混凝土储料罐料位自动测量仪

　　1　引　言

　　目前,储料仓料位测量装置已有很多种类。固体材料料位测量装置有放射性同位素型、超声波型、微波型和传统的电容式等,其共同弱点是测量精度受被测材料的种类、性质、成分含量和测量环境的影响。本文介绍的自动测量系统是采用单片机来控制机械测量机构,可以有效地克服上述测量装置的缺点。

　　2　系统概貌

　　整个系统由MCS—51型单片机系统辅以相应的输入、输出信号的处理电路和机械测量机构组成,如图2—1所示。单片机系统根据设定或人工控制信号及测量机构反馈信号来决定测量电机的动作和输出相应的显示、报警信号等。

　　2·1　单片机控制系统组成

　　单片机系统由CPU 8031、锁存器74LS373、E-PROM2764、键盘显示接口8279、键盘和显示器件及相应的驱动电路、监视定时器(WDL)电路等组成。

　　2·1·1　8031输入输出信号及分配:8031上各信号及I/O口分配如表2—1所示。

　　2·1·2　键盘及显示:系统设键11个,除k10键为系统复位键,其余k0~k9键均由8279支持。k0为自检键,k1、k2、k3、k4键分别为下限、上限、测量时间间隔、料仓总高度设定功能键,k5、k6键为设定值增加、减小键,k7为全部设定值循环显示键,k8为设定值全部确认键,k9键为即时测量键。

　　系统显示为4位数码管,由8279的B0~B3、A0~A3和SL0~SL3分别通过74LS07驱动后提供显示段选和位选信号,最高位显示为符号位,当其显示字符为E、T、H、L、A时分别表示此时显示数值为料仓总高度、设定测量时间间隔、设定上限值、设定下限值及实际测量值,其余3位为数值显示位,显示数值为00·0~99·9,单位为m或min。此外还有4个发光二极管分别指示正在测量、超下限报警、超上限报警及测量电机过载。

　　2·2　测量机构及信号

　　测量机构由电动机带动钢索及测量锤实施测量。如图2—2所示,电机正、反转对应于下放和提升测量锤。压力检测开关S1用于检测测量锤是否接触料面;原位检测开关S2用于检测测量锤是否回到原始(最高)位置。测量盘由钢索带动旋转,它与开关S3配合输出计数脉冲用以计算测量锤下放深度。S2及S3均为霍尔开关。此外,测量电机回路还装有过流检测开关,当电机过载时,系统停止电机工作并输出报警信号。

　　3　部分单元电路

　　3·1　监视定时器(WDT)及复位电路

　　电路如图3—1所示,74LS123及电阻R2、R3电容C3、C4构成两个可重触发的单稳态触发器;电容C1、C2电阻R1及键k10构成上电复位及手动复位电路;门G2、G3构成基本触发器,门G1输出至8031复位端(9脚)。单片机工作正常时由8031的P1·2口定时地发出脉冲维持IC1的1Q端为高电平,IC2的2Q端为高电平,当系统失常后P1·2口不能持续发出脉冲,1Q由高电平跳至低电平触发IC2,2Q端为低电平并维持一定时间使G1门输出高电平导致系统复位。每次复位结束后,8031检查其P1·1口的状态,若为高电平则表示上电复位或手动复位,若为低电平则表示非正常复位,由此来决定系统参数是否需要重新设定。