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称重系统机电一体化分析

为了能够更好的满足市场需求,本文主要是将市场上十分常见的食品包装机械定位情况进行分析研究,并在此基础上研究出自动称重系统,该系统当中起到主导作用的是机电一体化技术,通过对机械系统进行改造,使其实用功能、便捷性能有所提升,而且该系统在此过程中能够对软件、硬件进行设计,对机械装置予以完成,进而能够集成检测技术、自动控制、信号处理技术,微处理器技术、传感技术、机械设计等多个方面。

1系统原理

当前我国在企业生产和管理当中,为了能够有效提升计量准确度使得企业竞争力和管理水平有效提升,在称重系统当中应用了机电一体化技术,使得高称重系统的精度有所提升。在本次研究中结合称重系统控制现状和称重方式现状,对称重系统用机电一体化提升称重精度的作用和方法。对物料重量数据有效进行收集,将A/D转换器以及称重传感器有效进行应用,在一定程度上决定了该项工作是否能够实现;检测电路主要是过零点进行进而能够实现交流电过零点;物料移动送料工作将双向晶闸管和电磁振动器有效应用,能够保证物料移动送料工作顺利完成;物料槽中的重量物料之所以能够成功释放主要是依靠闸门电机和闸门等予以实现;利用按键、液晶显示屏等在此过程中对系统有效进行观察和操作。详见图1。首先,控制送料速度、规定称重值等内容并且采用科学手段进行,并在此过程中将此项业务由专业操作人员将系统启动;其次,对其所规定的频率振动情况需要将单片机应用其中,并在此过程中对电磁振动器进行控制,将物料在经历通道之后将其传送到物料槽中;再次,对于检测称重传感器而言采用A/D转换器进行,由数字形式对最终结果予以转变,之后将其输送到单片机后,并且在此过程中有效对其进行分离。在数字滤波之后对标度有效予以转换,在这一时期物重可以通过LCD模块并在此基础上显示出来。除此之外,对比称重情况,利用计算方法有效控制电磁振动器的振幅。在此期间,当振幅在满足规定之后,将物料输送予以停止,有效检测红外传感器信号,成功释放物料主要是在闸门打开的时候,自动称重进而能够实现。

2设计系统硬件

轮胎式集装箱门式起重机的安全设施方面,设置超负荷保护、柴油机超速保护、压力过低的油压等,一旦遇到事故、故障等情况时,需要有效对其进行提示并加以防范。2.1电磁振动器机械结构及其工作原理。料槽、电磁铁、板弹簧、机座等构成电磁振动器的机械结构。通过电磁振动器的衔铁以及电磁铁之间的脉冲吸引力F的产生和消失进而能够有效开展往复运动。有效调节双向晶闸管的触发时刻t3和t1,以及将移相触发应用当中对双向晶闸管的控制角ɑ进行调节,能够使得激振线圈中的平均供电电压逐渐出现转变,在此过程中衔铁和电磁铁逐渐的吸引力能够发生改变,有效调节往复运动的振幅情况。详见图2。2.2过零点检测电路。通常情况下对电路有效进行检查主要是在过零点的时候。当交流电的电压在有所降低之后利用电压比较器LM393等进行整形。将脉冲予以中断,但是需要在LNT、INTO输出过程中进行,进而能够在正负半周期内将单片机中断,产生脉冲信号。在此过程中一旦单片出现中断情况,需要遵照控制角的需要对定时器的计数值进行设置,而这项工作需要在服务程序中进行,并且及时启动定时器。在此过程中如果定时器的计数超过规定范围,针对这种情况需要在双向晶闸管的门极产生冲脉过程中尽可能将服务予以中断,并能够轻易将导通触发。2.3液晶显示模块。在本次系统当中的液晶显示器当中,对于显示驱动器而言将2片SED1520芯片有效应用,在此过程中将ACM12232G有效进行应用。该系统具有易操作、便捷等特点。将2560位显示RAM安装在显示驱动器当中,具有列驱动口61个和行驱动口16个,驱动占空比可以逐渐成为1/16或者是1/32显示RAM一共是32行,一共4页,每页一共8行。2.4称重传感器。该系统当中,将传感量程为30kg的称重传感器在其中应用。四弹性体为弯曲悬臂梁结构,高强度,对于压缩力和拉伸力十分易于测量;抗侧、抗偏等能力较高,且具备高度精准性,极易操作,同时具有性能稳定等特点。利用检测电路、弹性体和电阻应变片组合成电阻应变式称重传感器。因为在外力的影响下,弹性体逐渐有所变形,表面阴值同样会产生变化。在此过程中一旦出现变形情况,阴值也会有所变形,电压由测量电路演变而成,进而实现外力转换进而变成电信号。电阻应变片将一根电阻丝比较机械化地在有机材料上进行分布,进而转换成一片应变片。就弹性体而言,首先高质量应变场主要是由弹性体演变而成,在此过程中其和电阻应变片转换成电信号;弹性体在一定程度上受到外力影响,进而能够产生外作用力,对于保持平衡而言具有积极意义。

3设计系统软件

3.1主程序流程。当系统上电,单片机予以完成,初始化各种参数、外围芯片之后,进入主循环。在此过程中,由定时器1定时扫描键盘,按下扫描键,进而会显示出标志,在执行过程中采用科学手段予以解决。将启动有效系统,逐渐进入运行系统。当系统出现振动情况时逐渐将送料、数字滤波等予以转变,A/D采样并在此过程中有效进行判断。当物料在此过程中一旦达到设定值,系统在此过程中会逐渐呈现出暂停状态。将信号在这一时期有效得以释放,有效释放物料,而自动恢复运行之后,开始送料。物料槽在此过程中会出现物料不足状况,当系统逐渐进入计时开始,逐渐进入人工态,而这一过程中采用人工键,进而能够有效解决物料不足的问题。当系统在停止运行时,定时对参数予以保存并将其转变,实时刷新现状态以及各项参数。3.2模数转换程序。经过长期深入研究发现,在启动过程中CS5532缓冲大约20s,进而能够有效在初始化之后使得延缓得以停止。另外,不具备电复位功能主要是CS5532,而对其进行初始化能够有效应用人工方式通过ADC串口发送初始化序列得以完成。首先,技术人员进入命令模式主要是输入相关字节,在此过程中当寄存器进入RS位进行设置之后系统复位,技术人员需要有效科学、规范地进行设置电压和初始化通道,保证在有效校准之后使得系统发生转换情况。将实际情况有效与之结合在一起,单次和连续两种转换模式构成CS5532,在高精度称重系统当中,连续模式逐渐得到广泛应用。例如在系统发生连续两次进行转换时,逐渐会转换成SD0=0时,单次转换与之相同,其具体结果是使用40个SCLK清标志进行。但是针对这种情况需要注意的是,如果8个SCLK=0,这时转换器便不会发生任何转换命令而将同一个CSR对所选通道继续完成转换,如果转换结构没能及时读取便会被另一个结果所覆盖。3.3液晶显示程序。将实践情况结合在一起,该高精度系统采用SED1520将其应用在液晶模块驱动上,可以将R/W引脚进行接地。在此过程中需要注意的是驱动SED1520在系统液晶驱动上,进而能够有效保证初始化并对其进行复位、占空比进行设置、显示开/关,设置列地址。

4抗干扰设计

尽可能保证A/D采样的准确性,模块需要尽可能在采样过程中保证电路和电磁兼容性,使得拥有较高系统抗干扰情况下有效进行采样。在对第一电路进行设计过程中,首先应当对电路进行调理,在此过程中将相关规范设计作为参考依据,其次是在保证设计要求之后对CS5532的参考电压和称重传感器的供电电压精准确定。在此过程中应当格外重视的是尽可能降低单片机系统对A/D采样所产生的影响;再次在设计电磁兼容性过程中,尽可能有效降低电磁振动器线圈所能够产生的电磁对采样的精确性的影响,并将其有效应用在电磁兼容设计当中。

5结语

总而言之,在高精度系统当中有效将单片机、液晶显示器、4位转换芯片CS5532等多样化设备应用其中,尽可能保证其所具备的简单化,通用性等特点,并在此过程中使其尽可能能够具备定量称重、自动给料等功能,有效扩大使用范围。

参考文献:

[1]张宇.基于PLC机电一体化技术在数控机床中的应用研究[J].南方农机,2017,(23):100-101.

[2]王智,杜家胜.浅谈当今机电一体化存在的问题及解决方法[J].工业,2016,(10):00215.

[3]俞佳伟,罗峰.基于高精度定位系统的轨迹跟踪算法研究[J].机电一体化,2016,(10):3-7.

作者:郭志冬 单位:三门峡职业技术学院

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