单片机在水泥包装机称重控制器中的应用

# 组袋重数据
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此数据记录来自 "##" 年 7# 月 "# 日 ( 点班，因 在实际罐装中，水泥包装袋存在漏灰现象导致 ) 嘴 袋重相差较大 > 7BC） 。 参考文献：
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包装机控制系统的改造
水泥包装机结构 改造后的包装机结构示意见图 2。
图!
包装机结构
源自文库
提前量， 当闸板全部关闭时， 使袋重刚好为 /#<=。不 过此值在调秤时， 需反复几次调试。
26 : 型称重传感器； "6 叶轮电动机； $6 支撑弹簧板； !6 掉袋电磁铁； /6 压袋装置； 16 活动嘴； 56 活动嘴卡子； (6 插袋检测开关； .6 掉袋位检 测开关； 2#6 旋转包装机； 226 卸包皮带； 2"6 插包位； 2$6 开电动机检 测开关； 2!6 叶轮小料仓； 2/6 闸板控制电磁铁； 216 闸板卡子； 256 罐 装闸板； 2(6 弹簧； 2.6 托包架
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-,(.)/" 单片机在水泥包装机称重控制器中的应用
庾小东
0 冀东水泥股份有限公司， 河北 唐山 中图分类号： ,452/6 2." ； ,725"6 1(2 文献标识码： 8 #1$#$2 3
文章编号： 2##" 9 .(55 0 "##$ 3 #( 9 ##!" 9 #$
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问题的提出
我公司有多台不同厂家生产的水泥包装机，有
掉袋检测 2 的部件 0 .、 2$ 两个检测开关各只有 2 只 3 。 0 3 0 3 开关 . 安装在卸包皮带 22 的上方包装机不旋转 部分，开电动机检测开关 0 2$ 3 安装在包装机机械闸 板位置上方的包装机不旋转部分。整个托包架（2.） 在最上方与固定的称重传感器（2）连接，用弹簧板 （$） 与包装机筒仓连接。 "$ " 包装机的罐装过程 启动包装机旋转电动机， 开始工作。包装工在插 （2"） （1 ） 包位 把水泥包插在活动嘴 上， 插袋检测开关 （(） 把袋已插好信号送给控制器，当包装机旋转到 （2$） 的位置， 机械强制开启闸板， 初始状态不得电的 （21） （2/） ， 通过闸板卡子 锁定罐装闸板 闸板电磁铁 （25） （2$） ， 同时包装机称重控制器检测到 的信号， 开 （" ） 启叶轮电动机 ， 开始罐装。称重控制器采样袋重 （2/） 信号并显示， 当到达袋重目标值时， 控制 得电动 （2(） 作， 罐装闸板在弹簧 的作用下， 迅速关闭闸板， 并同时关闭叶轮电动机停止罐装。当包装机旋转到 （.）位置时，如此时袋重已符合要求，则包装机控制 器接收到掉袋检测开关（.）的信号，使掉袋电磁铁 （!）动作，水泥包在重力作用倾倒在卸包皮带（22） 上， 被运走。 在实际罐装时， 由于物料存在惯性， 因此对于闸 板控制装置按如下方式控制：2）如为两位控制方式 （两位气缸） （!/ ; !.<= 之间） ， 可以选定一目标值 ， 使 闸板关闭一半， 当到达目标值 /#<= 时， 再全部关闭； （电磁铁、 弹簧组合） ， 由于一 "）如只有一位控制方式 次只能全部关闭。此时， 在实践中， 采取的措施是适 （ 当降低目标值 如设定目标值为 !.% 2<=） ，给出一个
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控制器硬件电路的设计
-,(.)/" 单片机是 -,+*> 公司的 ( 位单片机， 内部含有 (< ?@ABC DE+F 其指令、外部接线管脚与 +): 9 /2 系列完全兼容。其控制电路见图 "。
包装机沿圆周分成 ( 个嘴， 每个嘴都有 2 套如图
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庚小东 ) *+’,-.! 单片机在水泥包装机称重控制器中的应用
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行中 2 由于 * 6 7 转换器 +/-!.(# 是 8! 位 的， 转换为十进制数为 " 5 (",1， 运算中左移 8 位，变为 " 5 ’8,!。把皮重值范围设定为 手动调节皮重在 " 5 #"ED2 在第 8 次调秤时， 以后， 只要皮重在 " 5 8"ED 左右 F 只需 8 次 G 。 全部通过运算自动去皮。实践 #"ED 范围内， 过程中，除非机械设备发生重大变形或进行 大修后，才进行一次手动调节外，基本不需 要手动调节。一旦皮重误差范围超标时，所 有罐装动作全部停止，此时操作人员必须处 理。 采样值小于皮重范围值时， 延时 ’"3H， 连 续采样 8" 次， 平均值作为最后的皮重值， 并
图#
程序流程
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抗干扰设计
硬件抗干扰设计
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软件功能的实现
本控制器具备称重显示、自动关闸板、自动掉
8 G 硬件线路板使用 :IJ+</ 软件绘制双面板， 模拟地、数字地严格分开，分别画在 :-K 板的两面， 只在最后一点与电源地相连， 地线尽量宽。 ! G 输入输出全部采用光电耦合器隔离驱动，采 用如图 ( 接线。 需注意的是 !、 . 脚的地不是同一系统 地， (、 . 脚之间的 8"E! 电阻必须接好。 # G 在每一个芯片的 4AA 与 LMC 之间都要焊一只 "$ 8"N 退耦电容。 $% ! 软件抗干扰设计 8 G 软件 >?@ABC&D 方法，利用 ’,-.! 内部计数器
图! 控制电路图
记忆。继续采样，则用采样值减去皮重记忆 值并自动显示为 "。在采样过程中，采用数字滤波的 方法。
通过 +/-01." 两级放大 2 把传感器 34 级电压信 送入 * 6 7 转换器。8! 位串行 号转换成 " 5 .4 电平， * 6 7 转换器 +/-!.(# 采用 (9( 非编码 键盘与 *+’,-.! 的 :!$ " 5 :!$ 0 相连， 使用键盘扫描的方法实现时间常数、 目 标值、皮重范围等参数的设定、产量统 计的显示等功能。开电动机位置信号、 掉袋位信号使用干簧管， 在包装机每嘴 旋转部分各安装 8 块永磁铁。 永磁铁接 近干簧管，干簧管接点闭合，信号经光 隔送入单片机，从而获取 ! 个位置信 息。插袋信号来自活动嘴处的行程开 关。显示驱动芯片 ;-8((,, 连接 ( 只 用于显示罐装过程的袋重 /<7 数码管， 值、 显示产量及各种参数的设定显示。 输出 选用光 电耦合器 (%#! 连 接固态 继电器 !"#=/2 驱动中间继电器， 完成叶轮电动机、 闸 板和掉袋电磁铁的动作。目标值、 皮重范围值存储在 记忆芯片 !(-"8 中，通过键盘可以对存储在 !(-"8 中的袋数累计值进行显示和清零。
袋、 自动清零、 目标值设定、 袋数记忆、 数字滤波、 软 >?@ABC&D 方法等多种功能。 其程序流程如图 # 所示。在插上袋后， 开始采样 皮重值， 比较采样值和记忆芯片 !(-"8 中预存的皮重 范围值，如采样值大于皮重范围值则需通过调零回 路， 手动调节皮重值在皮重范围值的中点。在实际运
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电子秤控制和机械秤控制 " 种方式。在生产使用过 程中， 机械秤原理的先天不足， 直接影响称重的准确 （俗称秤刀子） 性。一是秤杠杆支点 会磨损， 影响杠杆 的灵活性； 二是用于探测杠杆动作的接近开关， 随使 用次数增多， 电参数会发生变化， 且接近开关的寿命 总是有限的； 三是由于接近开关的动作距离， 总是存 在个体的不同， 每次更换时， 调准袋重总是一件麻烦 事。对于电子秤：2 3 有的秤没有很好解决抗干扰问 题， 会出现电子秤死机现象， 需人工复位； " 3 有的秤 没有很好解决每袋都能自动清零问题，皮重会出现 随时间积累， 直接影响袋重， 需每隔一定时间人工重 新整定。正是基于以上秤存在称重不稳、 故障多等缺 点，我们提出在原有机械包装机的基础上，以 -,(.)/" 单片机为核心的电子秤控制方案。
在程序中， 诸如 /012 等跳转指 " . 冗余指令方法， 在 令、 $ 字节指令、 345 指令等前后各加 $ 句 1’6 指令， 没有用的程序存储区，每隔一定距离加入 7 句 89:6 。 ;5<35（;5<35 指向罐装程序的开始位置）
> 编辑
孙卫星 .
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效果
此控制系统使用 " 年来， 效果明显， 故障率低 = 操
水泥 )*+*&,
数据见表 7。
表#
嘴号 次数 7 " $ D I#% " I#% ( I#% ( E !?% ? I#% # I#% J ) I#% ? !?% ? I#% I
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资源。设定时间常数等于包装机的 " 圈旋转时间。在 每个罐装循环中， 插袋后， 开始计数， 掉袋时， 把计数 器清零， 使计数器永远不会大于时间常数。如计数器 大于时间常数， 则说明程序跑飞， 强制把程序指针 -) 置 #。重新开始程序。
L7M 马忠梅， 等 N 单片机 ) 语言的应用 L + M N 北京： 北京航空航天出 北京航 +)O P I7 系列单片机系统配置与接口技术 L + M N 北京： 王福瑞， 等 N 单片机测控系统设计大全 L + M N 北京： 北京航空航
图!
光电耦合器接线示意
版社， 7???N L"M L$M 空航天大学出版社， 7??#N 天大学出版社， 7??(N
作简单， 袋重合格率高 > ??@ A 7##@ . 。 随机抽取 7 组 1111111111111111111111111111111111111111111111111