电脑组合秤控制系统的设计

　　组合秤控制系统是一种广泛应用于商品流通领域和食品包装企业的电子衡器, 由于它采用组合式计量的称重方法, 成功达到称重既快又准的目的。尤其在计量不规则形状的物料(如高级糖果、膨化食品)时, 它的优越性更为显著。因此, 组合称重技术以其高精度、高速度代表了当今称重技术的最高水平及发展方向。但在我国, 组合秤控制系统发展较晚, 其控制技术只有日本、德国、美国、法国、英国等少数几个发达国家掌握, 而且它的产品价格很高。因而, 我国许多中小食品包装厂家没钱购买该产品,对行业的发展形成了障碍。在我国, 迫切需要大量廉价的组合秤, 以满足包装计量行业发展的需要。

　　一、组合秤控制系统的工作原理

　　首先, 物料由物料输送机送到贮料斗, 然后主振机开始振动把物料从贮料斗排出, 其中调整贮料斗的高度可以调节物料下落的速度。物料从贮料斗出来, 均匀进入各线振盘, 进入进料斗贮存起来, 称重斗完成上一次称重并清空。进料斗的门打开进入称重斗进行称重, 称重斗装有称重传感器和卸料门, 称重传感器测出称重斗物料的重量, 以电信号送入计算机, 计算机对其进行筛选组合, 系统根据设定的参数值进行组合计算, 便获得处于产品目标重量范围内的最佳组合结果。如果有N个料斗, 则有2N- 1种可能组合模式, 通常仅用部分组合,使用组合数的多少与每次组合用几份分量有关, 系统对选中的称重斗作标记, 如果某几个称重斗被选中, 微机发出命令使其料斗门开启, 排出物料。该物料被集中放到集料斗中, 输送给包装机进行包装。如果某些称重斗未被选中, 则该物料保留, 下一个工作循环时计算机对未选中的而仍在继续喂料的称重斗直接参与计算, 如此循环, 直到人为停止。如某几个称重斗在多次组合中未被选中, 则该料斗被强迫选中一次, 在含该料斗的组合中选择最佳组合, 并对卸掉该物料的传感器自动清零。

　　二、组合秤系统中每一个称重控制单元的硬件设计

　　1.MSC1210单片机

　　本系统在提高测量准确度方面, 选用MSC1210单片机 作 为 下 位 机 称 重 单 元 的 主 芯 片 , 主 要 是 利 用 了MSC1210的24位A/D接口, 它体现在以下两个方面: (1)内部集成了一个24位高分辨率的∑- Δ模数转换器(ADC),在设定的采样频率下, 采样差分输入通道的电压信号经过信号调理电 路 后 接 到MSC1210的 输 入 通 道AINO-AIN7, 开输入缓冲器, 以提高ADC的输入阻抗, 从而提高测量准确度; (2) 根据被测信号的大小, 实现量程的自动切换。在不同的应用场合, 被测信号的范围较宽,信号电平可以从毫伏级到伏级, 但是模数转换器不可能在各种情况下都能与之匹配。为了保证必要的准确度, 系统使用MSC1210的可编程放大器PGA通过改变量程的办法解决这一问题。合理选择PGA的大小, 提高ADC的有效分辨率, 实现量程的自动切换, 有利于提高ADC的有效准确度。