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数据采集与处理系统在电子皮带秤中的应用

发布时间:2020-12-30 16:46:40 |来源:网络转载

皮带秤的结构简析:单杠杆秤架结构简单,成本低,用于计量精度要求不髙的场合;双杠杆秤架的结构较复杂,成本较高,但计量精度较高,稳定性较好,对安装环境的要求较低;全悬浮式秤架结构的复杂程度介于前两种之间,传感器使用多,计量精度较高,性能较稳定,但安装时对于传感器的平衡受力要求较高,不适于安装在角度过大的场合。
电子皮带秤的数据采集和数据处理是一个复杂的动态过程,其流程如图1所示:

电子皮带秤流程图

主机部分完成对数据的光电隔离、模拟信号的AD转换、脉冲信号的定时计数,然后对数据进行分析、计算、显示结果、报表输出等。其内部数据流程如图2:

电子皮带秤内部数据流程图

在仪表作为主机时,一般使用8051系列的单片机,使用汇编语言编程。现在的单片机已经发展到一个芯片中集成了CPU、存贮器、多路AD、多路计数、DA等,可使用KeilC进行编程,大大缩短了仪表开发的时间,简化了仪表的电路结构,其内核基础是8位的8051(AVR一般为16位为8086),仪表虽然操作不直观、不能实现友好的操作界面,但因其价廉物美、性价比高而得到广泛应用。
在有多台电子皮带秤的场合,如配料控制系统中,用仪表作为主机,则需要相应数量的仪表来计量控制。但这样的系统往往要求设备联动、操作界面友好、大量的数据报表管理等,这时仪表就不容易实现了,而使用计算机则可实现以上功能。
计算机拥有极快的运算能力,可以轻松处理复杂的数据运算,可开发出极其美观的图形、文字界面,直观而友好,显示的信息量大,操作时可做到一步一步的提示,十分简便,可将所有的历史数据存盘,随时供用户査阅、打印、导出、刻录存档。
计算机可通过数据采集卡采集外部的实时信号,针对本系统中的(4-20)mA模拟量信号和脉冲信号,可使用相应的采集卡,然后计算机像读取文件一样定时地去读取这些信号。
模拟量信号采集卡:信号处理流程如图3:

电子皮带秤信号处理流程图

AD转换芯片可采用12位逐次逼近方式的AD574,或直接使用12位8通道AD转换芯片MAX197,计算机只要定时启动相应通道进行AD转换后读取转换结果即可。MAX197芯片的管脚定义如图4:

芯片管脚定义图

以下是一段用VB编写的模拟信号采集函数示例;
PublicFunctionADX(ADPortAsLong)AsLong'模拟信号釆集函数
DimADHAsLong,ADLAsLong'定义变量
勺十算机将要转换的通道数->AD板,控制信号切换开关将相应的模拟信号切入
'延时等待信号稳定
'启动AD转换
'等待AD转换结束信号
ADH=(Input(AD板地址)And&HF)*256'读AD高8位
ADL=Input(AD板地址),读AD低8位
ADX=ADH+ADL,返回此通道的AD值
EndFunction
脉冲信号釆集卡:信号处理流程如图5:

电子皮带秤信号处理流程图

在脉冲信号采集卡中用作计数器的芯片多选用8253,每片8253可对3路脉冲信号进行计数。在使用脉冲数据采集卡时,首先对所有的8253初始化,即将控制字写入8253的寄存器中,定义好每个计数器的工作方式,然后计算机只须定时地读取相应通道的计数结果即可。8253芯片的管脚定义及控制字说明如图6:

芯片管脚定义及控制字说明图

计算机采集了所有通道的模拟量信号和脉冲量信号后,对信号进行处理得出流量,算岀产量,并可将它们都直观地显示出来,还可利用计算机的图形处理能力强的优点,制作生动形象的动画来模拟各台秤的运行情况,尽情发挥设计者的想象,制作出个性、友好的工作界面。
结束语:计算机用于多台电子皮带秤系统的计量控制,可以发挥计算机的优势,使皮带秤计量控制系统的性能上一个台阶。

 

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