—、引言
料仓称重在许多工业场合是很重要的工艺和管理环节。工业现场料仓称重一般是在强振动、强电磁场干扰、高粉尘、宽温度范围的环境下进行的，一般的模拟静态称重系统是难以达到要求的。面对这些冋题，SM40型智能称重系统运用了称重传感器、现场电流变送远传、有源低通椭圆函数滤波器抑制工频干扰、前向后向通道隔离，V/F采样,开关电源供电等一系列先进的谑件技术以及有针对性的数据滤波处理软件，至线实时线性校正等软件，确保了称重数据的正确性和系统的可金性，几年来的实际应用证明了这一点，下面介绍这个系统。

二、系统组成及原理

系统由传感器、变送器、智能型称重显示仪三部分组成、系统框图见图1。

1.传感器
采用引进某公司专有加工技术制造的高精度SM40型称重传,感器和SM6型拉压力传感器作为，压式和拉式两种受力方式的一次转换元件，纨行并联方式组秤。校串联组秤，具有如下特点:输出信号接线简单;对于后级运放而言，输入阻抗低，信号抗干扰能力强;煙过补標的传感器,具有良好的互换性。为避免并联方式由于，传感器内阻不等，灵敏度不一致的各传感器在受藏不均时产生附加误差，做以不两方面工作：其组秤时，通过灵敏度及输出,阻抗的调整尽最减少各组秤传感器间的差异；面向实际，在调整过程中不追求传感器输出阻抗及灵敏度的标准化,而追求Tt性;繪用度建立微机管理档案，从而可以为用户及时提供合适的备件;其二在变送器内加装髙稳定精密电阻器，对安装好的系銃进行四角误差的综合调整,这样进h歩改善了由于引线等连接因素对系统偏載时的附加误差的影响。
-称專传感器的容量由以下公式计算
(G3G2)
P°ZKiN
式中Po——称重传盛器或蟻容量,Lg或t6二一料仓(,务括与指在扇性译强的给料机、闸门等设备)的重最,kg或IG2——料仓内可装入的最大物料重量，kg或t二-h
K]-    全系数,一般取06—08,系数玲主要考慮物料下落冲击振动和防止传感器超载等影响因素N——称重传感器的个数。另外,还应考慮亩于料仓的非对称性和仓内物料堆积偏移等因素造成料仓重心偏移而使传感器受力不均的情况；对于室外使用还应考虑风力影响而引为风载系数。根据上述计算所得的PD值，按照称重传感器的测量上限值向上调整、即确定了选用传感器的量程上限值，
2.变送器，
组秤惇感器在现场直接引入变送器，转换为4~20mA电流远传。国内一般称重系统在现场并联或串联组秤后，将mV信号直接远传在工业现场,的环境中，mV信号直接远传，对于控制室的仪表来说，信噪比将大大降低。采用精密恒流源进行远距离传送对于抑制现场共模信号干扰效果极佳。
，图t所示变送器由二次稳压电路，传感器电源、低漂移前置放大、低通博波器，V/!转换电路四部分构成。前置放大器采用某公司的斩波-自稳零低噪声低漂移运算放犬器ICL7652作为核心，它具有在王作温度范围内输入偏置电压W10/AL时漂w150nV/每月、温漂WlOOnV/XJ等特点，使其成为小信号放大器的优选器件。为抑制共模信号迅放采用差动放大形式。
我们采用有源椭圆函数VCVS低通滤波器，设计其幅频特性是：在25Hz处开始衰廠压以上至少衰诚70dB,并保证,在20Hz以下，最大紋波WODldB。成品板实测幅频特性曲线如图2所示|各种料仓一般都配有电破传动的土下料装置，这些装置耦合到传感器上的工频干扰在这样的通带中可以有效滤除L滤波后的信号经V/I转换电路线性输出4—20mA远传。

3SM4fl型称重显示仪
，SM40型称重显示仪，结构如图1,由CPU系统板：I/O根、显示板开关电源四部分组成；供电对于整个系统的精度、可靠性是至关重要的。面向工业现场我们自行研制了配套的开关电源，输入电压允许ACJ60-264V,并且具有好的隔离性能，避免了由于工业现场电源“不干净”、电网电压波动大而带来的影响。开美电源外屏蔽房与机売地相连，以避免开关电源对答系统板产生电磁干扰。开关电源每路输出进行二次稳压，降低输出波纹对后级的影响。
CPU板是系统的核心，负责处理各种运算、动作。，其上具有锂电池后备的掉电自保护功能的RAM,以便掉电时及时保护各种现场数据。
I/O板完成A/D、D/A、开关量输出、通信四方面功能。为了保护系统的安全性及切断共模干扰回路,都采用光隔形式与CPU系统板联系：A/D及D/A以美国某公司V/FF/V转换芯片AD651为主器件,结合辅助定时/计数电路进行，原理框图F/V特性游线如图1、图3中所示。AD651输出频，率100kHz,非线性误差供为S002%；这种宽范围的线性度与外接单稳电容的稳定性无关,自身保证了高分辨力、高稳定性与最佳转换时间，并且它还具有同步V/F功能。,以上特点使该器件在短时冋内釆集大量高可靠姓的码成为可能，这一点对称重仪表的稳定性、精确性是至关重要的。

IB3V7F4H1肯埃
我们取f&k=2MH2；以20ms作为闸门时间，对fps=500kHzvf数值为10000,即对0-5DCV采样为一万码，分辨力为0。D/V过程中，程序将实际重量归一化为对应计数器的初值，计数器将发出相关的溢出脉冲，此信号通过F/V及V/I电路转换为4〜20mA重量电流输岀。
三、    软件构成
SM40智能称重显示仪除了一般智能仪表所具备的基本处理软件外，具有以下特点。
1实时性、安全性
在系统运行的整个过程中，由最高级时钟中断管理一切，每隔01s中断一次，査看系统各外设是否正常工作，如果不能正常工作仪表报警的同时做相关保护处理，如果仪表m系统因受干扰而死机，该中断管理功能将强制其复位瀰证系统的安金性,这实际为〜级软群“dog"，。该中断还读置许寥软开美，以管理主程序有时序地进行Q/A,A/D,通信,显示等动作；
1数据滤波的可靠性
由于使用了高性能帀/F芯片，在采样周期T内，可以获得较多的码值，，我们将这些数按照FIFO规则排成队列，选择前N个，去掉两个最大的，两个最小的，将其余N-4个值进行平均，作为有簽的重量码显示、输岀。亍以0,18基本单位，可以根据干扰情况由用户进行设置。01s釆样周期为50Hz整数倍，对工频干扰的滤除也是有意义的。
3.在线实时线性校1
在使甫系统前进行株定，将称重满量程按20%划分，录入五点折线校正曲线，供实际称量时及时校正重暈值’
4.上位机通信、远动
在线实府向上位机传递与称重仓状态及仪表状态相关数据，并可接受上位机期望的各设定值。
四、    实用齿用
SM40型高精度智能称重系统易械成拉式或压式多种结枸形式，安装调试方1便，适应性强，已成功地3应用于建林、水泥、化工等行业的工业流程中，主要用作存贮物料、称重计量、定值控制、校正仓、标准秤、配料稗和料位测量控制等环节。
恒重控制系统是其应用校广泛、具有代表性的一个模式，检测质量运动曲线见图5。随着时间增加，加速度逐浙增大检測质量位移X也随之増加。当到达％时、加速度达到。门、此时在静电力作用下触1点迅速闭合。
图S检測康量宅功曲垸
同样，可以求出在其它作用下检测质量运动曲线，并且由此求出有关运动参数。根据这些参数可以进行微加速度开关的优化设计。
五、结束语
采用静电力实现自锁和调整门限值具有结构简单、自锁可靠、导通电阻小的特点。另外，利用差动电容检测技术还可以实现微加速度开关自检。这种开关作为惯性控制开关将是十分理想的。
SM40系统输出重最电流信号给数字调节仪，作为其测量值,与根据工艺需要确定的给定值形成偏差，让偏差趋向于零，是整个控制系统的调节目标，以达到恒重控制的目的。在整个闭环回路里，SM40系统不但是一个重量反馈环节、而且当仓重过载、欠载时输出开关量控制相关执行机构动作，以确保工艺的连续性及系统安全性。
几年来,在多家大中型水泥厂生料仓及煤粉仓的称重控制的使用表明,SM40称重系统综合当量精度优于0.4%。

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