DOC《新型分布式电子皮带秤的设计》

595、74HC165芯片用作系统信号的串联至并联或并联至串联的转换.L7805CV、L7818CV、L7808CV分别为5V、18V、8V正电压稳压芯片.16位A/D模数转换芯片AD7705用作称重信号的A/D转换.D/A转换芯片TLV5638和集成电压电流转换芯片AD694JN构成4-20 mA模拟信号输出电路.精密低功耗仪表放大芯片INA128P作为前置放大器电路的主要芯片,用于每路称重传感器信号的放大,该芯片配置mV信号精密放大线路,线路内部稳压,恒流供桥、电压电流转换,阻抗适配,线性补偿,温度补偿等.光电耦合芯片PC827用于数字量信号隔离.光电耦合芯片PC827将测速传感器与ATmega128单片机相连,当测速传感器发出脉冲信号后,单片机响应外部中断信号,利用定时器和计数器计算出脉冲频率,得到皮带运行速度.最后,由CPU将重量数据和速度数据经数学模型计算得到物料流量数据. (2)主机箱及面板的设计 主机箱外形如图3所示,为铝合金一次成型箱体,具有防水、便于散热等功能,安装为壁挂式,门式开闭.操作面板选用高强度PVC材料,提供4X2薄膜键盘,按键标记为:F

1、F

2、F

3、F

4、、、?、S.提供LCD2004液晶显示屏和LED指示透明薄膜窗口.外设一个电源开关和3个防水过线头. 图3 主机外形图 Fig.3 Host outline drawing

4 系统软件功能设计 利用AVR Studio集成开发环境对ATmega128芯片进行软件编程开发,分布式电子皮带秤软件系统的功能模块主要有:(1)系统初始化及主程序模块.各接口部分的状态参数设定、巡检控制和数据接收的通讯控制等;

(2)数据采集及预处理模块.AD初始化程序、信号AD采样、软件滤波及数据预处理、存储和传送等;

(3)皮带秤零点设定模块.确定零点电子皮带秤毛重量;

(4)皮带秤流量系数设定模块.对流量系数KQ校正;

(5)实时数据显示模块模块.记录现场数据的详细信息 ;

(6)历史数据查询模块模块.记录历史数据的情况,为内部管理和财务核算提供有力依据;

(7)力传感器信号设定.当力传感器出现较大误差时,可及时对A/D 或D/A 项进行校正;

(8)皮带秤量程设定模块.设置物料流量的上限、下限;

(9)设备定时设定模块.确定皮带秤的运行时间;

(10)报警参数设定模块.当超出量程范围时,皮带秤将自动限制在量程上、下限之间;

(11)参数备份和恢复模块.提高系统的安全性和可靠性. 整个软件系统提供数据采集、分析和处理等功能,可以通过调整皮带秤参数来适应不同的环境和对象.用户操作界面模块提供方便友好的菜单界面,方便管理人员经行交互式操作,菜单栏选项见表1.工作人员可对历史数据进行查看、修改、删除和设置,各功能参数详情见表2. 表1 分布式电子皮带秤的功能菜单 Table.1 Function menu of distributed electronic belt?scale 菜单说明Set Alarm 设定上、下限报警值 Calib A/D_D/A 标定2个力传感器的输入信号和皮带秤的输出电流 Set Date_Time 设置日期、时间 Set Work mode 设置每班工作时间、每班的开始时间 Calib N0 校零,校正在空皮带状态下的N0 Calib KV 设定皮带速度、速度系数 Set Eng_Units 设置测量物料流量的上下限 Calib KQ 校正流量系数,校正在有物料(或链码)状态下的KQ BACK_Restore 参数数据备份或恢复 Clr HisData 清除历史数据 表2 分布式电子皮带秤主要功能参数 Table.2 Major functional parameter of distributed electronic belt?scale 功能参数 功能说明 V 当前的瞬时皮带速度 Q 当前的瞬时物料流量 QH 当前每小时内的物料累计数据 QC 当前班的物料累计数据 QD 当天的物料累计数据 QT 总累计数据 KV 速度系数 VCN 实速与恒速选择 VS 当前皮带速度 Vr 设定的正常皮带速度,用于恒速计 算和测速故障判断用,以及在采用 流量对比法标定流量系数时计算用. NV 每秒钟测速器输出的脉冲数 N[x] x号通道实时采样值 Wd[x] x号通道显示的重量 Wr[x] x号通道实际重量 K[x] x号通道重量系数 C_N[x] x号通道校零 C_K[x] x号通道校重量系数