管8050、计数器40106及电阻、电容和二级管组成。它接收外部输入的测速信号(speed)、程控/手控+、运行+、外给定in,另一方面向微处理器CPU传递输出速度(speed)、开始(start)、状态(status)和外给定等信号;输出模块由光电隔离6N137、晶体管8550TPL521,放大器TLC2272,集成电路MAX515.TLC561等组成,实现流量和累计量远传、信息反馈等功能。输入/输出模块多处使用光电隔离器TLP521和6N137,保证了仪表的抗干扰能力,提高了系统的可靠性。
2.2微处理器CPU
DXK-2006称重显示控制器采用第三代96系列真16位80C196KCCPU,能部分支持32位指令。自带专门处理中断事务的PTS服务器,节约Tcpu资源开销,提高了数据处理速度,采用高达800次/秒,为国内产品之最,釆用浮点运算,提高了数据精度,从而大大扩展了计量范围,釆用非易失性存储器,保障了数据长期可靠性。
2.2.180C196KCCPU单片机组成结构
80C196KCCPU单片机组成结构如图3所示。

称重显示控制器单片机框图

8OC196KCCPU单片机有7个I/O,P6O每个端口都是复用的,既可作为标准的I/O,也可以作为特殊功能信号端口配置和定义。P3和P4例外,它要么配置为标准的I/O,要么配置为地址/数据总线。P0仅有输入口功能和A/D变换输入。Pl、P2和P6口是标准的双向I/O。P1提供事件处理器阵列(EPA)和定时器口,P2提供串口(SIO)、中断、总线控制信号和时钟发生器,P6口提供EPA和同步串行口(SSIO)oP3、P4、P5是双向I/O;P3、P4用于外部地址/数据总线;P5是总线控制信号,也提供从口功能(仅8XC196Kx有)。80C196KC单片机还提供了A/D变换、看门狗定时器、CAN总线通讯控制器等。
2.2.280C196KC的封装
目前80C196KC采用两种封装形式:68脚的PLCC和80脚的QFP。正常工作状态下的引脚排列和功能完全与80C196KB的外形封装相同,如图4所示。编程状态下,引脚的功能只有一点不同,80C196KC的P2.6脚在编程状态下切换为CPVER功能,这是KC型芯片新增功能。

外形封装与管脚功能图

2.3A/D转换模块    '
DXK-2006称重显示控制器采用高精度仪表专用放大器,16位A/D转换器ADS1212,精度高、抗干扰能力强。
2.4通讯模块
DXK-2006称重显示控制器通讯模块主要由集成电路SN75LBC184和光电隔离器6N137、TLP521组成,较好地实现了适应工业现场的RS-485通信,能与局域网和广域网相连。
2.5电源模块
DXK-2006称重显示控制器的电源采用高精度开关电源,使用AC13O-25OV,48-52HZ,能耗通常约20W(使用全部输岀信号时不大于50W)o
3DXK-2006称重显示控制器的操作
3.1前面板显示操作
DXK-2006称重显示控制器前面板由显示窗口、LED指示灯、组合功能键三部分组成。
3.1.1显示窗口用来显示运行信息、参数主菜单、基本操作、参数查询/编辑、输入调试主菜单、输岀调试主菜单、具体调试等。
3.1.2LED指示灯分单色(绿色)和双色(红色、绿色)LED两种。其中,单色LED中的“电源”灯亮表示仪表电源正常,“测速”灯闪烁表示有速度信号;而双色LED的“通讯”绿色灯亮,表示通讯准备好。红色、绿色交替闪烁表示通讯正常。
3.1.3组合功能键
3.1.3.1“OK”键的作用是:a.选择光标所在菜单行,进入下一步操作。b.参数编辑与查询状态之间切换。c.参数编辑确认。d.显示状态从当前的“运行信息显示”切换到“参数主菜单”。e.调试流量输出和控制输出的D/A最大值完成,确
认保存相关参数。f.在具体调试“给定调零”、“给定最大”状态下,当外给定AD值稳定后按该〜    键保存外给定零点值和外给定最大值。
3.1.3.2方向键分为上键、下键、左键和右键。其图形和操作如下。
f上键:a.菜单选择(行光标上移)。b,参数数据编辑,每按一次增加“1”。c.显示状态从当前的“运行信息显示“快速切换到“输入调试主菜单”(高级用户使用)。d.在调试流量输出和控制输出的D/A最大值(一般输出电流为20mA)时,若输岀电流偏低,按该键增加,直至输出电流符合要求。
1下键:a.菜单选择(行光标下移)。b.参数数据编辑,每按一次减小“1”。c.显示状态从当前的“运行信息显示“快速切换到“输出调试主菜单“1    (高级用户使用)。d.调试流量输出和控制输出的
1D/A最大值(一般输出电流为20mA)时,若输出电流偏高,按该键减小,直至输出电流符合要求。
—左键:a..在参数查询/编辑显示状态,按照参数顺序(参考参数说明)选择前一个参数。b.参数数据位编辑选择(位光标左移)。c.在运行信息\    显示状态,同时控制方式字设置为手动PID输出,减小PID控制输出(此功能通过方式控制字选择)。右键:a.在参数查询/编辑显示状态,按照参数顺序(参考参数说明)选择后一个参数。b.参数数据位编辑选择(位光标右移)。c.在运行信息显示状态,同时控制方式字设置为手动PID输出,增加PID控制输出(此功能通过方式控制字选择)。d.当处于具体调试过程中,强行退出,使得调试无效,相关参数不更新。
3.2参数操作
在运行信息显示状况下,按“OK”键可进入主菜单,菜单条目如下:
基本操作
调试参数
高级参数
退出
在该菜单下可完成基本操作、调试参数、高级参数(査询/编辑)和退出操作。
3.2.1基本操作:通过组合功能键可进入操作:编辑流量设定值、输入口令、查询/编辑显示控制字,并可查询小时记录和对小时记录、累计值清零。
3.2.2调试参数:通过组合功能键可进入参数查询/编辑:日期时间、重量零点、重量增益、重量标定、零延时间、校量时间、最大流量、给定零点、给定最大、流量零点、流量最大、控制最小、控制最大、累计与脉冲比率、速度系数、AD增益。
3.2.3高级参数:可进入参数查询/编辑:方式控制、重量AD零点门限、流量阀值、缺料门限、超载门限、偏差报警、PID控制输出、比例系数、积分时间、微分时间、本机地址、通讯速率、第一班时间、报警延时、控制计算延时、速度计算时间、控制计算时间、密码。
3.2.4退出:该功能使仪表退出操作。
在对参数进行操作时,当某行闪烁表明仪表处于参数查询状态,当某列闪烁时表示仪表处于参数编辑状态,通过按“OK”键可在两种状态之间切换。
在参数查询状态时按“左”键可显示前面一个参数,按“右”键可显示后面一个参数,按“上”键可使光标上移一行,按“下”键可使光标下移一行,在第一、第二行按“OK”键可切换到参数编辑状态,在光标停在“保存”或“执行”时按“OK”键可保存输入的数据或执行相应操作,在光标停在“退岀”时按“OK”键返回前一菜单。
在参数编辑状态时按“左键”左移光标,按“右键”右移一位光标,按“上”键可使光标所在位数据加1,按“下”键可使光标所在位数据减1,按“OK”键可切换到参数查询状态。
4结语
DXK-2006称重显示控制器使第三代16位微处理器,较好地解决了传统电子皮带秤称重仪表的更新换代问题,与8位CPU称重仪表相比,性能大大提高。可广泛应用于动态电子皮带秤或有1、2、4只传感器的称重设备中。近几年来,它在我集团公司煤炭计量过程中,发挥了较好的作用。

 

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(此文关键词:称重显示控制器;高速动态称重显示控制仪表,动态称重控制仪表,称重显示控制器仪表,高精度称重显示仪表)
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