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              多功能称重配料仪表设计与应用

              发布时间:2019-08-22 09:34:29 |来源:中国知网

              1 引   言

              随着现代建筑业对混凝土质量的要求不断提高 ,老式搅拌站已经无法满足工程要求 ,所以在国内市场上出现很多混凝土搅拌站生产厂家 ,搅拌站的种类也各种各样。在混凝土生产过程中 ,物料的计量精度是保证混凝土质量的关键 ,在各种计量方式中 ,采用仪表作为独立的计量设备是广为采用的办法。 由于混凝土的生产环境比较恶劣 ,所以在设计配料仪表时必须针对环境的特殊性 ,才能使仪表有实用价值。 另外 ,仪表和大功率的动力设备直接使用相同的电源 ,电源的干扰很大 ,所以仪表应能有较强的抗干扰能力。为了提高配料精度 ,采用高精度的 A / D 转换芯片是必须的。 多功能称重配料显示仪表内部主要包含以下 6大部分: 单片机控制电路、 RS232通讯电路、模数转换电路、输入输出电路、电源电路和键盘显示电路。

               

              多功能称重配料仪表以微机作为控制系统的核心 ,可以保证系统在高效、快速的情况下工作 ,精度高 ,稳定性 好 ,由于其 内部含 有可编 程的信 号放大 器AD 7710,所以可以直接和重量传感器连接 ,简化外围电路 ,成本低。称重配料仪表在混凝土搅拌站中将发挥重要作用 ,应用前景广泛。

               

              2  称重配料仪表的构成及功能

              2. 1  称重配料仪表的功能

              该仪表的功能是用来实现对混凝土进行自动配料。通过程序控制相应阀门使一种物料落入称重盘 ,传感器将相应的压力信号送至 AD 7710芯片 ,经模数转换后 ,由 8279芯片控制显示电路显示相应数值 ,当该种物料的重量与程序预设的值相符时 (要考虑空中落差 ),开始下一种物料的配比。 在配料过程中采用累加计量的方法 ,当 4种物料配比达到要求后就可以放入搅拌机进行搅拌。

              2. 2  主要技术指标

              ( 1)电源: 220V AC 50H z ;

               ( 2)湿度: 90%湿度 (无凝结 );

              ( 3)显示范围: 12位 ( 6位重 量、 6 位配方 );

              ( 4)工作温度: - 10℃~ 40℃; ( 5)灵敏度: 0~ 30mV;

              1. 显示分度: 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200;
              2. 采样速度: 200次 /s; ( 8)接口: 输入电压小于 24V,开关量输出电流小于 500mA;
              3. 最大量程: 60000; ( 10)传感器输出为 20 mV

              2. 3  工作示意图

              称重配料仪表工作示意图如图 1所示。

               

              3  称重配料仪表的硬件电路设计

              应用 M CS-51设计一个多功能、多用途的称量配料显示仪表。在单片机控制电路中 ,通过 AT 89 C 52完成对各部分的实时控制 , X5045芯片用于实现对系统电源监视同时提供看门狗定时器功能 ,其外部复位电路为整个系统提供上电复位操作;通过控制 8279的相应引脚 ,完成键盘扫描、信息显示;同时为了提升系统的存储空间 ,扩展了外部 RAM 和 ROM 。 在模数转换电路中 ,由电阻应变式传感器传来的信号经 AD 7710芯片完成模数转换 ,在硬件设计过程中要注意该部分使用独立的+ 5V电源 ,相应引脚连接要注意去耦问题。 在通讯电路中 ,利用 M AX232完成单片机与外设的通讯连接 ,该芯片使用单一+ 5V 电源供电 ,完成RS232电平与 TTL电平的转换 ,这是整个通讯部分的核心 ,同时要采用光电隔离装置实现对干扰信号的隔离。 在电源电路中 ,根据 系统设计需要 ,将有效值220 V , 50 Hz 交流电经变压器降压以及整流、滤波和稳压操作提供 3个独立的直流电源 ,实现对各电路的驱动。 设 计 中利 用 74 HC 574 和 74 HC 245 芯 片 控 制ULN2003和 TLP521完成输入输出操作 ,键盘部分采用 2× 3键盘矩阵 ,显示部分采用共阳极接法 ,配合8279实现按键功能及信息显示。称重配料仪表的硬件电路原理框图如图 2所示。

               

              4称重配料仪表的软件电路设计

              本系统软件主要完成模数转换、键盘操作、自动配料、 LED 显示等功能。系统软件主要由主程序、键盘控制子程序、模数转换子程序、自动配料子程序、标定 (比例关系 )子程序 (在按键分析子程序中 )、参数设置子程序 (在按键分析子程序中 )等组成。 主程序流程图如图3所示。

              其中 , 1号任务为 8279显示区数据刷新 ; 2号任务为对 AD7710写控制字; 3号任务为显示电压信号值 ; 4号任务为读 AD 7710子程序 ; 5号任务为 A / D数值处理 ; 6号任务为按键分析子程序。

               

              5 结   论

              通过对所设计的多功能、多用途的称重配料显示仪表进行试验测试和实际应用分析 ,得到如下几点结论:

              ( 1)采用 AD 公司的 24位 A / D 转换芯片 ,转换速度快 ,精度高 ,稳定性好 ,由于其内部含有可编程的信号放大器 ,所以可以直接和重量传感器连接 ,简化外围电路。

              ( 2)实现了 RS232接口与 PC机之间的通讯 ,构成了可以完成自动配料功能的配料仪表。

              ( 3)通过软件设计 ,加强了配料精度的控制 ,实现了故障自动报警、信息自动保存、多种配料控制方式等功能。

              ( 4)该称重配料仪表能实现 4种原料 (根据需要可调节 )的累加计量功能。

              作者:陈德增

               摘于中国知网,如有侵权请联系删除

               

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