一、前言

闡述了一種用89C51單片機控製的定量自動稱量包裝係統的工作原理，以及控製係統的軟硬件設計。
在生產、流通日益社會化、現代化的今天，實現產品包裝的機械化、自動化，不僅是現代生產發展的必然趨勢，而且能帶來巨大的經濟效益。在計算機技術飛速發展的今天，在包裝係統中采用微機對傳統的包裝機械進行改造，有利於提高包裝機械的性能，提高包裝設備的計量精度、速度和自動化水平。介紹了以89C51單片機為控製器的定量稱重包裝係統。該係統可自動控製送料、封口等工序，並具有零點自動跟蹤、過衝量自動校正等功能。主要用於粉末、小顆粒等物料的定量稱量包裝與配料係統。
該係統主要包括電子稱量測量、控製、傳輸和密封等部分。傳遞部分是由電機控製的一種鏈板傳動係統，它實現對包裝件的傳遞；封口機構根據產品和包裝的不同，自動執行縫包、墊封或卷邊封口等功能；計量部分由稱量傳感器和相應的測量顯示儀表組成，完成對物料的稱量分包和重量顯示；單片機及其相應的控製執行電路，負責定量稱量包裝係統各工序的自動控製。
該係統根據傳感器的輸出信號，實現對物料的自動定量包裝。它的基本工作過程包括稱重、卸料、輸送、封口四個階段。
稱重開始時，控製器控製進給閥門與進給閥門同時開啟，物料進入稱重鬥。在稱重鬥中，當物料的重量達到粗加料閾值時，控製粗加料閥關閉，物料從粗加料閥流出，進入粗加料階段。稱重鬥的數量接近目標值，達到細加料門限時，控製細加料門關閉，稱重過程完成。接著套裝包裝容器並觸動夾具工作，打開稱量鬥的卸料閥，將物料卸入包裝容器。卸載後，關閉卸載閥，夾持裝置自動鬆開，將裝料的包裝容器落在傳送帶上，由傳送機構送至封口裝置，完成封口工序。
二、硬件設計。
該係統的硬件電路主要由稱量電路，控製電路，作動器等組成。
每側有一個稱重傳感器，在稱量鬥的兩端的力支撐點上檢測每包在鬥中的物料的重量，並將其轉化為電信號輸出。采用測試電路將信號進行放大等處理後送到A/D轉換器中，將模擬信號轉換為數字信號輸出，再用單片機讀取A/D輸出的數字量並進行運算處理，得到所測物料的重量值，然後用數字形式顯示物料重量。
該係統選用89C51單片機作為處理器，內部集成CPU、RAM、ROM、計數器/定時器、中斷處理係統和I/O口等多種功能部件[2]，設計電路簡潔，係統可靠性高。
在硬件上采用LED數字顯示屏，除了能顯示物料重量外，還能同時顯示係統工作狀態信息；使用鍵盤，實現了係統的鍵控操作和相關參數的設定；通過擴展I/O口，可實現設定的輸出開關量控製，保證了電磁閥、電機等執行元件的可靠、協調工作。
三、軟件設計
該係統軟件包括多個子程序和一個主程序。主要包括係統初始器、零點自動跟蹤調整、粗料定量控製、過衝量自動校正、出料輸送封口控製等功能模塊。
3.1實現零位自動跟蹤調整。
卸載和加料時，物料會與稱量鬥壁發生少量粘連，造成稱量零點漂移。為了修正稱量誤差，在每次加料前，稱量過程由單片機控製自動完成，並將其作為下一次加料稱量的參考零點，以保證下一次實際加料的稱量值不受稱量零點漂移的影響。
3.2粗細物料加料閾值設置。
粗細兩種加料閥的設計目的是兼顧加料速度和加料精度。粗細進給閥均開時，進給速度快，閾值一般可設定在目標值的70%~90%。細級加料時，隻開細級加料閥，便於實現對加料量的精確控製，細級加料閥值應等於目標值減去過衝量。
3.3自動修正過衝量。
在細小進料閥關閉、係統停止進料時，從進料口到稱量鬥之間的一段“飛流”最終會落入包裝容器，使實際重量超過定量包裝的目標值，同時，在進料過程中，由於物料衝擊稱量鬥，會產生瞬時重量標值增加的現象。二者對稱量結果的影響量可以統稱為過衝量。因此，實際加料量應該與細粒級的閾值相對應，再加上過衝量。該係統采用負反饋偏差控製技術，自動對過衝量進行校正。它的基本方法是根據上一次稱量值與目標值的偏差來調整本次稱量過程中所用的過衝量值，即調整細進水閥門關閉時間，以減少本次稱量值與目標值的偏差，提高定量包裝的準確性。
3.4鍵盤程序。
通過鍵盤處理程序實現對按鍵狀態的查詢、判斷和響應，並完成相應的鍵功能處理，鍵功能主要有：目標值設置，加料門限設置，手動鍵操作等。
3..5子程序顯示。
該顯示器可實現稱量結果的轉換處理和LED數碼管的顯示，同時還能顯示當前係統的工作狀態信息，便於用戶實時直觀地了解係統的運行情況。
四結論。
采用89C51單片機對定量包裝係統進行稱量，實現了定量包裝過程的自動化，提高了生產效率和包裝精度。

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