料斗秤控制系统

    卸料机料斗称量测控仪,是适用于卸料机运行过程中的料斗称量给料、放料控制;料斗动态载重倾斜控制;振动给料器起振点设定控制;存余量停振点控制;料位装载预警、报警点设定控制的装置。该装置在日本大和CFC100,CFW技术基础上,以Atmega128 CPU为核心,具有处理多路称重信号能力,并针对多路输入信号实时作出相应的智能动态控制。

    ATMEL公司新推出的AT90系列AVR单片机是很引人注目的一款微处理器。这种芯片基于新的RISC(Reduced Instruction Set Computer)结构,在设计上采用了流水线的结构,在执行前一条指令的时候,同时取出下一条指令,它的FLASH以及强大的外围接口能力使它成为目前最流行的单片机之一。

    本文采用的高性能微处理器芯片Atmega128,利用结构化、模块化程序设计的思想,实时地对三路重量信号进行采样,计算并显示出各路重量及状态,根据计算值及状态作相应的控制,以9600bps的速率和上位PC机进行串行数据传输。

    1　硬件设计

    1·1　微处理器及其特点

    Atmega128是ATMEL公司推出的高档系列产品,是基于AVRRISC的低功耗CMOS8位单片机。在外部晶振为8MHz时,一条指令的执行时间仅为125ns,这种AVR单片机的结构有利于用C语言编程,从而能高效地开发出目标产品。为了对目标代码大小进行优化,AVR单片机采用了大型快速存取寄存器文件和快速单周期指令。通过在一个时钟周期内执行一条指令, Atmega128可以取得接近1MIPS/MHz的性能。它将32个工作寄存器和丰富的指令集联结在一起,使所有的工作寄存器都和ALU(ArithmeticLogic Unit,计算机CPU中的算术逻辑单元)直接相连,允许在1个时钟周期内执行的单条指令同时访问2个独立的寄存器。Atmega128具有128k字节的Flash存储器,4k字节在线可编程EEP-ROM,4k字节SRAM,外围有2个全双工UART串行通讯接口。

    1·2　逻辑框图简解(见图1)

    (1)DC输入单元

    把DC信号经光偶隔离转化为TTL电平,送主控单元。

    (2)模拟输入单元(见图2)

    A路、B路及CD路信号分别由称重传感器信号经前置预处理、信号放大后送主控单元,由主控单元A/D转换,得到三路采样的重量信号。

    (3)人机界面单元

    由8只按健和点阵式显示屏组成,按健输入控制的参数及调整量,显示屏显示重量信号状态信息。

    (4)DC输出单元

    由11只控制继电器组成,分别控制A路偏载、预警、报警,B路偏载、预警、报警,CD路偏载,总量的起振、停振、预警和报警。

    (5)模拟输出单元

    由4路D/A输出,经电流放大,产生4~20mA的电流控制信号,分别代表A路、B路、CD路和总路的重量状态。