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稱重系統(tǒng)機電一體化分析論文
為了能夠更好的滿足市場需求，本文主要是將市場上十分常見的食品包裝機械定位情況進(jìn)行分析研究，并在此基礎(chǔ)上研究出自動稱重系統(tǒng)，該系統(tǒng)當(dāng)中起到主導(dǎo)作用的是機電一體化技術(shù)，通過對機械系統(tǒng)進(jìn)行改造，使其實用功能、便捷性能有所提升，而且該系統(tǒng)在此過程中能夠?qū)浖�、硬件進(jìn)行設(shè)計，對機械裝置予以完成，進(jìn)而能夠集成檢測技術(shù)、自動控制、信號處理技術(shù)，微處理器技術(shù)、傳感技術(shù)、機械設(shè)計等多個方面。
1系統(tǒng)原理
當(dāng)前我國在企業(yè)生產(chǎn)和管理當(dāng)中，為了能夠有效提升計量準(zhǔn)確度使得企業(yè)競爭力和管理水平有效提升，在稱重系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用了機電一體化技術(shù)，使得高稱重系統(tǒng)的精度有所提升。在本次研究中結(jié)合稱重系統(tǒng)控制現(xiàn)狀和稱重方式現(xiàn)狀，對稱重系統(tǒng)用機電一體化提升稱重精度的作用和方法。對物料重量數(shù)據(jù)有效進(jìn)行收集，將A/D轉(zhuǎn)換器以及稱重傳感器有效進(jìn)行應(yīng)用，在一定程度上決定了該項工作是否能夠?qū)崿F(xiàn)；檢測電路主要是過零點進(jìn)行進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)交流電過零點；物料移動送料工作將雙向晶閘管和電磁振動器有效應(yīng)用，能夠保證物料移動送料工作順利完成；物料槽中的重量物料之所以能夠成功釋放主要是依靠閘門電機和閘門等予以實現(xiàn)；利用按鍵、液晶顯示屏等在此過程中對系統(tǒng)有效進(jìn)行觀察和操作。詳見圖1。首先，控制送料速度、規(guī)定稱重值等內(nèi)容并且采用科學(xué)手段進(jìn)行，并在此過程中將此項業(yè)務(wù)由專業(yè)操作人員將系統(tǒng)啟動；其次，對其所規(guī)定的頻率振動情況需要將單片機應(yīng)用其中，并在此過程中對電磁振動器進(jìn)行控制，將物料在經(jīng)歷通道之后將其傳送到物料槽中；再次，對于檢測稱重傳感器而言采用A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行，由數(shù)字形式對最終結(jié)果予以轉(zhuǎn)變，之后將其輸送到單片機后，并且在此過程中有效對其進(jìn)行分離。在數(shù)字濾波之后對標(biāo)度有效予以轉(zhuǎn)換，在這一時期物重可以通過LCD模塊并在此基礎(chǔ)上顯示出來。除此之外，對比稱重情況，利用計算方法有效控制電磁振動器的振幅。在此期間，當(dāng)振幅在滿足規(guī)定之后，將物料輸送予以停止，有效檢測紅外傳感器信號，成功釋放物料主要是在閘門打開的時候，自動稱重進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)。
2設(shè)計系統(tǒng)硬件
輪胎式集裝箱門式起重機的安全設(shè)施方面，設(shè)置超負(fù)荷保護(hù)、柴油機超速保護(hù)、壓力過低的油壓等，一旦遇到事故、故障等情況時，需要有效對其進(jìn)行提示并加以防范。2.1電磁振動器機械結(jié)構(gòu)及其工作原理。料槽、電磁鐵、板彈簧、機座等構(gòu)成電磁振動器的機械結(jié)構(gòu)。通過電磁振動器的銜鐵以及電磁鐵之間的脈沖吸引力F的產(chǎn)生和消失進(jìn)而能夠有效開展往復(fù)運動。有效調(diào)節(jié)雙向晶閘管的觸發(fā)時刻t3和t1，以及將移相觸發(fā)應(yīng)用當(dāng)中對雙向晶閘管的控制角ɑ進(jìn)行調(diào)節(jié)，能夠使得激振線圈中的平均供電電壓逐漸出現(xiàn)轉(zhuǎn)變，在此過程中銜鐵和電磁鐵逐漸的吸引力能夠發(fā)生改變，有效調(diào)節(jié)往復(fù)運動的振幅情況。詳見圖2。2.2過零點檢測電路。通常情況下對電路有效進(jìn)行檢查主要是在過零點的時候。當(dāng)交流電的電壓在有所降低之后利用電壓比較器LM393等進(jìn)行整形。將脈沖予以中斷，但是需要在LNT、INTO輸出過程中進(jìn)行，進(jìn)而能夠在正負(fù)半周期內(nèi)將單片機中斷，產(chǎn)生脈沖信號。在此過程中一旦單片出現(xiàn)中斷情況，需要遵照控制角的需要對定時器的計數(shù)值進(jìn)行設(shè)置，而這項工作需要在服務(wù)程序中進(jìn)行，并且及時啟動定時器。在此過程中如果定時器的計數(shù)超過規(guī)定范圍，針對這種情況需要在雙向晶閘管的門極產(chǎn)生沖脈過程中盡可能將服務(wù)予以中斷，并能夠輕易將導(dǎo)通觸發(fā)。2.3液晶顯示模塊。在本次系統(tǒng)當(dāng)中的液晶顯示器當(dāng)中，對于顯示驅(qū)動器而言將2片SED1520芯片有效應(yīng)用，在此過程中將ACM12232G有效進(jìn)行應(yīng)用。該系統(tǒng)具有易操作、便捷等特點。將2560位顯示RAM安裝在顯示驅(qū)動器當(dāng)中，具有列驅(qū)動口61個和行驅(qū)動口16個，驅(qū)動占空比可以逐漸成為1/16或者是1/32顯示RAM一共是32行，一共4頁，每頁一共8行。2.4稱重傳感器。該系統(tǒng)當(dāng)中，將傳感量程為30kg的稱重傳感器在其中應(yīng)用。四彈性體為彎曲懸臂梁結(jié)構(gòu)，高強度，對于壓縮力和拉伸力十分易于測量；抗側(cè)、抗偏等能力較高，且具備高度精準(zhǔn)性，極易操作，同時具有性能穩(wěn)定等特點。利用檢測電路、彈性體和電阻應(yīng)變片組合成電阻應(yīng)變式稱重傳感器。因為在外力的影響下，彈性體逐漸有所變形，表面陰值同樣會產(chǎn)生變化。在此過程中一旦出現(xiàn)變形情況，陰值也會有所變形，電壓由測量電路演變而成，進(jìn)而實現(xiàn)外力轉(zhuǎn)換進(jìn)而變成電信號。電阻應(yīng)變片將一根電阻絲比較機械化地在有機材料上進(jìn)行分布，進(jìn)而轉(zhuǎn)換成一片應(yīng)變片。就彈性體而言，首先高質(zhì)量應(yīng)變場主要是由彈性體演變而成，在此過程中其和電阻應(yīng)變片轉(zhuǎn)換成電信號；彈性體在一定程度上受到外力影響，進(jìn)而能夠產(chǎn)生外作用力，對于保持平衡而言具有積極意義。
3設(shè)計系統(tǒng)軟件
3.1主程序流程。當(dāng)系統(tǒng)上電，單片機予以完成，初始化各種參數(shù)、外圍芯片之后，進(jìn)入主循環(huán)。在此過程中，由定時器1定時掃描鍵盤，按下掃描鍵，進(jìn)而會顯示出標(biāo)志，在執(zhí)行過程中采用科學(xué)手段予以解決。將啟動有效系統(tǒng)，逐漸進(jìn)入運行系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)振動情況時逐漸將送料、數(shù)字濾波等予以轉(zhuǎn)變，A/D采樣并在此過程中有效進(jìn)行判斷。當(dāng)物料在此過程中一旦達(dá)到設(shè)定值，系統(tǒng)在此過程中會逐漸呈現(xiàn)出暫停狀態(tài)。將信號在這一時期有效得以釋放，有效釋放物料，而自動恢復(fù)運行之后，開始送料。物料槽在此過程中會出現(xiàn)物料不足狀況，當(dāng)系統(tǒng)逐漸進(jìn)入計時開始，逐漸進(jìn)入人工態(tài)，而這一過程中采用人工鍵，進(jìn)而能夠有效解決物料不足的問題。當(dāng)系統(tǒng)在停止運行時，定時對參數(shù)予以保存并將其轉(zhuǎn)變，實時刷新現(xiàn)狀態(tài)以及各項參數(shù)。3.2模數(shù)轉(zhuǎn)換程序。經(jīng)過長期深入研究發(fā)現(xiàn)，在啟動過程中CS5532緩沖大約20s，進(jìn)而能夠有效在初始化之后使得延緩得以停止。另外，不具備電復(fù)位功能主要是CS5532，而對其進(jìn)行初始化能夠有效應(yīng)用人工方式通過ADC串口發(fā)送初始化序列得以完成。首先，技術(shù)人員進(jìn)入命令模式主要是輸入相關(guān)字節(jié)，在此過程中當(dāng)寄存器進(jìn)入RS位進(jìn)行設(shè)置之后系統(tǒng)復(fù)位，技術(shù)人員需要有效科學(xué)、規(guī)范地進(jìn)行設(shè)置電壓和初始化通道，保證在有效校準(zhǔn)之后使得系統(tǒng)發(fā)生轉(zhuǎn)換情況。將實際情況有效與之結(jié)合在一起，單次和連續(xù)兩種轉(zhuǎn)換模式構(gòu)成CS5532，在高精度稱重系統(tǒng)當(dāng)中，連續(xù)模式逐漸得到廣泛應(yīng)用。例如在系統(tǒng)發(fā)生連續(xù)兩次進(jìn)行轉(zhuǎn)換時，逐漸會轉(zhuǎn)換成SD0=0時，單次轉(zhuǎn)換與之相同，其具體結(jié)果是使用40個SCLK清標(biāo)志進(jìn)行。但是針對這種情況需要注意的是，如果8個SCLK=0，這時轉(zhuǎn)換器便不會發(fā)生任何轉(zhuǎn)換命令而將同一個CSR對所選通道繼續(xù)完成轉(zhuǎn)換，如果轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)沒能及時讀取便會被另一個結(jié)果所覆蓋。3.3液晶顯示程序。將實踐情況結(jié)合在一起，該高精度系統(tǒng)采用SED1520將其應(yīng)用在液晶模塊驅(qū)動上，可以將R/W引腳進(jìn)行接地。在此過程中需要注意的是驅(qū)動SED1520在系統(tǒng)液晶驅(qū)動上，進(jìn)而能夠有效保證初始化并對其進(jìn)行復(fù)位、占空比進(jìn)行設(shè)置、顯示開/關(guān)，設(shè)置列地址。
4抗干擾設(shè)計
盡可能保證A/D采樣的準(zhǔn)確性，模塊需要盡可能在采樣過程中保證電路和電磁兼容性，使得擁有較高系統(tǒng)抗干擾情況下有效進(jìn)行采樣。在對第一電路進(jìn)行設(shè)計過程中，首先應(yīng)當(dāng)對電路進(jìn)行調(diào)理，在此過程中將相關(guān)規(guī)范設(shè)計作為參考依據(jù)，其次是在保證設(shè)計要求之后對CS5532的參考電壓和稱重傳感器的供電電壓精準(zhǔn)確定。在此過程中應(yīng)當(dāng)格外重視的是盡可能降低單片機系統(tǒng)對A/D采樣所產(chǎn)生的影響；再次在設(shè)計電磁兼容性過程中，盡可能有效降低電磁振動器線圈所能夠產(chǎn)生的電磁對采樣的精確性的影響，并將其有效應(yīng)用在電磁兼容設(shè)計當(dāng)中。
5結(jié)語
總而言之，在高精度系統(tǒng)當(dāng)中有效將單片機、液晶顯示器、4位轉(zhuǎn)換芯片CS5532等多樣化設(shè)備應(yīng)用其中，盡可能保證其所具備的簡單化，通用性等特點，并在此過程中使其盡可能能夠具備定量稱重、自動給料等功能，有效擴(kuò)大使用范圍。
參考文獻(xiàn)：
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