【正文】 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 電 子皮 帶稱 重系 統(tǒng) 的 研 究 與設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 所屬學(xué)院 機(jī)械電氣化工程學(xué)院 專 業(yè) 農(nóng)業(yè)電氣化與自動(dòng)化 班 級(jí) 指導(dǎo)教師 日 期 塔里木大學(xué)機(jī)械電氣化工程學(xué)院制 15 屆畢業(yè)設(shè)計(jì) 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 緒論 ............................................................................................................................... 1 第一章 ........................................................................................................................... 1 本設(shè)計(jì)的來源及研究的目的和意義 .................................................................. 1 本設(shè)計(jì)所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析 ................................................ 1 國外技術(shù)的發(fā)展情況 .............................................................................. 1 國內(nèi)技術(shù)的發(fā)展情況 .............................................................................. 2 第二章主程序設(shè)計(jì) ......................................................................................................... 3 電子皮帶秤的基本原理 .................................................................................... 3 電子皮帶的稱量原理 ........................................................................................ 3 第三章器件選型 ............................................................................................................ 5 稱架 ................................................................................................................. 5 稱重傳感器 ...................................................................................................... 5 測速傳感器 ...................................................................................................... 5 第四章電子皮帶秤硬件設(shè)計(jì) .......................................................................................... 6 主控制器 .......................................................................................................... 6 貨物重量采集 ................................................................................................... 6 皮帶速度信號(hào)采集 ............................................................................................ 6 轉(zhuǎn)換器選擇 ................................................................................................. 6 實(shí)時(shí)時(shí)鐘及 E2PROM 存儲(chǔ)器等電路 ................................................................ 6 其他電路 .......................................................................................................... 6 鍵盤功能說明 ................................................................................................... 7 第五章電子皮帶秤的軟件設(shè)計(jì) ....................................................................................... 8 第六章系統(tǒng)程序設(shè)計(jì) ................................................................................................... 11 動(dòng)態(tài)顯示和按鍵掃描處理程序?qū)崿F(xiàn) ............................................................... 11 鍵盤子程序?qū)崿F(xiàn) ............................................................................................ 11 第七章 結(jié)論 ................................................................................................................ 13 致 謝 ........................................................................................................................... 14 參考文獻(xiàn) ..................................................................................................................... 15 塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 緒論 物料計(jì)量是工業(yè)生產(chǎn)和貿(mào)易流通中的重要環(huán)節(jié)。稱重裝置等衡量器具是不可缺少的計(jì)量工具。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和商品流通的擴(kuò)大，過去沿用的機(jī)械杠桿秤已不能適應(yīng)生產(chǎn)自動(dòng)化和管理現(xiàn)代化的要求，衡器的技術(shù)水平需要不斷提高。最近幾十年來，伴隨著傳感器、電子技術(shù)和微機(jī)技術(shù)的崛起，稱重技術(shù)得到了迅速發(fā)展，稱重裝置在數(shù)字化，智能化等方面有長足的進(jìn)步。快速、準(zhǔn)確、操作方便、消除人為誤差、功能多樣化等方面己成為現(xiàn)代稱重技術(shù)的主要特點(diǎn)。稱重裝置不僅是提供重量數(shù)據(jù)的單體儀表， 而且作為工業(yè)控制系統(tǒng)和商業(yè)管理系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，推進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化和管理的現(xiàn)代化。在物料輸送過程中，各種連續(xù)輸送大宗散狀物料的皮帶輸送機(jī)，都廣泛地采用了電子皮帶秤，以作計(jì)量和控制之用，起到了縮短作業(yè)時(shí)間、改善操作條件、降低能源和材料的消耗、提高產(chǎn)品質(zhì)量以及加強(qiáng)企業(yè)管理、改善經(jīng)營等多方面的作用。電子皮帶秤等稱重裝置的應(yīng)用己遍及到國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。 第一章 本設(shè)計(jì)的來源及研究的目的和意義 電子皮帶秤作為卷煙生產(chǎn)制絲線中重要的計(jì)量、控制設(shè)備，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量以及生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)起著流量控制 、精確摻兌配比、投入產(chǎn)出統(tǒng)計(jì)等重要作用，隨著人民生活水平的提高以及推出的國家新的煙草制絲線工藝規(guī)范，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量提出了更加嚴(yán)格的要求。而電子皮帶秤作為卷煙生產(chǎn)制絲線中重要的關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)其計(jì)量精度、控制性能、穩(wěn)定性及使用的方便性也提出了更高的要求。 目前，依據(jù)卷煙制絲工藝改進(jìn)、設(shè)備更新?lián)Q代和質(zhì)量提升的需要，電子皮帶秤的研究、設(shè)計(jì)、制作、使用和維護(hù)正以高可靠、高穩(wěn)定和高精度為目標(biāo)，追求多功能、實(shí)用性和簡便性。根據(jù)卷煙制絲線總體工藝改進(jìn)的趨勢，電子皮帶秤的功能擴(kuò)展和網(wǎng)絡(luò)化進(jìn)程呈現(xiàn)了明顯態(tài)勢，無疑其研究成為了一種方 向。 同時(shí)，進(jìn)一步合理簡化皮帶秤秤架結(jié)構(gòu)也是一個(gè)值得研究的問題。另外，電子皮帶秤動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)方式的研究與應(yīng)用，對(duì)提高系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性有很大意義，因此是一個(gè)值得探討的課題 本設(shè)計(jì)所涉及的問題在國內(nèi)（外）研究現(xiàn)狀及分析 國外技術(shù)的發(fā)展情況 在一些科學(xué)技術(shù)先進(jìn)的國家，像美國，英國，俄羅斯等大部分建立了針對(duì)散裝物料動(dòng)態(tài)稱重的專門實(shí)驗(yàn)機(jī)構(gòu)，在這些國家，科技工作者對(duì)散裝物料稱重技術(shù)有足夠的重視，有越來越多的學(xué)者和科研人員在從事這方面的開發(fā)研究。他們發(fā)表的與之相關(guān)的專利有 100 多項(xiàng)之多，其中大多數(shù)的專利在 提高稱重技術(shù)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性方面做出了貢獻(xiàn)，并經(jīng)過廣大科研工作者和現(xiàn)場工程師們的共同努力，現(xiàn)在稱重技術(shù)在稱量的準(zhǔn)確度和檢測方法等方面也日益提高。 有些國家在皮帶秤的現(xiàn)場維護(hù)技術(shù)方面有出色的成就，像北歐的瑞典，挪威早就把皮帶秤作為散料進(jìn)出口貿(mào)易結(jié)算的公平秤了。而有些國家也專門設(shè)置有從事散料稱重和控制技術(shù)的服務(wù)公司，像美國等。 從 20 世紀(jì) 70 年代末德國人 Colljin H 和 Hyer F 的研成果上從簡支梁假設(shè)出發(fā)推導(dǎo)出了更為精確的誤差計(jì)算式。類似的研究，還有英國人 Grifihts E H，法國人 Michelni F 等的 研究，他們的不同點(diǎn)在于皮帶剛度系數(shù)的計(jì)算值有差異。 1982 年，德國人 Hahn C 利用計(jì)算機(jī)程序，把皮帶秤的機(jī)械部分簡化為質(zhì)量 彈簧 阻尼系統(tǒng)，并作了系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析。最近德國 Scheck 公司的 JostG 在 Hahn C 的誤差公式中增加了輸送帶的剛度因子，從而使得理論計(jì)算值與實(shí)測的結(jié)果更為接近了。 1991 年日本學(xué)著小野敏郎在其論文中敘述了一種微處理機(jī)輔助的動(dòng)態(tài)稱量法的理論基礎(chǔ)，并推導(dǎo)了適于微處理機(jī)的補(bǔ)償辦法，說明了硬件的配置以及所編寫的作為實(shí)驗(yàn)性的估計(jì)塔里木大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 裝置的軟件。在論述發(fā)展一種使用的動(dòng)態(tài)稱量裝置的同時(shí)，通 過動(dòng)態(tài)稱量實(shí)驗(yàn)給出一些結(jié)果。 19951996 年， HalmiiC M 等學(xué)者連續(xù)撰文，針對(duì)散料塊狀產(chǎn)品（ Mass Proudction） ,測力傳感器下的動(dòng)態(tài)稱量過程，分別引入了線性高斯法（ LQG），卡爾曼濾波，模糊邏輯估計(jì)，并分別分析研究了基于上述三種方法的數(shù)據(jù)濾波問題。并得出了比較確定的結(jié)論，即將這些先進(jìn)的方法構(gòu)成新型濾波器，有助于提高動(dòng)態(tài)稱量的速度，改善稱量精度。 1999 年， Almdoarersi 等學(xué)著撰文，提出在動(dòng)態(tài)稱量過程中，引入特征提取和兩成人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，借此實(shí)現(xiàn)振動(dòng)噪聲下的稱量信號(hào)正確估計(jì) 。并通過系統(tǒng)仿真和實(shí)時(shí)測量驗(yàn)證了方法的可行性。 美國的 Gravmierik 公司的解決方案是采用逆平衡傳感器測量物料的質(zhì)量，并反饋質(zhì)量的信號(hào)之變頻調(diào)速器，控制電機(jī)，進(jìn)一步控制傳送帶的運(yùn)動(dòng)。 北歐的瑞典，挪威紫皮帶秤現(xiàn)場維護(hù)技術(shù)上有出色的成就，這些國家早就把皮帶秤作為散料進(jìn)出口貿(mào)易結(jié)算的公證秤，使用中的計(jì)量準(zhǔn)確度《 %。 當(dāng)前德國已經(jīng)生產(chǎn)了計(jì)量準(zhǔn)確度達(dá)到毫克的檢質(zhì)皮帶秤。 國內(nèi)技術(shù)的發(fā)展情況 我們國家從 20 世紀(jì) 50 年代就已經(jīng)開始設(shè)計(jì)和制造皮帶秤。到了 60 年代后期，我們的科研工作者開始設(shè)計(jì)生產(chǎn)除了帶 有傳感器制造工藝和電子技術(shù)等水平限制，在被使用時(shí)，準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性均較差，這樣在用戶們使用時(shí)沒有得到應(yīng)有的認(rèn)可。 隨著改革開放的順利進(jìn)行，國內(nèi)從事皮帶秤的研究和制造的單位越來越多，引進(jìn)了許多的有關(guān)皮帶秤的設(shè)計(jì)制造和計(jì)量監(jiān)測等方面的先進(jìn)技術(shù)，這樣就使得我們國家在皮帶秤技術(shù)研究方面有了跨越性的發(fā)展。 自從 20 世紀(jì) 80 年代開始，常規(guī)模擬皮帶秤二次儀表就已經(jīng)逐步開始被微機(jī)數(shù)字式皮帶秤取代了。它的特點(diǎn)就是除了計(jì)算機(jī)精確度比以往高外，功能也很豐富。以