0引言
组合秤控制系统是伴随着工业自动化的不断发展而兴起的一种广泛应用于商品流通领域和食品包装企业的电子衡器。由于采用组合式计量的称重方法，成功地解决了普通电子称重系统精度高、时速慢的矛盾，达到称重既快又准的目的，尤其是计量不规则形状的物料如高级糖果、膨化食品时，它的优越性更为显著，因此组合称重技术以其高精度、高速度代表了当今称重技术的最高水平及发展方向。但在我国其发展较慢，由于它的价位高而不能被普遍接受，因此迫切需要大量的廉价的组合秤来滿足包装计量行业的发展需要。
1组合秤控制系统的工作原理
首先物料由物料输送机送到贮料斗，然后主振机开始振动把物料从贮料斗排出，从中调整贮料斗的高度以调节物料下落的速度。物料从贮料斗出来后均匀进入各线振盘，进入进料斗并贮存起来。当称重斗完成上一次称重并清空后，进料斗的门打开，此时物料进入称重斗进行称重，称重斗配有称重传感器和卸料门。称重传感器测出称重斗中物料的重量后以电信号的形式送入微机，由计算机进行筛选组合，则系统根据设定的参数值进行组合计算，便获得满足产品目标重量范围内的最佳组合结果。如果有N个料斗，则有2,—1种可能的组合模式，通常仅用部分组合，系统使用组合数的多少与每次组合用几份分量有关。系统对选中的称重斗作标记，如果某几个称重斗被选中，则微机会发出命令使其料斗门开启并排出物料，则该物料被集中放到集料斗中，再输送给包装机进行包装。如果某些称重斗未被选中，则该物料保留，在下一个工作循环时微机对未选中而仍在继续喂料的称重斗直接参与计算，如此循环，直到人为停止。如果某几个称重斗在多次组合中未被选中，则该料斗被强迫选中一次，在含该料斗的组合中选择最佳组合，并对卸掉该物料的传感器自动清零
2组合秤系统中每一称重控制单元的硬件设计
2.1MSC1210单片机
本系统选用MSC1210单片机作为下位机称重单元的主芯片，主要是利用了MSC1210的24位A/D接口，它体现在以下两个方面：①内部集成了一个24位高分辨率的£一△模数转换器（ADC）,在设定的采样频率下，釆样差分输入通道的电压信号，该电压信号经信号调理电路后进入MSC1210的输入通道AIN0〜AIN1,打开输入缓冲器，以提髙ADC的输入阻抗，从而提高测量精度；②根据被测信号的大小，可实现量程的自动切换，由于在不同的应用场合被测信号的范围较宽，信号电平可以从毫伏级到伏级，但模数转换器不可能在各种情况下都能与之匹配，因此为了保证必要的精度，系统使用MSC1210的可编程放大器PGA并通过改变量程的办法来解决这一问题，合理选择PGA的大小，从而提高ADC的有效分辨率，以实现量程的自动切换，提高ADC的有效精度。
2.2步进电机驱动电路
为使料门开闭动作平稳，防止物料破损和卡料，每个料门的开闭都采用步进电机驱动。选用二相步进电机57BYG,其驱动模块选用LMD18245（2个），其全桥功率驱动器集成了双极性步进电机驱动和控制电流所需的全部电路，采用创新的电流检测方式，基本消除了功率损耗，并通过固定关断时间斩波技术来控制电机电流。
为了减轻主单片机的负担，引入了从单片机AT89C2O51来控制两相步进电机，它是一种带2kB闪速可编程可擦除只读存储器（PEROM）的低电压、髙性能8位微控制器，该单片机有20个管脚，具有封装小、成本低、易于使用的特点，使得我们在构造这样一个系统时可以尽可能地减少外部元件。
2.3电磁振动给料器控制电路
本系统采用了无触点开关——双向可控硅BTB08来控制电磁振动给料器。当然为了起到与单片机的驱动隔离的作用，选用过零触发电路MOC3041进行同步触发，这种光电隔离过零双向可控硅驱动器具有体积小、功耗小、无噪声等优点，在不增加任何辅助电路的条件下可直接与微处理器的PIO接口。
组合秤控制系统的硬件原理图见图1。

该系统由以MSC1210主芯片为核心的控制单元组成，每个控制单元独立控制一个称料装置。其所完成的任务为：由主芯片MSC1210控制激振器使主振盘和线振盘不停地向下振料，间隔一小段时间后，由从芯片AT89C2051控制步进电机把振下物料的料门打开，使贮存在备料斗里的物料垂直落入称重斗，并通过称重传感器将采集到的信号送入MSC1210进行处理，最后把此信号通过通讯接口送给上位机。
3组合秤控制系统的软件设计
系统软件釆用结构化的设计方法，根据系统的功能要求，主要由A/D模块、滤波算法模块、组合计算模块、步进电机驱动模块、电磁振动给料器的控制模块、通讯传输等模块构成.下面重点介绍组合计算模块的设计，它通过调用一个递归函数来完成组合计算：

组合秤在进行组合计算中，通常要增加称量斗的总数和参与组合的斗数，这样得到的有效组合数就会增加。但是，尽管微处理器的处理速度很快，而称量斗和参与组合的斗数过多会导致包装速度的降低，且增加了成本，因此在组合秤中，一般选8头〜14头秤，每次参与组合的数为3头〜5头凶.
4结论
组合秤在工作时，料斗容量有200ml、300ml,500ml等，质量最大可达500kg,称量精度范围为0.lg〜1.5g,因此本文选择了具有24位A/D转换能力的MSC1210单片机作为组合称量的控制系统，它可节省成本、提高称量精度.目前在国内，组合称重技术的发展仍处于初级阶段，组合秤的制造与国外的先进水平相比还相差甚远，但随着我国的商品包装向高速、高精确度的方向发展，电脑组合秤必将快速地进入我国的食品包装行业.

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