一种基于单片机的智能配料控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于单片机的智能配料控制装置，包括主控制芯片及分别与其连接的重量信号采集单元与直流电机系统控制单元；所述重量信号采集单元采集物料重量，传送给主控制芯片；所述直流电机系统控制单元包括电流检测电路、转速检测电路和PWM控制模块，分别用于检测直流电机系统的电流和转速信息，并发送给主控制芯片，主控制芯片通过PWM控制模块控制直流电机系统的运行。本发明专利技术通过荷重传感器将重量信号转化为电压信号，然后送给单片机，单片机发送触发脉冲控制信号来控制电力电子变换器的导通角度或者占空比，来控制电机的电枢电压大小，从而达到控制转速变化的目的，具有结构简单、检测全面、成本低廉、稳定度较好等优点。

Intelligent batching control device based on single chip microcomputer

The invention discloses an intelligent control device based on MCU ingredients, including the main control chip and respectively connected with the weight signal acquisition unit and DC motor system control unit; the weight signal acquisition unit weight of material sent to the main control chip; the DC motor system control unit includes a current detecting circuit, speed detection the circuit and PWM control module, respectively for the detection system of DC motor current and speed information, and sent to the main control chip, main control chip through the PWM control module of DC motor control system operation. The load weight sensor signal into voltage signal, and then sent to the microcontroller, the microcontroller sends the pulse control signal to control the power electronic converter conduction angle or the duty ratio, the armature voltage to control the size of the motor, so as to control the speed change, has the advantages of simple structure, low cost, comprehensive detection well, the advantages of stable etc..

【技术实现步骤摘要】
一种基于单片机的智能配料控制装置
本专利技术涉及物料安全配置技术，特别涉及一种基于单片机的智能配料控制装置。
技术介绍
配料系统起源于19世纪末，工业革命以来，各项新技术突飞猛进的发展，随着皮带传输系统的出现，配料系统也应运而来。最早的皮带传输系统称重原理来自于斗式输送机对散状物料连续自动称量的装置。第二次世界大战之后，随着传感器技术、电子技术的迅猛发展，配料系统的发展也是突飞猛进。配料系统的发展大致经历了以下四个阶段：第一阶段是上世纪五、六十年代的纯机械式配料系统，普遍采用机械式、光电式扫描或增量式编码器等，这一阶段的配料系统仅具有识别计数和启动功能。第二阶段是六、七十年代的传感器电子仪表配料系统，随着模拟电路和数字电路的飞速发展，逐渐出现了各种小型化的配料电动仪表。可用仪表来实现平衡、识别和累计计算等功能。第三、第四阶段是20世纪七十年代末的微机智能化的配料系统。计算机首次被引入电子配料系统，大大提高了它的集成度。此时的配料系统累计量运算采用累加法代替了积分法。第一、二阶段的配料系统只能进行简单的测量、累计计算，而且准确度不高，对系统运行过程中的变化不可控制，因此其计量过程准确度低，动态性能差，缺乏稳定性。而第三、四阶段的配料系统控制器集合了微机技术、现代计量技术、通讯技术、网络技术、工业控制等技术，不仅增强了计量的准确性，而且对其在计量过程中出现的问题能够实时监测和控制，同时，仪表的显示、报警、调零等功能的自动控制也越来越完善。而通讯技术的发展更是增强了仪表的远程维护诊断与数据传输的功能。在自动配料系统的研发与设计方面，欧美发达国家的起步较早，而当时的中国在清政府的统治下，采取闭关锁国的外交政策，使得我国没有及时的引进这些先进技术。鸦片战争以后，我国一些先进知识分子开始意识到西方科学技术的强大，渐渐摘掉了夜郎自大的眼睛，放眼看世界，开始在西方列强的压迫下摸索前进。新中国成立后，政府高度重视科学技术的发展。我国的科学技术突飞猛进，不断地克服技术上的难题。其中配料控制系统作为一个在各个生产领域方面都有其重要作用关键环节更是取得了很大成就。近年来，随着计算机技术的飞速发展，对原有配料系统进行技术方面改进已经成为必然的趋势，提出了通过数据采集、自动控制、远程监视、报警、运行管理、变频调速等多方面的技术改进方法。在生产任务繁重的时候，要求系统能够加快生产速度，集中控制电机的启动、浏览生产工业流程图、作出事故报警响应、调节电机运行速度等功能，实现所需功能的集中控制，这就要求系统可以实现远程控制功能，并且实时对现场设备进行监控。第一，大规模集成芯片的产生和广泛应用使得稳定安全的控制系统得到了基本的保证，但是在一些严酷的环境下，系统故障还是时常发生，导致我们生产出来的产品会因为外界扰动配料失调而不合格，所以系统在恶劣环境的抗干扰能力有待提高。第二，在工业生产当中尤其是化学工艺中，对物料的配料精度有着极高的要求，一般的配料自动控制系统很难满足要求，需要开发高精度高灵敏度的设备来实现这类一行业的生产自动化。对于这一点，我们除了在硬件方面采取一些措施，选择性能较高的元器件：也可以在软件编程上面下功夫。第三，现代的工业自动化虽然给我们的生产生活带来了极大的便利，但与此同时对环境也产生了不良影响，我们需要在生产过程中采用一些手段使得我们的生产更环保、更节能，认真贯彻可持续发展战略。通过以上的分析，可以看到配料自动控制系统还要经过一些完善，具有很深刻的研究意义。鉴于上述已有技术，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
技术实现思路
本专利技术目的是：提供一种基于单片机的智能配料控制装置，具有结构简单、检测全面、成本低廉、稳定度较好等优点，具有良好的应用价值。本专利技术的技术方案是：一种基于单片机的智能配料控制装置，包括主控制芯片及分别与其连接的重量信号采集单元与直流电机系统控制单元；所述重量信号采集单元包括依次连接的重量信号采集电路、信号滤波放大电路和A/D转换电路，分别用于采集物料重量，并将采集信号经放大再通过模数转换后传送给主控制芯片；所述直流电机系统控制单元包括电流检测电路、转速检测电路和PWM控制模块，分别用于检测直流电机系统的电流和转速信息，并发送给主控制芯片，主控制芯片通过PWM控制模块控制直流电机系统的运行。优选的，所述的主控制芯片采用AT89C52单片机。优选的，所述重量信号采集电路采用电阻应变传感器半桥式测量电路。优选的，所述滤波放大电路采用AD620芯片对检测到的重量信号进行放大。优选的，所述A/D转换电路采用8位A/D转换器ADC0809，将经过AD620放大得到的模拟信号转换为数字信号。优选的，所述PWM控制模块采用IGBT作为缓冲电路，获得恒定的直流电压。优选的，所述的直流电机系统的电流检测电路采用LA25A-NP霍尔式直流电流传感器，直流母线电流从LA25A-NP的I+管脚流进，二次边电流由M管脚输出，采集到的电压信号经比例运放LM345放大为0～5V的电压值，进ADC0809的A/D输入端,输出并接5.1V稳压管以保护ADC0809的A/D输入端口。输出信号连接ADC0809的IN-1端口。优选的，所述的转速检测电路，采用光栅数N＝1024线的光电编码器作为转速传感器，光电编码器产生的测速脉冲频率与电机转速有固定的比例关系，采用M/T法测速处理。优选的，所述的主控制芯片还连接有键盘与显示电路，采用8155H作为I/O扩展芯片，采用8279作为系统键盘和显示器接口芯片；所述键盘采用4×4行列结构构成16个键的矩阵式键盘；显示电路采用4线-16线译码器74LS154和LED数码显示管。优选的，所述的配料系统自动控制系统的电源系统采用由电源变压器、二极管整流电路、滤波电路和稳压电路四个部分组成的稳压电源提供单片机、D触发器4013、AD0809、SN74191需要+5V电源，AD620需要±5V，电桥测量电路需要±12V的线性电源，LA25A-NP需要±12V的电源。本专利技术的优点是：本专利技术所提供的基于单片机的智能配料控制装置，通过荷重传感器将重量信号转化为电压信号，该电压信号经过滤波、信号放大，将采集到的微弱电信号转化为一定模拟量再送给A/D转换器转换为数字信号，然后送给单片机，由I/O口发送触发脉冲控制信号来控制电力电子变换器的导通角度或者占空比，来控制电机的电枢电压大小，从而达到控制转速变化的目的。具有结构简单、检测全面、成本低廉、稳定度较好等优点，具有良好的应用价值。附图说明下面结合附图及实施例对本专利技术作进一步描述：图1为本专利技术所述的基于单片机的智能配料控制装置框图模块图；图2为本专利技术所述的重量信号采集电路的电原理图；图3为本专利技术所述的信号滤波放大电路的电原理图；图4为本专利技术所述的A/D转换电路的电原理图；图5为本专利技术所述的单片机的最小系统电原理图；图6为本专利技术所述的IGBT缓冲电路的电原理图；图7为本专利技术所述的PWM变换器电路电原理图；图8为本专利技术的总体连接电流信号采集转换电路图。图9为本专利技术的速度信号检测电路接线图电原理图。图10为本专利技术所述的PWM信号产生电路；图11为本专利技术所述的PWM驱动电路图的电原理图；图12为本专利技术所述的8155H与单片机的接口电路的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于单片机的智能配料控制装置，其特征在于：包括主控制芯片及分别与其连接的重量信号采集单元与直流电机系统控制单元；所述重量信号采集单元包括依次连接的重量信号采集电路、信号滤波放大电路和A/D转换电路，分别用于采集物料重量，并将采集信号经放大再通过模数转换后传送给主控制芯片；所述直流电机系统控制单元包括电流检测电路、转速检测电路和PWM控制模块，分别用于检测直流电机系统的电流和转速信息，并发送给主控制芯片，主控制芯片通过PWM控制模块控制直流电机系统的运行。

【技术特征摘要】
1.一种基于单片机的智能配料控制装置，其特征在于：包括主控制芯片及分别与其连接的重量信号采集单元与直流电机系统控制单元；所述重量信号采集单元包括依次连接的重量信号采集电路、信号滤波放大电路和A/D转换电路，分别用于采集物料重量，并将采集信号经放大再通过模数转换后传送给主控制芯片；所述直流电机系统控制单元包括电流检测电路、转速检测电路和PWM控制模块，分别用于检测直流电机系统的电流和转速信息，并发送给主控制芯片，主控制芯片通过PWM控制模块控制直流电机系统的运行。2.根据权利要求1所述的基于单片机的智能配料控制装置，其特征在于：所述的主控制芯片采用AT89C52单片机。3.根据权利要求2所述的基于单片机的智能配料控制装置，其特征在于：所述重量信号采集电路采用电阻应变传感器半桥式测量电路。4.根据权利要求2所述的基于单片机的智能配料控制装置，其特征在于：所述滤波放大电路采用AD620芯片对检测到的重量信号进行放大。5.根据权利要求4所述的基于单片机的智能配料控制装置，其特征在于：所述A/D转换电路采用8位A/D转换器ADC0809，将经过AD620放大得到的模拟信号转换为数字信号。6.根据权利要求1所述的基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾涵，
申请(专利权)人：常熟理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32