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稱重系統(tǒng)機(jī)電一體化分析論文
為了能夠更好的滿足市場(chǎng)需求，本文主要是將市場(chǎng)上十分常見的食品包裝機(jī)械定位情況進(jìn)行分析研究，并在此基礎(chǔ)上研究出自動(dòng)稱重系統(tǒng)，該系統(tǒng)當(dāng)中起到主導(dǎo)作用的是機(jī)電一體化技術(shù)，通過對(duì)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行改造，使其實(shí)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(jì)，對(duì)機(jī)械裝置予以完成，進(jìn)而能夠集成檢測(cè)技術(shù)、自動(dòng)控制、信號(hào)處理技術(shù)，微處理器技術(shù)、傳感技術(shù)、機(jī)械設(shè)計(jì)等多個(gè)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(jì)量準(zhǔn)確度使得企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和管理水平有效提升，在稱重系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用了機(jī)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(duì)稱重系統(tǒng)用機(jī)電一體化提升稱重精度的作用和方法。對(duì)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(xiàng)工作是否能夠?qū)崿F(xiàn)；檢測(cè)電路主要是過零點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)交流電過零點(diǎn)；物料移動(dòng)送料工作將雙向晶閘管和電磁振動(dòng)器有效應(yīng)用，能夠保證物料移動(dòng)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(jī)和閘門等予以實(shí)現(xiàn)；利用按鍵、液晶顯示屏等在此過程中對(duì)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(xiàng)業(yè)務(wù)由專業(yè)操作人員將系統(tǒng)啟動(dòng)；其次，對(duì)其所規(guī)定的頻率振動(dòng)情況需要將單片機(jī)應(yīng)用其中，并在此過程中對(duì)電磁振動(dòng)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(duì)于檢測(cè)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(duì)最終結(jié)果予以轉(zhuǎn)變，之后將其輸送到單片機(jī)后，并且在此過程中有效對(duì)其進(jìn)行分離。在數(shù)字濾波之后對(duì)標(biāo)度有效予以轉(zhuǎn)換，在這一時(shí)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(duì)比稱重情況，利用計(jì)算方法有效控制電磁振動(dòng)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(cè)紅外傳感器信號(hào)，成功釋放物料主要是在閘門打開的時(shí)候，自動(dòng)稱重進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)。
2設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件
輪胎式集裝箱門式起重機(jī)的安全設(shè)施方面，設(shè)置超負(fù)荷保護(hù)、柴油機(jī)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(shí)，需要有效對(duì)其進(jìn)行提示并加以防范。2.1電磁振動(dòng)器機(jī)械結(jié)構(gòu)及其工作原理。料槽、電磁鐵、板彈簧、機(jī)座等構(gòu)成電磁振動(dòng)器的機(jī)械結(jié)構(gòu)。通過電磁振動(dòng)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(yùn)動(dòng)。有效調(diào)節(jié)雙向晶閘管的觸發(fā)時(shí)刻t3和t1，以及將移相觸發(fā)應(yīng)用當(dāng)中對(duì)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(yùn)動(dòng)的振幅情況。詳見圖2。2.2過零點(diǎn)檢測(cè)電路。通常情況下對(duì)電路有效進(jìn)行檢查主要是在過零點(diǎn)的時(shí)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(jī)中斷，產(chǎn)生脈沖信號(hào)。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(duì)定時(shí)器的計(jì)數(shù)值進(jìn)行設(shè)置，而這項(xiàng)工作需要在服務(wù)程序中進(jìn)行，并且及時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器。在此過程中如果定時(shí)器的計(jì)數(shù)超過規(guī)定范圍，針對(duì)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(duì)于顯示驅(qū)動(dòng)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(diǎn)。將2560位顯示RAM安裝在顯示驅(qū)動(dòng)器當(dāng)中，具有列驅(qū)動(dòng)口61個(gè)和行驅(qū)動(dòng)口16個(gè)，驅(qū)動(dòng)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(qiáng)度，對(duì)于壓縮力和拉伸力十分易于測(cè)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(shí)具有性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。利用檢測(cè)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?yàn)樵谕饬Φ挠绊懴拢瑥椥泽w逐漸有所變形，表面陰值同樣會(huì)產(chǎn)生變化。在此過程中一旦出現(xiàn)變形情況，陰值也會(huì)有所變形，電壓由測(cè)量電路演變而成，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)外力轉(zhuǎn)換進(jìn)而變成電信號(hào)。電阻應(yīng)變片將一根電阻絲比較機(jī)械化地在有機(jī)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(chǎng)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(hào)；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(duì)于保持平衡而言具有積極意義。
3設(shè)計(jì)系統(tǒng)軟件
3.1主程序流程。當(dāng)系統(tǒng)上電，單片機(jī)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(shí)器1定時(shí)掃描鍵盤，按下掃描鍵，進(jìn)而會(huì)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(dòng)有效系統(tǒng)，逐漸進(jìn)入運(yùn)行系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)振動(dòng)情況時(shí)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(huì)逐漸呈現(xiàn)出暫停狀態(tài)。將信號(hào)在這一時(shí)期有效得以釋放，有效釋放物料，而自動(dòng)恢復(fù)運(yùn)行之后，開始送料。物料槽在此過程中會(huì)出現(xiàn)物料不足狀況，當(dāng)系統(tǒng)逐漸進(jìn)入計(jì)時(shí)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(yùn)行時(shí)，定時(shí)對(duì)參數(shù)予以保存并將其轉(zhuǎn)變，實(shí)時(shí)刷新現(xiàn)狀態(tài)以及各項(xiàng)參數(shù)。3.2模數(shù)轉(zhuǎn)換程序。經(jīng)過長(zhǎng)期深入研究發(fā)現(xiàn)，在啟動(dòng)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(duì)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(shí)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(shí)，逐漸會(huì)轉(zhuǎn)換成SD0=0時(shí)，單次轉(zhuǎn)換與之相同，其具體結(jié)果是使用40個(gè)SCLK清標(biāo)志進(jìn)行。但是針對(duì)這種情況需要注意的是，如果8個(gè)SCLK=0，這時(shí)轉(zhuǎn)換器便不會(huì)發(fā)生任何轉(zhuǎn)換命令而將同一個(gè)CSR對(duì)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(shí)讀取便會(huì)被另一個(gè)結(jié)果所覆蓋。3.3液晶顯示程序。將實(shí)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(dòng)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(dòng)SED1520在系統(tǒng)液晶驅(qū)動(dòng)上，進(jìn)而能夠有效保證初始化并對(duì)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(jì)
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(duì)第一電路進(jìn)行設(shè)計(jì)過程中，首先應(yīng)當(dāng)對(duì)電路進(jìn)行調(diào)理，在此過程中將相關(guān)規(guī)范設(shè)計(jì)作為參考依據(jù)，其次是在保證設(shè)計(jì)要求之后對(duì)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(jī)系統(tǒng)對(duì)A/D采樣所產(chǎn)生的影響；再次在設(shè)計(jì)電磁兼容性過程中，盡可能有效降低電磁振動(dòng)器線圈所能夠產(chǎn)生的電磁對(duì)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(jì)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(jī)、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(jiǎn)單化，通用性等特點(diǎn)，并在此過程中使其盡可能能夠具備定量稱重、自動(dòng)給料等功能，有效擴(kuò)大使用范圍。
參考文獻(xiàn)：
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