【正文】 em has entered a new phase .Belted dynamic weight equipment is designed for continuous weighing the bulk solids or powders on conveyor belt .And it is widely used in the fields of electricity ,chemical ,coal and food .However ,our related products generally with single function and low precision .Therefore ,the improvement of existing weighing devices ,research and development functional dynamic weighing system is imperative. This paper designs a belted dynamic weighing system based on SCM ,which is a good solution to this problem .In this paper ,the overall structure of the weighing system is present first ,and detailed analysis of the system model and working principle .It analyzes the cause of dynamic measurement errors ,and builds a mathematical model for dynamic measurement errors of singleidler electronic belt conveyor scale .According to the model ,the proposed approach use algorithm to correct errors .Solved the problem of low dynamic measurement accuracy .Then the design of system hardware and software is present .And data processing algorithms and their programming design .System uses 24bit precision A/D converter AD7730 convert the weighing signal to ensure highprecision measurement results .The result has shown the measurement errors are effectively reduced ,and the measurement accuracy can up to %.The system presented in this paper is characterized by high precision ,good stability and achieved the functions of real time monitoring and data preservation .And with the Profibus interface ,this system was well positioned to meet the requirements of industrial automation and management modernization. Key words： Dynamic weighing Transmission belt AD7730 Profibus 目錄 目 錄 摘要 ………………………………………………………………………………… ……… Ⅰ Abstract…………………………………………………………………………… ……… Ⅱ 1 緒論 ……………………………………………………………………………… ……… 1 背景及 意義 ????????????????????????? ??? 1 背景 ?????????????????????????? ??? 1 意義 ?????????????????????????? ??? 1 國(guó)內(nèi)外 發(fā)展現(xiàn)狀 ???????????????????? ? ?? ??? 2 國(guó)內(nèi)外稱(chēng)重技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 ????????????????? ??? 2 國(guó)內(nèi)外稱(chēng)重技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) ?? ??????????????? ??? 3 主要工作及論文結(jié)構(gòu) ??????????????????? ? ??? 5 2 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) ?????????????????????????? ??? 6 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概述 ??????????????????????? ? ??? 6 動(dòng)態(tài)稱(chēng)重計(jì)量原理 ?????????????????????? ??? 7 ??????????????????????????????? 8 3 系統(tǒng)器件簡(jiǎn)介 ?????????????????????????? ??? 9 稱(chēng)架和傳感器 ???????????????????????? ??? 9 稱(chēng)架介紹 ???????????????????????? ??? 9 稱(chēng)重傳感器介紹與選擇 ?????????????????? ??? 10 稱(chēng)重傳感器的分類(lèi) ?????????????????? ??? 10 稱(chēng)重傳感器的選擇 ?????????????????? ??? 11 測(cè)速傳感器介紹與選擇 ?????????????????? ??? 13 測(cè)速傳感器分類(lèi) ??????????????????? ??? 13 測(cè)速傳感器選擇 ??????????????????? ??? 15 小結(jié) ??????????????????????????? ??? 15 4 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) ?????????????????????????? ??? 17 系統(tǒng)硬件概述 ??????????????????????? ? ??? 17 系統(tǒng)微處理器 ??????????????????????? ? ??? 17 功能特性描述 ????????? ???? ??? ?????? ??? 17 引腳功能描述 ???????????? ???? ?????? ??? 18 目錄 系統(tǒng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器 ????????????? ??? ?????? ??? 19 AD7730 的工作原理 ??????????????????? ??? 20 AD7730 內(nèi)部結(jié)構(gòu) .??????????????????? ? ??? 20 AD7730 與單片機(jī)的接口設(shè)計(jì) ?? ????????????? ? ??? 21 數(shù)據(jù)采集電路通信接口設(shè)計(jì) ?????????????? ??? ? ??? 22 串口通信 ?????????? ???? ????????? ? ??? 22 RS232C 標(biāo)準(zhǔn) ?????????? ??? ???????? ? ??? 23 MAX232 芯片簡(jiǎn)介 ??????????????????? ? ??? 23 串口通信接口電路設(shè)計(jì) ?????? ??????????? ? ??? 23 程序下載線(xiàn)連接 ? ??? ?????????????????? ? ??? 24 傳感器接口設(shè)計(jì) ??????????????? ??? ???? ? ??? 25 PROFIBUSDP 接口擴(kuò)展 ??? ?? ??? ??????????? ??? 26 小結(jié) ?????????? ???????? ????????? ? ??? 27 5 單片機(jī)軟件設(shè)計(jì) ?? ? ???????? ?????? ???????? ??? 28 C51 介紹 ??? ? ?? ? ???????? ???? ???? ??? 28 單片機(jī)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) ??? ? ???????? ?? ?????? ??? 28 主程序 模塊 流程 框 圖 ??????????????????????? 29 結(jié)論 ? ???????????? ? ? ?????????? ????? ? ??? 30 致謝 ????????????? ? ????? ?????????? ? ? ??? 31 參考文獻(xiàn) ?????????? ? ????????????????? ? ??? 32 附錄 ????????????? ? ?????? ?????????? ? ??? 34 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 1 1 1 緒論 背景及意義 背景 對(duì)物料重量的動(dòng)態(tài)稱(chēng)重在工業(yè)生產(chǎn)和流通貿(mào)易中占據(jù)重要地位，其中動(dòng)態(tài)稱(chēng)重計(jì)量工具是不可缺少的計(jì)量工具。 具體提出了系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)方法，給出了數(shù)據(jù)處理算法和其編程的設(shè)計(jì)。 設(shè)計(jì) 了一套基于單片機(jī)的傳輸帶動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)，很好的解決了上 述問(wèn)題。動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)在數(shù)字化，智能化等方面有長(zhǎng)足的進(jìn)步，稱(chēng)重系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)也進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段。傳輸帶動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)是對(duì)傳輸帶上的散狀固體物料或粉料進(jìn)行連續(xù)稱(chēng)量的系統(tǒng)，在電力、化工、煤炭、糧食等行業(yè)都有較廣泛的應(yīng)用，市場(chǎng)需求巨大。首先 對(duì)硬件電路所需的器件進(jìn)行介紹。系統(tǒng)使用 24 位精度模 /數(shù)轉(zhuǎn)換芯片 AD7730 轉(zhuǎn)換稱(chēng)重傳感器信號(hào)，保證了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的高精度。在各種大宗散裝物料的傳輸帶上，都廣泛應(yīng)用動(dòng)態(tài)稱(chēng)重計(jì)量工具，起到了提高計(jì)量精度、縮短作業(yè)時(shí)間、提高管理效率、節(jié)約資源和改善經(jīng)營(yíng)等多方面作用。新型的動(dòng)態(tài)稱(chēng)重計(jì)量工具不僅僅是提供重量信息的獨(dú)立儀表，而是現(xiàn)代工業(yè)一體化和管理自動(dòng)化的重要組成部分。從使用目的方面而言，可以精確監(jiān)管生產(chǎn)環(huán)節(jié)，提高結(jié)算精度，還可用于組成各種自動(dòng)化配料系統(tǒng)和工業(yè)控制系 統(tǒng)。另外系統(tǒng)擴(kuò)展了現(xiàn)場(chǎng)總線(xiàn)接口 很好的滿(mǎn)足了工業(yè)自動(dòng)化和管理現(xiàn)代化的要求。自此，形成了較完整的動(dòng)態(tài)稱(chēng)重技術(shù)定義和動(dòng)態(tài)稱(chēng)重裝置，拉開(kāi)了動(dòng)態(tài)稱(chēng)重技術(shù)發(fā)展的序幕。使用光電脈沖式或磁電脈沖式傳感器測(cè)量速度，電子儀表通過(guò)模擬積分放大電路或數(shù)字積分放大電路實(shí)現(xiàn)配重平衡、啟動(dòng)識(shí)別和流量累加功能。 目前正在使用的傳輸帶動(dòng)態(tài)稱(chēng)重裝置種類(lèi)繁多，結(jié)構(gòu)形式不同，分類(lèi)依據(jù)多種多樣。 (1)電子傳輸帶稱(chēng)重裝置 電子傳輸帶稱(chēng)重裝置依靠稱(chēng)重傳感器測(cè)量傳輸帶上的物料重量數(shù)據(jù)，一般使用接觸式測(cè)速傳感器測(cè)量傳輸帶運(yùn)行速度，這導(dǎo)致計(jì)量精度受制河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 3 3 于機(jī)械結(jié)構(gòu)，計(jì)量結(jié)果 誤差來(lái)自傳輸帶張力、自重、抖動(dòng)等多種因素。當(dāng)伽馬射線(xiàn)強(qiáng)度一定時(shí)，射線(xiàn)穿過(guò)物料的衰減強(qiáng)度與物料的成分、密度、厚度等參數(shù)呈指數(shù)關(guān)系。實(shí)驗(yàn)證明，相同載荷的同種物料不同的擺放形式下，計(jì)量的結(jié)果相差很大，甚至高達(dá) 17%，存在物料形狀影響導(dǎo)致核子傳輸帶稱(chēng)重裝置計(jì)量精度較差的問(wèn)題。但是，這種裝置的成本較高，而且伽馬射線(xiàn)的輻射對(duì)物料內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定 性和工作人員的身體健康都是不利的，所以激光 核子傳輸帶稱(chēng)重裝置應(yīng)用并不普遍。但是，由于核心技術(shù)與工藝落后、機(jī)械設(shè)備與電子儀表老化、新產(chǎn)品研發(fā)能力欠缺等因素困擾，我國(guó)相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量和品種都與發(fā)達(dá)國(guó)家 相差甚遠(yuǎn)，而且功能單一，可靠性差。 目前，稱(chēng)重技術(shù)的主要發(fā)展趨勢(shì)為以下幾個(gè)方面： (1)小型化 體積小、重量輕、便于安裝調(diào)試 。對(duì)于較大容量的平臺(tái)稱(chēng)重裝置和電子地上稱(chēng)重裝置，采用 長(zhǎng)方形或正方形閉合截面的薄壁鋼排列成一個(gè)竹排式秤體結(jié)構(gòu)，在最外邊兩根薄壁鋼兩端的切口內(nèi)分別安裝 4個(gè)稱(chēng)重傳感器，稱(chēng)重傳感器的固定支撐結(jié)構(gòu)就是秤架的受力支點(diǎn)，這種設(shè)計(jì)既能簡(jiǎn)化稱(chēng)體結(jié)構(gòu)，又能縮減稱(chēng)體高度，是一種很有發(fā)展前景的設(shè)計(jì)方式。 (3)智能化 稱(chēng)重裝置的計(jì)量顯示與控制部分與微型計(jì)算機(jī)相連，通過(guò)微型計(jì)算機(jī)的智能化處理增加稱(chēng)重裝置的顯示和控制功能。對(duì)于某些應(yīng)用場(chǎng)合，只具備計(jì)量、顯示、量化等功能的稱(chēng)重裝置遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足用戶(hù)需求。如機(jī)械部分根據(jù)實(shí)際場(chǎng)合的調(diào)整，與外圍設(shè)備的組合，系統(tǒng)硬件與外圍設(shè)備的連接，調(diào)節(jié)計(jì)量范圍和精度，通過(guò)軟件設(shè)置調(diào)整輸入輸出方式、通信方式等功能。 2 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) 提出了傳輸帶動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)的總體系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和計(jì)量原理。 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 6 6 2 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概述 傳輸帶動(dòng)態(tài)稱(chēng)重系統(tǒng)由五部分構(gòu)成：秤架、稱(chēng)重傳感器 、測(cè)速傳感器、數(shù)據(jù)采 集電路和工控計(jì)算機(jī)。 動(dòng)態(tài)稱(chēng)重計(jì)量原理 數(shù)據(jù)采集電路 工控計(jì)算機(jī) 稱(chēng)重傳感器 測(cè)速傳感器 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 7 7 通常情況下，計(jì)算傳輸帶上 物料的流量需要采集物料的瞬時(shí)重量數(shù)據(jù)和傳輸帶的瞬時(shí)速度數(shù)據(jù)。瞬時(shí)重量為某一瞬間傳輸帶上的物料重量，累計(jì)流量為某一段時(shí)間內(nèi)傳輸帶上所通過(guò)的物料總重量。把 n段測(cè)量的瞬時(shí)重量累加就讀出傳輸帶走過(guò) nS段長(zhǎng)度的累積流量 W： ?? ????? ni nqqqqW 1 321 )......( （ 24） 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)