基于87C520CPU的动态称重仪表控制系统

　　0 引言

　　随着高炉强化冶炼和喷煤粉量的提高，炼铁对物料的要求越来越高。在球团生产工艺进程中，需将铁料、燃料、熔剂、返矿等几种物料按一定比例配成混和料，配比的精确性以及配料体系的可靠性将直接影响烧结矿、球团矿质量和经济效益。在钢厂球团多套自动配料体系中，以单个 W77E58CPU 为核心的动态称重仪表所组成的一个个体系为子控制体系，将现场的质量信号收集和处理，交由上位机处理，并由单个W77E58CPU 为核心的动态称重仪表完成信号处理和发出控制指令，形成稳固可靠、轻便实用的烧结自动配料系统。本文介绍的就是钢厂球团配料计量系统中采取最新技术研制、生产的高精度、高可靠性的新一代皮带秤仪表 LEI - 03FI，该仪表可与各种不同规格皮带秤秤架组合利用，对各种散状物料进行连续计量和定量配料。仪表采用 W77E58CPU 和 24 位 A/D 转换器AD7710，其智能化的 PID 电流输出可以控制调速器或变频器，以适应圆盘给料机、电振器、螺旋给料机等给料装置、直接拖料等定量给料装置的控制需要。

　　1 皮带秤机械工作原理

　　称重给料机系统主要包括: 秤架( 包括安装支架) 、称重传感器、速度传感器、防跑偏措施、头部刮板、拉紧装置、配料秤的密封罩、支撑架、胶带、托辊、辊筒、结构件( 卸料端带有衬板的卸料漏斗、拖料端带拖料漏斗及手动调节门等) 、变频调速电机、接线盒及连接电缆( 称重传感器之间) 、通信连接设施( 称重给料机系统) 、皮带秤仪表等。它的核心部分是皮带秤( 如图1) 。皮带秤的主要由秤架、积算仪和速度传感器组成; 而称重给料机系统的结构特点和精度主要由皮带秤的设计结构决定。

　　由称重传感器将检测到物料的质量转变成毫伏级电压信号，经过运算放大器处理放大后，A/D 转换单元进行转换，转换结果由LEI -03FI 中的CPU 按一定的数学模型进行实时运算和补偿，得到物料瞬时流量和累计质量。计算结果通过 LCD 液晶显示，并通过外围电路以标准电流信号方式输出。LEI -03FI 仪表还可以通过RS -485 接口与计算机之间进行通信，从而实现计算机管理和网络控制。

　　2 仪表主要技术指标

　　仪表称重线性度: 0.02%FS;

　　称重输入灵敏度: 0.15 μV/d;

　　仪表与称重传感器距离: ≤1500 m;

　　皮带秤动态计量准确度: ±0.25%。

　　3 硬件系统的结构设计

　　硬件系统是整个仪表的骨架，是软件系统的载体。皮带秤积算仪采用具有信号调理功能的模数变换器 AD7710。AD7710 是一种双通道、低电平差动输入、∑ - Δ 信号调理型的模数变换器，它内部含有可编程增益放大器、多路转换器、电荷平衡模/数变换器、时钟发生器、参考电压源、串行接口。该芯片具有集成度高、非线性误差小( 0.0015%) 、分辨率高( 21.5 位) 、微控制器串行接口等特点。