《電子技術應用》
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單片機在灌裝控制器中的應用
摘要: 本文介紹一種基于ADμC812單片機的智能包裝機。該系統(tǒng)結構簡單、造價低、工作可靠、適用性強。
Abstract:
Key words :

       1 引言

       隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展,一些行業(yè)對包裝設備不斷提出新要求,國產包裝機遠不能滿足經(jīng)濟發(fā)展的需求,進口包裝機在包裝機市場占據(jù)很大份額。本文在消化吸收國外先進技術基礎上,結合我國國情,經(jīng)多年研究,開發(fā)出光、機、電一體化智能包裝機,技術指標國內領先,運行穩(wěn)定,性能可靠,可與進口機相比美,而價格只及同類進口機型的1/3-1/5。智能化包裝機用于自動化稱量包裝,包裝物形態(tài)為粉狀(洗衣粉、奶粉、咖啡等)和顆粒狀(種子、糖果、瓜籽、花生等)。

       本文介紹一種基于ADμC812單片機的智能包裝機。該系統(tǒng)結構簡單、造價低、工作可靠、適用性強。且具有如下特點:

       (1)通過電器自動控制,實現(xiàn)雙速給料,保證下料速度和精度;

       (2)人工上袋,雙氣缸

 

挾持,自動化程度高、工作可靠、操作簡單;

       (3)儀表靈敏度高,采樣速度快,軟件功能強,有標準接口,可與計算機通信;

       (4)稱量速度準確,數(shù)字顯示,直觀易讀,穩(wěn)定可靠,維護方便;

       (5)控制柜采用密封形式,適用’了惡劣的粉塵環(huán)境。

       2 ADμC81 2單片機簡介

       ADμC812單片機是美國AD公司新推出的具有真正意義上的完整的數(shù)據(jù)采集芯片。其組成為:一個8通道5μs轉換時間且精度白校準的12位逐次逼近A/D轉換器、兩個12位的D/A轉換器、8KB的閃速/電擦除程序存儲器、640字節(jié)閃速/電擦除數(shù)據(jù)存儲器、80C52單片機的內核。其他的一些重要功能模塊包括:一個看門狗定時器和電源監(jiān)控器、A/D轉換器與數(shù)據(jù)存儲器之間的DMA電路、存儲保護電路、SPI和I2C總線接口。ADμC812優(yōu)點之一是集成了—個完全可編程的、自校準、高精度的模擬數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。ADμC812另一個優(yōu)點是它采用了閃速/電擦除存儲器,輔之以內含的加載器和調試軟件,使系統(tǒng)的設編程、調試簡便。

       3 控制器基本構成

       控制器前端稱重探頭采用應變式稱重傳感器,它是一種將力信號轉換為電信號的機電元件,廣泛應用于電子稱重領域,自動控制和自動檢測領域等,是稱重和檢測系統(tǒng)的核心元器件;鍵盤、顯示管理應用MAX7219芯片;語音電路使用的是ISD1110多段錄放語音芯片。整個機器在ADμC812單片機的管理下工作,控制器硬件電路如圖1。
 

控制器硬件電路


       4整機工作過程

       控制器上電后, 自動檢測數(shù)碼管、狀態(tài)指示燈及傳感器的接線是否正確。檢測通過后,主顯示顯示“HELLO”??刂破骶哂惺謩樱詣觾煞N工作狀態(tài)。在自動狀態(tài)下(運行指示燈亮,運行輸出有效)控制器自動控制快、中、慢加料及卸料、松袋全過程。

       控制器在自動控制過程中,首先啟動大投、中投及小投信號進行快速加料。當稱重值>大投值時,關閉大投信號進行中速加料。當稱重值>中投值時,關閉中投信號,只用小投信號進行慢速加料。當稱重值>(目標值—落差值)時,關閉小投信號停止加料,輸出定值結束信號。此時判別夾袋延時是否到,若不到則等待,若到則啟動卸料信號進行卸料,定值結束信號無效。當稱重值<近零值時,再延時t3定時時間后,關閉卸料信號,同時啟動t4及t6定時器。t6定時時間到后,發(fā)松袋信號。t4定時時間到后,啟動下一循環(huán)。

       在檢測組中每一次循環(huán)的滿秤值與空秤值均被記錄。滿秤值-空秤=卸料重量。檢測組中每次卸料重量的代數(shù)平均值,作為相鄰不檢測組中每次循環(huán)的卸料重量。在每次卸料結束后,本次卸料重量即累加到累計重量中,且累計次數(shù)加1。累計重量最大值與最小分度有關。
        若控制器設置超、欠量報警方式有效(ALAon),則在檢測組中每次卸料結束后,卸料重量與目標值比較。若卸料重量>(目標值—超量值),則產生超量報警。若卸料重量<(目標值—欠量值),則產生欠量報警。在檢測組中,每次空秤值的代數(shù)平均值作為相鄰不檢測組及下一檢測組稱重的零點基準。自動調零能在允許的清零范圍內對秤斗中殘留的物料進行補償,若殘留物料重量超出清零范圍,則產生ErrorC報警。

       在小投關閉后,由于機械動作的延遲及空中料流的影響,還有一部分物料落到秤斗中,這部分物料重量稱為落差。由于種種原因,落差不是穩(wěn)定不變的。儀表的自動落差修正功能,能夠對落差的變化作出補償。在檢測組中,每次滿秤值的代數(shù)平均值與目標值的差,作為相鄰不檢測組及廠一檢測組的落差值的正值。當快加料料流比較大時,容易出現(xiàn)沒有慢加料過程就卸料,但實際重量并沒有達到目標值,即過沖現(xiàn)象。這是由于大料流對秤斗的沖擊造成的。為避免過沖現(xiàn)象,在控制參數(shù)中設置了禁止判別時間t1。在U定時時間內小投一直有

 

效,而不判別稱重值是否大于目標值與落差值的差,從而避開大料流的沖擊在重量上形成的波峰。在控制參數(shù)中還設置了小投時間短報警延時定時器t7。t7定時時間大于t1定時時間。t1定時器與t7定時器同時開始計時。若在t7定時時間內小投關閉,說明還有過沖現(xiàn)象,產生ErrorA報警。在自動控制參數(shù)中,設置了過程循環(huán)超時報警定時器t8。若進料及卸料循環(huán)周期超過t8延時時間,則產生過程超時報警ErrorB。

       在自動控制參數(shù)中,設置了秤體振動判定時間t2。在檢測組中進料結束至秤體穩(wěn)定的時間,若超過t2延時時間,則產生秤體振動報警Error D。控制器可設置一批量數(shù)。在自動控制過程中,當進料、卸料循環(huán)次數(shù)等于批量數(shù)時,儀表發(fā)出批量數(shù)完成報警ErrorE;若批量數(shù)設置為0,則不會產生批量數(shù)完成報警:控制器掉電后,批量數(shù)不保存;上電后為0。為了保證控制器運行的可靠性,在控制器的輸入端和輸出端均加有光耦隔離器件。語音電路用的是ISDlll0多段錄放語音芯片,以改善人機界面效果。放音電路如圖2。
 

放音電路

 

       ADμC812使REC變高(不管;芯片處在節(jié)電狀態(tài)還是正在放音),芯片即開始錄音,錄音期間,REC一直保持為高。REC變低或內存錄滿后,錄音周期結束,芯片自動寫入一個信息結束標志(EOM),使以后的重放操作可以及時停止,然后芯片自動進入節(jié)電狀態(tài)。REC的上升沿有84ms防顫,防止按鍵誤觸發(fā)。芯片開始放音,放音持續(xù)到EOM標志或內存結束,之后芯片自動進入節(jié)電狀態(tài)。開始放音后,可以釋放PLAYE。使電平觸發(fā)放音(PLAYL)端從低變高時,芯片開始放音。放音持續(xù)至此端回到低電平,或遇到EOM標志,或內存結束。放音結束后芯片自動進入節(jié)電狀態(tài)。使循環(huán)放音(PLAYE)端出現(xiàn)高電平時,即開始循環(huán)放音,只能斷電才能停止。

       5 結語

       該灌裝控制器硬件結構簡單、工作可靠、應性強,具有很高的推廣價值。

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