土壤肥料工作是农业技术推广工作的重要组成部分,在安徽农业大学今年准备立项的测土配方施肥生产设备科技项目中, 需要研制相应配套的定量包装控制器设备。本项目因此而进行了立项研制工作。本产品设计主要用于测土配方肥料生产中的自动定量包装, 也可推广应用在化肥、饲料、粮油等行业的产品定量称重包装, 可以极大地提高生产效能, 降低生产成本。

1 产品的组成及设计思路

 1.1 组成

本产品主要由液晶显示器模组、功率输出控制、模拟/ 数字转换、电源转换、微处理器控制、串口通讯等部分组成, 可以完成设备称重、实时显示、实时控制、系统实时调整, 用户可以充分享受自动化带来的便捷。在系统中集成了面板按键控制、液晶显示、称重类型切换控制以及菜单界面生成等电路单元, 其核心部分为模拟/ 数字转换电路部分、中央控制部分和功率输出部分。

 1.2 设计思路

定量包装控制器是一种对秤筒和定量调节器所定过的物料定量进行检测与控制的仪表, 通过检测秤斗重量变化来计算物料定量,据此来改变定量调节器参数, 从而达到定量控制目的。

本产品解决了目前市场上同类产品中存在的不足, 在功能、技术和市场定位上, 突破了同类产品的简易合成的范围。主要解决了以下问题: ①采用高精度运算放大电路和 24位模拟/ 数字转换器, 保证称重设备的准确性、稳定性及可靠性。②采用通用型设计, 将流量秤、定量包装秤、配料秤等称重设备的功能集成为一体, 通过菜单可自由选择、切换。③功能设置根据中国人的习惯、喜好, 采用中文下拉式菜单来引导用户操作本系统, 让用户真正地感受到产品带来的方便和人性化,真正做到以人为本的产品理念。④人性化的面板按键设置简洁、方便, 在按键上及显示界面均为中文字符, 便于用户操作。

 1.3 工作流程

称重传感器获得的重量信息经模拟/数字转换电路后, 传至微处理器进行统一调度, 实现显示、功率控制的完备系统。

  1.3.1 定量秤的信号采集部分( 模拟系统模块)。选择合适称重传感器( 应变传感器), 把非电信号( 重力) 转换成模拟电信号( 如电压、电定等)。选择高精度的放大器, 并设计高精度的滤波电路对采集到的模拟信号进行处理。

  1.3.2 定量秤称重显示控制器的数据处理部分( 数字系统模块) 。以 STC89C58RD+单片机为中心的数据处理系统,数据显示、数据通讯部分。STC89C58RD+单片机接收 A/D芯片转换数据, 通过软件对数据进行处理, 再通过串口通讯控制执行机构, 并且在液晶显示器上同步显示。

  1.3.3 定量秤称重显示控制器的软件设计。软件设计主要是单片机软件设计。单片机软件主要实现数据处理、仪表外设(按键)控制、功能菜单显示以及与串口的数据通讯等。

称重传感器获得的重量信息经模拟/ 数字转换电路后,传至微处理器进行统一调度, 实现显示、功率控制的完备系统。

 2 电路设计

称重控制器的核心部分是模拟/ 数字转换部分, 该部分由 24 位模拟/ 数字转换芯片 ADS1211, 美国某公司出品。称重控制器的功率输出部分的核心芯片是德国某公司出品的 TLE7230G。

ADS1211 是精密、高动态范围、自我校准的 24 位△- ∑模拟/ 数字转换器, 可实现超高分辨率的数字信号转换。其具有以下特点: 微分输入; 可编程增益放大; 兼容 SPI 通讯接口模式和两线接口模式; 内部自动校准; 可编程关断频率高达15.6KHz; 共有 4 组模拟信号输入复用通道。

 3 软件设计

本产品采用 C 语言编程, 具有良好的通用性和移植性。

 4 结论

本产品研制成功后, 通过某庐江公司在BB 肥生产线实际使用,效果良好, 达到预期的效果。本产品可以广泛用于化工、粮油、肥料等行业的自动化控制设备中, 也可在国家最近大力发展扶持的农业自动化以及配方肥料的生产中将能获得应用, 具有良好的应用前景,有利于推进相关领域的技术进步, 从而产生显著的社会效益。

 

本文源于网络转载，如有侵权，请联系删除