0引言
在工業生產過程中有很多環節都涉及到定量稱重的問題，比如糧食、化肥的包裝過程，醫藥化工的配料過程，飼料的配ii包裝過程等市場上的電子定量包裝秤稱量誤差範圍大、工人勞動強度大、機械結構笨重、自動化程度不高、、效率低下。目前:國際上一些著名的工程機械大公司(如CAT、VOLVO、利勃海爾等)都在自己的產品上廣泛釆用CAN總線技術，大大提高了整機的可靠性、可檢測性和可維修性，同時提高了智能化水平早。
本文設計的全自動電子定量包裝秤，采用CAN總線的分布式控製係統係統中上位機與數據釆集模塊間的信息交換通過car總線連接，信號傳輸可靠性高、抗幹擾能力強另外,與傳統的控製係統相比，該係統敷設線纜少、實現成本低、設計靈活、采用模塊化設計，為調試安裝帶來方便。
1係統結構功能分析
全自動電子定量包裝秤實現邊給料邊稱重，將規定質量的鬆散物料自動裝入一個一個的包裝袋中，裝好物料的包裝袋就自動落到輸送機上，再經輸送機送到縫包機進行縫包。裝料和稱重都是自動完成，不需要人工幹預。
定量包裝秤有一個關鍵的技術指標:稱量精度結合國家對糧食企業的生產實際需求，提岀以下係統設計技術指標:灌裝物料精確度達到2欄誤差值;設計可視化人機界麵;外形結構要求新穎象用，更加人性化、更具備操作性;設計硏發夾口整形機，使整個定量置子秤流水線減少人工工位等秤主體摒棄上機架和下機架分體的設計方式，釆用整體式結構,即將進料槽和秤的主體安裝在一起的結構形式，這種設計優點在於減少了售後人員的安裝調試時間。進料機構釆用繼電器加料閥控製3段加料，即用3個繼電器來控製3個開關閥門：3個閥門依次為，快速加料口，呻速加料口，及“慢速加料口”，通過“三段加料法，提高定量包裝秤的精度降低了調節進料門時操作難度，使得整個過程變得更加簡單人性化日。
係統釆用基於CAN網絡的主從分布式測量與控製係統，采用模塊化設計，以單片機為控製核心,使係統易於實現、易升級，具有較強的適用性，降低係統的開發成本。同時，係統的模塊化設計為係統調試、安裝帶來了方便。
2係統組成
電子定量包裝秤是自動定量包裝係統的關鍵設備，它既是計量裝置，又是自動化程度較高的機電一體化控製設備它既要符合計量標準，又要滿足自動包裝工藝的要求。定量包裝秤的結構是否合理,對其性能影響很大，進而關係到整個包裝係統的性能。圖］為係統的總體框圖，係統各部分通過CAN總線相連，所有的控製和反饋數據均通過CAN總線傳輸，各部分功能實現模塊化當節點嚴重錯誤時，具有自關閉功能，以切斷該節點與總線的聯係,使其他節點的通信不受影響，具有較強的抗幹擾能力，其可靠性和實時性遠高於普通的通信技術。

該電子定量包裝秤控製係統主要由微控製器、CAN通信模塊、控製模塊、信號輸入模塊、電源模塊、看門狗複位模塊組成圖2為控製係統結構示意圖。電源模塊由傳感器供電一模塊、單片機供電模塊、CAN供電模塊組成，負責給各個模塊供電一控製模塊通過控製繼電器加料閥的關斷進行加料控製稱重傳感器從各號機處采集數據經過微處理器處理後由CAN通信模塊傳輸給CAN總線0CAN總線在接收到數據信息後，通過can-RS232轉換節點，將底層傳送的can數據轉換為可識富泳］Ks232數據，工控機可對采集的數據信息進行顯示和分弟:同時工控機發送的數據轉換為可識別的數據,從而實現係統底層模塊與工業控製計算機的通信根據工控機發送過來的數據，微控製器對控製模如進行控製操作日。
3硬件設計
電子定量包裝秤動態稱重係統中的控製係統是協調整個係統有序工作的大腦,微處理器采集來自稱重傳感器的信號,再通過CAN總線將采集的信號傳輸給上位機，在顯示器上輸出係統的狀態信息，實現對係統的動態觀察。
該係統微處理采用具有高性能、低功耗的STC89C52係列單片機它是由宏晶科萩推出的新一代高速低功耗、超強抗幹擾的單片機片內集成4KB的FLASH存儲器可反複編程/擦除10（X）次，數據可以保留io年,CAN通信模塊由CA\控製器SJA1000.CAN收發器PCA82C251組成。CAN控製器SJA1000與微處理器之間的數據交換經過一組寄薦器和一個ram完成。RAM部分的寄存器和地址窗口組成了發送和接收緩衝器它包括接收輸入比較器電路，能與82C251兼容。82C251是CAN總線和CAN控製器的添橋梁，對總裁供差動發送操作和對（：A\控製器提供差動接收操作,它的CANH和CANL引腳分別連接5fi的電阻再與（沽、總線相連，5Q的電阻用來限流，以免電流過大損壞器件口采用高速光耦6N137作為82C251和SJAI000的連接橋梁，實現CW節點間的京有隔離，從而可提高CAN總線節點的抗幹擾能力。另外，為了實現上位機的RS232電平（-10~+10V）與TL電平（0〜+5V）的相互轉換，確保數據的正確。

係統采用MAX232電平轉換芯片看門狗複位模塊，采用看門狗芯存X25O45,可防丄外界幹擾設計圖如圖3所示。圖4給出了全自動電子定量包裝秤的數據采集。
采用型號為I6E~C3SOKC£B的單點式稱重傳感器。它精度高，適合量程為0.05kg到300kg的稱重濾波電路常用於濾去整流輸出電壓中的紋波，一般由電抗元件組成。稱重傳感器輸出模擬量信號經過濾波電路後，通過放大器將輸入的電壓信號放大。再將放大後的模擬信號進行a/D轉換後交給微處理器處理。所采用的模數轉換芯片使用AD7710。

4軟件設計
係統通電後，電源指示燈亮。按下啟動按鈕，係統開始運作，進料過程:物料從儲料鬥經過給料裝置進入稱重3。一開始，給料裝置快速進料。此時,傳感器不停采取數據信號並交給上位機處理顯示,上位機將處理後的信息反饋給微處理器，微處理器根據此反饋信息控製繼電器加料閥。係統中預先設定了中速進料和慢速進料臨界值，若上位機顯示的當前值達到預定值時，就改變進料的速度    當慢速進料停止時，整個進料過程結束判斷物剝重量有沒有超過規定的公差範圍，若超過公差範圍，則報警;若沒有超過公差範圍，則稱重過程結束,當稱重過程結束後，係統進行輸送縫包夾口整個的包裝過程結束，開始進行下一輪的包裝。

5實驗結果
實驗通過硃碼的重量來測試稱重傳感器的準確性將瑟碼放置在電子秤上，分多個時段分別測量重量為100隊和15g的硃碼。表中的測得值為電子秤上測量每到的如,相同質量的砥碼，在不同時刻測得值的誤差範圍在.1x以內，說明數據采集模塊在溫漂、外界幹擾及長時商環境下工作正常;不同質量祛碼切測得值誤差範圍也.以內,說明電子秤可以滿足不同包裝規格,表1為傳感器靜態數據測量。通過表格可以看出，測得值的波動都在誤差範圍內，滿足係統的設計要求。

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