0引言
組合秤控製係統是伴隨著工業自動化的不斷發展而興起的一種廣泛應用於商品流通領域和食品包裝企業的電子衡器。由於采用組合式計量的稱重方法，成功地解決了普通電子稱重係統精度高、時速慢的矛盾，達到稱重既快又準的目的，尤其是計量不規則形狀的物料如高級糖果、膨化食品時，它的優越性更為顯著，因此組合稱重技術以其高精度、高速度代表了當今稱重技術的最高水平及發展方向。但在我國其發展較慢，由於它的價位高而不能被普遍接受，因此迫切需要大量的廉價的組合秤來滿足包裝計量行業的發展需要。
1組合秤控製係統的工作原理
首先物料由物料輸送機送到貯料鬥，然後主振機開始振動把物料從貯料鬥排出，從中調整貯料鬥的高度以調節物料下落的速度。物料從貯料鬥出來後均勻進入各線振盤，進入進料鬥並貯存起來。當稱重鬥完成上一次稱重並清空後，進料鬥的門打開，此時物料進入稱重鬥進行稱重，稱重鬥配有稱重傳感器和卸料門。稱重傳感器測出稱重鬥中物料的重量後以電信號的形式送入微機，由計算機進行篩選組合，則係統根據設定的參數值進行組合計算，便獲得滿足產品目標重量範圍內的最佳組合結果。如果有N個料鬥，則有2,—1種可能的組合模式，通常僅用部分組合，係統使用組合數的多少與每次組合用幾份分量有關。係統對選中的稱重鬥作標記，如果某幾個稱重鬥被選中，則微機會發出命令使其料鬥門開啟並排出物料，則該物料被集中放到集料鬥中，再輸送給包裝機進行包裝。如果某些稱重鬥未被選中，則該物料保留，在下一個工作循環時微機對未選中而仍在繼續喂料的稱重鬥直接參與計算，如此循環，直到人為停止。如果某幾個稱重鬥在多次組合中未被選中，則該料鬥被強迫選中一次，在含該料鬥的組合中選擇最佳組合，並對卸掉該物料的傳感器自動清零
2組合秤係統中每一稱重控製單元的硬件設計
2.1MSC1210單片機
本係統選用MSC1210單片機作為下位機稱重單元的主芯片，主要是利用了MSC1210的24位A/D接口，它體現在以下兩個方麵：①內部集成了一個24位高分辨率的£一△模數轉換器（ADC）,在設定的采樣頻率下，釆樣差分輸入通道的電壓信號，該電壓信號經信號調理電路後進入MSC1210的輸入通道AIN0〜AIN1,打開輸入緩衝器，以提髙ADC的輸入阻抗，從而提高測量精度；②根據被測信號的大小，可實現量程的自動切換，由於在不同的應用場合被測信號的範圍較寬，信號電平可以從毫伏級到伏級，但模數轉換器不可能在各種情況下都能與之匹配，因此為了保證必要的精度，係統使用MSC1210的可編程放大器PGA並通過改變量程的辦法來解決這一問題，合理選擇PGA的大小，從而提高ADC的有效分辨率，以實現量程的自動切換，提高ADC的有效精度。
2.2步進電機驅動電路
為使料門開閉動作平穩，防止物料破損和卡料，每個料門的開閉都采用步進電機驅動。選用二相步進電機57BYG,其驅動模塊選用LMD18245（2個），其全橋功率驅動器集成了雙極性步進電機驅動和控製電流所需的全部電路，采用創新的電流檢測方式，基本消除了功率損耗，並通過固定關斷時間斬波技術來控製電機電流。
為了減輕主單片機的負擔，引入了從單片機AT89C2O51來控製兩相步進電機，它是一種帶2kB閃速可編程可擦除隻讀存儲器（PEROM）的低電壓、髙性能8位微控製器，該單片機有20個管腳，具有封裝小、成本低、易於使用的特點，使得我們在構造這樣一個係統時可以盡可能地減少外部元件。
2.3電磁振動給料器控製電路
本係統采用了無觸點開關——雙向可控矽BTB08來控製電磁振動給料器。當然為了起到與單片機的驅動隔離的作用，選用過零觸發電路MOC3041進行同步觸發，這種光電隔離過零雙向可控矽驅動器具有體積小、功耗小、無噪聲等優點，在不增加任何輔助電路的條件下可直接與微處理器的PIO接口。
組合秤控製係統的硬件原理圖見圖1。

該係統由以MSC1210主芯片為核心的控製單元組成，每個控製單元獨立控製一個稱料裝置。其所完成的任務為：由主芯片MSC1210控製激振器使主振盤和線振盤不停地向下振料，間隔一小段時間後，由從芯片AT89C2051控製步進電機把振下物料的料門打開，使貯存在備料鬥裏的物料垂直落入稱重鬥，並通過稱重傳感器將采集到的信號送入MSC1210進行處理，最後把此信號通過通訊接口送給上位機。
3組合秤控製係統的軟件設計
係統軟件釆用結構化的設計方法，根據係統的功能要求，主要由A/D模塊、濾波算法模塊、組合計算模塊、步進電機驅動模塊、電磁振動給料器的控製模塊、通訊傳輸等模塊構成.下麵重點介紹組合計算模塊的設計，它通過調用一個遞歸函數來完成組合計算：

組合秤在進行組合計算中，通常要增加稱量鬥的總數和參與組合的鬥數，這樣得到的有效組合數就會增加。但是，盡管微處理器的處理速度很快，而稱量鬥和參與組合的鬥數過多會導致包裝速度的降低，且增加了成本，因此在組合秤中，一般選8頭〜14頭秤，每次參與組合的數為3頭〜5頭凶.
4結論
組合秤在工作時，料鬥容量有200ml、300ml,500ml等，質量最大可達500kg,稱量精度範圍為0.lg〜1.5g,因此本文選擇了具有24位A/D轉換能力的MSC1210單片機作為組合稱量的控製係統，它可節省成本、提高稱量精度.目前在國內，組合稱重技術的發展仍處於初級階段，組合秤的製造與國外的先進水平相比還相差甚遠，但隨著我國的商品包裝向高速、高精確度的方向發展，電腦組合秤必將快速地進入我國的食品包裝行業.

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