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0引言
在工業(yè)生產(chǎn)過程中有很多環(huán)節(jié)都涉及到定量稱重的問題，比如糧食、化肥的包裝過程，醫(yī)藥化工的配料過程，飼料的配ii包裝過程等市場上的電子定量包裝秤稱量誤差范圍大、工人勞動強度大、機械結構笨重、自動化程度不高、、效率低下。目前:國際上一些著名的工程機械大公司(如CAT、VOLVO、利勃海爾等)都在自己的產(chǎn)品上廣泛釆用CAN總線技術，大大提高了整機的可靠性、可檢測性和可維修性，同時提高了智能化水平早。
本文設計的全自動電子定量包裝秤，采用CAN總線的分布式控制系統(tǒng)系統(tǒng)中上位機與數(shù)據(jù)釆集模塊間的信息交換通過car總線連接，信號傳輸可靠性高、抗干擾能力強另外,與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)敷設線纜少、實現(xiàn)成本低、設計靈活、采用模塊化設計，為調(diào)試安裝帶來方便。
1系統(tǒng)結構功能分析
全自動電子定量包裝秤實現(xiàn)邊給料邊稱重，將規(guī)定質量的松散物料自動裝入一個一個的包裝袋中，裝好物料的包裝袋就自動落到輸送機上，再經(jīng)輸送機送到縫包機進行縫包。裝料和稱重都是自動完成，不需要人工干預。
定量包裝秤有一個關鍵的技術指標:稱量精度結合國家對糧食企業(yè)的生產(chǎn)實際需求，提岀以下系統(tǒng)設計技術指標:灌裝物料精確度達到2欄誤差值;設計可視化人機界面;外形結構要求新穎象用，更加人性化、更具備操作性;設計硏發(fā)夾口整形機，使整個定量置子秤流水線減少人工工位等秤主體摒棄上機架和下機架分體的設計方式，釆用整體式結構,即將進料槽和秤的主體安裝在一起的結構形式，這種設計優(yōu)點在于減少了售后人員的安裝調(diào)試時間。進料機構釆用繼電器加料閥控制3段加料，即用3個繼電器來控制3個開關閥門：3個閥門依次為，快速加料口，呻速加料口，及“慢速加料口”，通過“三段加料法，提高定量包裝秤的精度降低了調(diào)節(jié)進料門時操作難度，使得整個過程變得更加簡單人性化日。
系統(tǒng)釆用基于CAN網(wǎng)絡的主從分布式測量與控制系統(tǒng)，采用模塊化設計，以單片機為控制核心,使系統(tǒng)易于實現(xiàn)、易升級，具有較強的適用性，降低系統(tǒng)的開發(fā)成本。同時，系統(tǒng)的模塊化設計為系統(tǒng)調(diào)試、安裝帶來了方便。
2系統(tǒng)組成
電子定量包裝秤是自動定量包裝系統(tǒng)的關鍵設備，它既是計量裝置，又是自動化程度較高的機電一體化控制設備它既要符合計量標準，又要滿足自動包裝工藝的要求。定量包裝秤的結構是否合理,對其性能影響很大，進而關系到整個包裝系統(tǒng)的性能。圖］為系統(tǒng)的總體框圖，系統(tǒng)各部分通過CAN總線相連，所有的控制和反饋數(shù)據(jù)均通過CAN總線傳輸，各部分功能實現(xiàn)模塊化當節(jié)點嚴重錯誤時，具有自關閉功能，以切斷該節(jié)點與總線的聯(lián)系,使其他節(jié)點的通信不受影響，具有較強的抗干擾能力，其可靠性和實時性遠高于普通的通信技術。

該電子定量包裝秤控制系統(tǒng)主要由微控制器、CAN通信模塊、控制模塊、信號輸入模塊、電源模塊、看門狗復位模塊組成圖2為控制系統(tǒng)結構示意圖。電源模塊由傳感器供電一模塊、單片機供電模塊、CAN供電模塊組成，負責給各個模塊供電一控制模塊通過控制繼電器加料閥的關斷進行加料控制稱重傳感器從各號機處采集數(shù)據(jù)經(jīng)過微處理器處理后由CAN通信模塊傳輸給CAN總線0CAN總線在接收到數(shù)據(jù)信息后，通過can-RS232轉換節(jié)點，將底層傳送的can數(shù)據(jù)轉換為可識富泳］Ks232數(shù)據(jù)，工控機可對采集的數(shù)據(jù)信息進行顯示和分弟:同時工控機發(fā)送的數(shù)據(jù)轉換為可識別的數(shù)據(jù),從而實現(xiàn)系統(tǒng)底層模塊與工業(yè)控制計算機的通信根據(jù)工控機發(fā)送過來的數(shù)據(jù)，微控制器對控制模如進行控制操作日。
3硬件設計
電子定量包裝秤動態(tài)稱重系統(tǒng)中的控制系統(tǒng)是協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)有序工作的大腦,微處理器采集來自稱重傳感器的信號,再通過CAN總線將采集的信號傳輸給上位機，在顯示器上輸出系統(tǒng)的狀態(tài)信息，實現(xiàn)對系統(tǒng)的動態(tài)觀察。
該系統(tǒng)微處理采用具有高性能、低功耗的STC89C52系列單片機它是由宏晶科萩推出的新一代高速低功耗、超強抗干擾的單片機片內(nèi)集成4KB的FLASH存儲器可反復編程/擦除10（X）次，數(shù)據(jù)可以保留io年,CAN通信模塊由CA\控制器SJA1000.CAN收發(fā)器PCA82C251組成。CAN控制器SJA1000與微處理器之間的數(shù)據(jù)交換經(jīng)過一組寄薦器和一個ram完成。RAM部分的寄存器和地址窗口組成了發(fā)送和接收緩沖器它包括接收輸入比較器電路，能與82C251兼容。82C251是CAN總線和CAN控制器的添橋梁，對總裁供差動發(fā)送操作和對（：A\控制器提供差動接收操作,它的CANH和CANL引腳分別連接5fi的電阻再與（沽、總線相連，5Q的電阻用來限流，以免電流過大損壞器件口采用高速光耦6N137作為82C251和SJAI000的連接橋梁，實現(xiàn)CW節(jié)點間的京有隔離，從而可提高CAN總線節(jié)點的抗干擾能力。另外，為了實現(xiàn)上位機的RS232電平（-10~+10V）與TL電平（0?+5V）的相互轉換，確保數(shù)據(jù)的正確。

系統(tǒng)采用MAX232電平轉換芯片看門狗復位模塊，采用看門狗芯存X25O45,可防丄外界干擾設計圖如圖3所示。圖4給出了全自動電子定量包裝秤的數(shù)據(jù)采集。
采用型號為I6E~C3SOKC£B的單點式稱重傳感器。它精度高，適合量程為0.05kg到300kg的稱重濾波電路常用于濾去整流輸出電壓中的紋波，一般由電抗元件組成。稱重傳感器輸出模擬量信號經(jīng)過濾波電路后，通過放大器將輸入的電壓信號放大。再將放大后的模擬信號進行a/D轉換后交給微處理器處理。所采用的模數(shù)轉換芯片使用AD7710。

4軟件設計
系統(tǒng)通電后，電源指示燈亮。按下啟動按鈕，系統(tǒng)開始運作，進料過程:物料從儲料斗經(jīng)過給料裝置進入稱重3。一開始，給料裝置快速進料。此時,傳感器不停采取數(shù)據(jù)信號并交給上位機處理顯示,上位機將處理后的信息反饋給微處理器，微處理器根據(jù)此反饋信息控制繼電器加料閥。系統(tǒng)中預先設定了中速進料和慢速進料臨界值，若上位機顯示的當前值達到預定值時，就改變進料的速度    當慢速進料停止時，整個進料過程結束判斷物剝重量有沒有超過規(guī)定的公差范圍，若超過公差范圍，則報警;若沒有超過公差范圍，則稱重過程結束,當稱重過程結束后，系統(tǒng)進行輸送縫包夾口整個的包裝過程結束，開始進行下一輪的包裝。

5實驗結果
實驗通過硃碼的重量來測試稱重傳感器的準確性將瑟碼放置在電子秤上，分多個時段分別測量重量為100隊和15g的硃碼。表中的測得值為電子秤上測量每到的如,相同質量的砥碼，在不同時刻測得值的誤差范圍在.1x以內(nèi)，說明數(shù)據(jù)采集模塊在溫漂、外界干擾及長時商環(huán)境下工作正常;不同質量祛碼切測得值誤差范圍也.以內(nèi),說明電子秤可以滿足不同包裝規(guī)格,表1為傳感器靜態(tài)數(shù)據(jù)測量。通過表格可以看出，測得值的波動都在誤差范圍內(nèi)，滿足系統(tǒng)的設計要求。

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