【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 國內(nèi)外 發(fā)展現(xiàn)狀 ???????????????????? ? ?? ??? 2 國內(nèi)外稱重技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 ????????????????? ??? 2 國內(nèi)外稱重技術(shù)發(fā)展趨勢 ?? ??????????????? ??? 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 動態(tài)稱重計(jì)量原理 ?????????????????????? ??? 7 ??????????????????????????????? 8 3 系統(tǒng)器件簡介 ?????????????????????????? ??? 9 稱架和傳感器 ???????????????????????? ??? 9 稱架介紹 ???????????????????????? ??? 9 稱重傳感器介紹與選擇 ?????????????????? ??? 10 稱重傳感器的分類 ?????????????????? ??? 10 稱重傳感器的選擇 ?????????????????? ??? 11 測速傳感器介紹與選擇 ?????????????????? ??? 13 測速傳感器分類 ??????????????????? ??? 13 測速傳感器選擇 ??????????????????? ??? 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 芯片簡介 ??????????????????? ? ??? 23 串口通信接口電路設(shè)計(jì) ?????? ??????????? ? ??? 23 程序下載線連接 ? ??? ?????????????????? ? ??? 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)說明書 1 1 1 緒論 背景及意義 背景 對物料重量的動態(tài)稱重在工業(yè)生產(chǎn)和流通貿(mào)易中占據(jù)重要地位，其中動態(tài)稱重計(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)的傳輸帶動態(tài)稱重系統(tǒng)，很好的解決了上 述問題。動態(tài)稱重系統(tǒng)在數(shù)字化，智能化等方面有長足的進(jìn)步，稱重系統(tǒng)的研究與開發(fā)也進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段。傳輸帶動態(tài)稱重系統(tǒng)是對傳輸帶上的散狀固體物料或粉料進(jìn)行連續(xù)稱量的系統(tǒng)，在電力、化工、煤炭、糧食等行業(yè)都有較廣泛的應(yīng)用，市場需求巨大。首先 對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)換稱重傳感器信號，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)用動態(tài)稱重計(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)營等多方面作用。新型的動態(tài)稱重計(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)場總線接口 很好的滿足了工業(yè)自動化和管理現(xiàn)代化的要求。自此，形成了較完整的動態(tài)稱重技術(shù)定義和動態(tài)稱重裝置，拉開了動態(tài)稱重技術(shù)發(fā)展的序幕。使用光電脈沖式或磁電脈沖式傳感器測量速度，電子儀表通過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、啟動識別和流量累加功能。 目前正在使用的傳輸帶動態(tài)稱重裝置種類繁多，結(jié)構(gòu)形式不同，分類依據(jù)多種多樣。 (1)電子傳輸帶稱重裝置 電子傳輸帶稱重裝置依靠稱重傳感器測量傳輸帶上的物料重量數(shù)據(jù)，一般使用接觸式測速傳感器測量傳輸帶運(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)說明書 3 3 于機(jī)械結(jié)構(gòu)，計(jì)量結(jié)果 誤差來自傳輸帶張力、自重、抖動等多種因素。當(dāng)伽馬射線強(qiáng)度一定時(shí)，射線穿過物料的衰減強(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)致核子傳輸帶稱重裝置計(jì)量精度較差的問題。但是，這種裝置的成本較高，而且伽馬射線的輻射對物料內(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，我國相關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量和品種都與發(fā)達(dá)國家 相差甚遠(yuǎn)，而且功能單一，可靠性差。 目前，稱重技術(shù)的主要發(fā)展趨勢為以下幾個(gè)方面： (1)小型化 體積小、重量輕、便于安裝調(diào)試 。對于較大容量的平臺稱重裝置和電子地上稱重裝置，采用 長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)稱重傳感器，稱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)既能簡化稱體結(jié)構(gòu)，又能縮減稱體高度，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，通過微型計(jì)算機(jī)的智能化處理增加稱重裝置的顯示和控制功能。對于某些應(yīng)用場合，只具備計(jì)量、顯示、量化等功能的稱重裝置遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足用戶需求。如機(jī)械部分根據(jù)實(shí)際場合的調(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) 提出了傳輸帶動態(tài)稱重系統(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)說明書 6 6 2 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)概述 傳輸帶動態(tài)稱重系統(tǒng)由五部分構(gòu)成：秤架、稱重傳感器 、測速傳感器、數(shù)據(jù)采 集電路和工控計(jì)算機(jī)。 動態(tài)稱重計(jì)量原理 數(shù)據(jù)采集電路 工控計(jì)算機(jī) 稱重傳感器 測速傳感器 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 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)傳輸帶上所通過的物料總重量。把 n段測量的瞬時(shí)重量累加就讀出傳輸帶走過 nS段長度的累積流量 W： ?? ????? ni nqqqqW 1 321 )......( （ 24） 河北工程大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說