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1、广州南创自动称重配料限制系统1、 什么是自动称重配料限制系统？ 自动称重配料限制系统在茶叶、药品、味精、白糖等颗粒状产品的包装现场，须要精确、操作简便的称重装置和快速、牢靠的给料机构。可利用单片机限制技术设计自动自动称重配料限制系统，实现物料的实时称重与定量输送，从而克服传统机械称重设备精度低、操作困难、需人工送料等缺点，对提高产品整体的包装效率起到关键性作用。本文介绍了基于Crystal公司的高精度24位串行A/D转换CS5532的自动自动称重配料限制系统设计。协作电磁振动器构成的振动传送机构，以及点阵型液晶显示模块，可达到简便易用、自动定量的目的。广州南创自动称重配料限制系统有限公司在过程
2、称重配料、物位测量、测力检测分析三大类仪器仪表以及相关成套传感器工控系统、工业设备的开发生产销售、技术服务上通过专业、精准的称重配料，运用户提高了产品质量，配料限制系统所具备的强大的生产数据统计功能，为用户生产的科学管理供应了强有力的保证。产品遍及冶金、钢铁，煤炭，化工、建材、食品、石油、橡塑、有色、能源、环保、物流、粮油饲料、矿业、铁路、煤矿、港口、试验室、建筑、道路施工、装配制造业等众多工业领域广泛应用。主要工程涉及：油库SCADA限制、环保自动化、化工自动化、称重配料，WMS（仓库管理）、立体仓库、输送线分拣跟踪、工厂生产线自动化、上位机信息管理等多个方面。迄今为止，南创自动化承揽的各种
3、限制系统已投入运行的有上百套之多，赢得了客户的普遍赞誉。 广州南创自动称重配料限制系统有限公司主要为电力、煤炭、冶金、钢铁、建材、化工等行业供应称重、检测与自动化限制等相关产品、技术服务以及系统，并供应方案、评估与技术改造。通过了解、汲取、传播世界先进的称重，检测，自动化限制技术，为促进测量与自动称重配料限制系统领域的进步架桥铺路。1 自动称重配料限制系统八大优势：广州南创称重配料限制系统具有成熟的行业应用，工控自动化系统简洁的现场操作，以及称重系统工程不同的原料的储存、输送、称重配料、除尘、物料混合、包装灌装等多种设备具有敏捷的配料形式，再加上便利的远程监控和强大的生产数据统计功能。广州南创
4、自动称重配料限制系统拥有有世界一流品牌进口称重传感器、仪器仪表、称重系统工程、自动限制及上位机软件专业代理，因此相对于采纳国外自控元件来进行系统集成具有投资少，维护便利，升级与功能扩展特别敏捷的优势，加之一贯坚持牢靠性原则，与遍布中国的服务网点使客户得到刚好的服务，因而受到客户们的欢迎。 广州南创称重系统工程特殊在称重配料限制系统可针对不同的原料的储存、输送、称重配料、除尘、物料混合、包装灌装等多种设备，涉及粉状、粒状、块状、片状及液体等多种物料;为用户生产的科学管理供应了保证。按用户工艺要求设计制造。 广州南创自动称重配料限制系统有限公司经过多年的工程与技术积累，在多个行业都取得了骄人的成果
5、，积累了丰富的开发阅历和集成阅历。拥有一支多学科的专业优秀的技术研发队伍，坚持走自主创新，采纳信息化管理系统进行经营管理。公司始终留意对自动称重配料限制系统人才队伍的培育，在专业、敬业、团队的企业文化下，培育出了一支锐意进取的自动称重配料限制系统技术精英团队，专业面涉及自动化硬件、软件、网络通信、总线系统、PLC编程、电气限制、仪器仪表、伺服限制等多个工业领域。为用户供应工业自动化限制系统整体方案设计、自动称重配料限制系统集成、工程实施、自动称重配料限制系统设备选型与选购、安装调试、技术支持及培训等一体化服务。我们始终是与员工、与客户共同发展，以推动民族产业发展、提高传统产业自动化水平为己任，
6、主动开展与国际同行的合作与沟通，为企业走向国际化打下良好的基础。同时也主动回报社会，在一些院校开展助奖学金活动，先后被多家集团公司评为优秀供应商优秀合作伙伴最佳服务供应商，并被广东省工商行政部门评为自动称重配料限制系统优秀守信誉重合同诚信企业诚信AAA级企业”。 1 自动称重配料限制系统系统原理 系统原理框图如图1所示。称重传感器和A/D转换器，负责采集物料重量的实时数据；双向晶闸管和电磁振动器，为物料的移动送料供应动力；过零点检测电路负责检测沟通电的过零点，为晶闸管的触发供应同步点；LCD液晶显示和按键可便利用户的操作与视察；闸门电机和闸门，用于释放在物料槽中达到设定重量的物料。 首先，操作
7、者设置称重定值、送料速度等，并启动系统。接着，电磁振动器在单片机的限制下做规律性振动，把物料从给料通道送往物料槽。与此同时，A/D转换器不断地检测称重传感器的输出，转换成数字量，并传送给单片机处理。经过数字滤波、标度变换后，一方面在LCD模块显示出瞬时物重，另一方面进行称重比较推断，依据肯定算法限制电磁振动器的振幅。当达到设定值时，停止送料，并检测红外传感器的信号，打开闸门释放物料，从而实现自动称重。 2 自动称重配料限制系统硬件设计 自动称重配料限制系统传感器与数据采集 本系统采纳的传感器为台湾Mavin公司的高精度NBA系列铝合金单点式称重传感器，为电阻应变式传感器。依据电阻应变式传感器的
8、原理，四片应变片构成全桥桥路，在电桥供电端施加恒定的直流电压，则电桥输出端的电压将与其上所承受的压力成正比，由此可依据输出电压的不同来测量重量。 自动称重配料限制系统传感器量程为3 kg，灵敏度为2 mV/V，精度为002%FS。当采纳5 V电源供电时，满量程输出为10mV，最小辨别力为2V。为采集如此微弱的信号，需设计好信号调理电路，并且对A/D转换器提出严格的要求。图2为称重传感器与CS5532的接口电路。传感器的输出信号经过滤波电路，消退信号中的串模、共模干扰以及高频干扰信号后进入A/D转换器。 为了满意小信号测量精度要求，在ADC方面本系统采纳的A/D转换器CS5532为Crystal
9、公司的高精度24位串行A/D转换器。它是高集成度的-模/数转换器，由于运用了电荷平衡技术，其性能可以达到24位。该系列ADC特别适合测量称重仪表、自动称重配料限制系统过程限制、科学和医疗等应用领域的单/双极性小信号。 芯片内部有一个极低噪声的斩波稳定仪表放大器，其增益可选择为2n(n=O6)，扩大了信号输入范围，允许小信号的输入，提高了系统的动态特性。其在50 Hz的共模抑制比典型值可达120 dB，这对从高共模电压中检测出微弱的差分电压信号是特别有利的。内部还有一个4阶的一调制器，其后跟随一个数字滤波器，能供应10种可供选择的输出字速率。ADC内部还有一个与SPI兼容的三线串行接口。另外，利
10、用CS5532内部的校准系统(包括自校准和系统校准)，可设置ADC传递函数的零点以及增益斜率，从而消退自动称重配料限制系统通道的失调和增益误差。 22 电磁振动器机械结构与工作原理 如图3所示，自动称重配料限制系统电磁振动器的机械结构主要包括衔铁、电磁铁及线圈、板弹簧、给料槽以及机座等部分。给料槽的往复运动是依靠电磁振动器的电磁铁和衔铁之间的脉冲吸引力F的产生与消逝实现的。 如图4所示，自动称重配料限制系统通过移相触发的方式调整双向晶闸管的限制角，即调整双向晶闸管的触发时刻t1和t2，可变更激振线圈中的平均供电电压，进而变更电磁铁和衔铁之间吸引力F的大小，从而调整给料槽往复运动的振幅。 23
11、过零点检测电路 为了实现移相触发限制，设计了过零点检测电路。如图5所示，经降压后的沟通电经过电压比较器LM393，以及光耦合器TLP521的隔离、反相器74HCl4D的整形后，在INTO、INT1分别输出用于单片机外中断O、1的脉冲信号。这样，在沟通电每一周期的正负半周期，都可以产生脉冲信号以引起单片机的外中断。单片机进入中断后，在服务程序中依据限制角的须要设定定时器的计数值，并马上启动定时器。定时器计数溢出中断后，将在其中断服务中对双向晶闸管的门极施加触发脉冲，触发其导通。 24 液晶显示模块 本系统采纳ACM一12232G作为液晶显示模块，由2片SED1520芯片作为显示驱动器。SED15
12、20显示驱动器是一种点阵图形式液晶驱动器，可与8位单片机干脆相连，运用便利。SED1520内置2 560位显示RAM，具有16个行驱动口和61个列驱动口，驱动占空比可为1/16或1/32。显示RAM共32行，分为4页，每页8行。 3 自动称重配料限制系统软件设计 31 主程序流程 当按键启动系统后，系统进入运行态。系统起先进行振动送料、A/D采样、数字滤波、标度变换以及比较推断等工作。当物料达到设定值SV时，系统进入暂停态。此刻等待释放信号(如红外传感器开关信号)，释放物料后，系统自动进入运行态，接着送料。当由于物料槽中物料不足、系统计时到后，进入人工态，此刻需人工按键释放不足物料。当系统处于
13、停止态时，需定时地保存变更的参数。LCD实时刷新当前的状态和各项参数。 32 CS5532模/数转换程序 CS5532在启动时有20 ms的延迟，所以要在其启动20 ms后再对其进行初始化。CS5532没有加电复位功能，首先须要人工通过ADC串口发送初始化序列，即15个SYNCl(0xFF)吩咐字节和1个SYNCO(0xFE)吩咐字节，使ADC串口进入吩咐模式；接着通过设置配置寄存器的RS位，实现系统复位。系统复位后，需配置电压参考模式VRS位，初始化通道设置寄存器(CSR)，设置是否进行校准。完成以上工作后，即可进行转换。CS5532初始化过程如图7所示。 CS5532有单次转换和连续转换2
14、种模式。本系统A/D转换采纳连续模式。一旦发送连续转换吩咐后，当转换完成SDO=O时，与单次转换相同，须要采纳40个SCLK清标记和读结果，但是当前8个SCLK为0时，转换器将在此转换模式下用同一个CSR对所选通道接着执行转换，而不必再次发送转换吩咐。同时，该模式下的转换结果可以不去读取，没有读出的转换结果将被新的转换结果取代。欲退出该模式，只要使前8个SCLK为1，并读最终一次转换结果。 正如前面所述，CS5532有多种输出字速率和放大增益可供选择。不同的字速率与增益的结合，将导致其RMS噪声、无噪声辨别率以及内部数字滤波器特性的差异。应依据实际状况选择合适的组合。本系统中，CS5532对通
15、道1进行A/D转换。选择连续转换的方式，增益设置为32，并设置配置寄存器中的FRS位为l，使得字速率和相应滤波特性乘以系数5/6，选择字速率为50Hz，利于除去工频干扰。 33 液晶显示程序 对液晶模块的驱动事实上就是对其限制芯片SED1520的读/写操作。SED1520可读可写，但本系统中只用到写吩咐，所以干脆把R/W引脚接地。SEDl520共有13种指令，包括初始化时须要用到的复位、占空比设置、显示开/关，以及常用的设置列地址、设置页地址、写数据等。液晶显示的程序流程如图8所示。 4 自动称重配料限制系统抗干扰设计 为了保证A/D采样的精确性，系统抗干扰性设计方面须要留意A/D采样模块的电
16、路设计以及电磁兼容性设计。在电路设计方面，除了设计好信号调理电路，还须要留意CS5532的参考电压以及称重传感器的供电电压的稳定性。电压的稳定性干脆影响着A/D测量值的精确性。本系统采纳单独一套5 V电源供应CS5532以及西称重传感器，同时CS5532的参考电压由LM33625输出供应稳定的25 V；而CS5532与单片机之间的通信用光耦合器进行隔离，进一步消退单片机系统对采样模块的影响。 在电磁兼容性方面，系统在运行期间，考虑到电磁振动器线圈产生的电磁场会对A/D采样有影响，应给A/D采样模块增加屏蔽体以进行磁场屏蔽。磁场屏蔽是指抑制噪声源和敏感设备之间由于磁场耦合所产生的干扰。磁场屏蔽是把磁力线封闭在屏蔽体内，从而阻挡内部磁场向外扩散或外界磁
