1 引言

       隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展,，一些行業(yè)對包裝設(shè)備不斷提出新要求,，國產(chǎn)包裝機遠不能滿足經(jīng)濟發(fā)展的需求，進口包裝機在包裝機市場占據(jù)很大份額,。本文在消化吸收國外先進技術(shù)基礎(chǔ)上,，結(jié)合我國國情，經(jīng)多年研究,，開發(fā)出光,、機、電一體化智能包裝機,，技術(shù)指標(biāo)國內(nèi)領(lǐng)先,，運行穩(wěn)定，性能可靠,，可與進口機相比美,，而價格只及同類進口機型的1／3-1／5。智能化包裝機用于自動化稱量包裝,，包裝物形態(tài)為粉狀(洗衣粉,、奶粉、咖啡等)和顆粒狀(種子,、糖果,、瓜籽、花生等),。

       本文介紹一種基于ADμC812單片機的智能包裝機,。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、造價低,、工作可靠,、適用性強。且具有如下特點：

       (1)通過電器自動控制,，實現(xiàn)雙速給料,，保證下料速度和精度；

       (2)人工上袋,，雙氣缸

挾持,，自動化程度高、工作可靠,、操作簡單,；

       (3)儀表靈敏度高，采樣速度快,，軟件功能強,，有標(biāo)準(zhǔn)接口，可與計算機通信,；

       (4)稱量速度準(zhǔn)確,，數(shù)字顯示，直觀易讀,，穩(wěn)定可靠,，維護方便；

       (5)控制柜采用密封形式,，適用’了惡劣的粉塵環(huán)境,。

       2 ADμC81 2單片機簡介

       ADμC812單片機是美國AD公司新推出的具有真正意義上的完整的數(shù)據(jù)采集芯片。其組成為：一個8通道5μs轉(zhuǎn)換時間且精度白校準(zhǔn)的12位逐次逼近A／D轉(zhuǎn)換器,、兩個12位的D／A轉(zhuǎn)換器,、8KB的閃速／電擦除程序存儲器、640字節(jié)閃速／電擦除數(shù)據(jù)存儲器,、80C52單片機的內(nèi)核,。其他的一些重要功能模塊包括：一個看門狗定時器和電源監(jiān)控器、A／D轉(zhuǎn)換器與數(shù)據(jù)存儲器之間的DMA電路,、存儲保護電路,、SPI和I2C總線接口。ADμC812優(yōu)點之一是集成了—個完全可編程的,、自校準(zhǔn),、高精度的模擬數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。ADμC812另一個優(yōu)點是它采用了閃速／電擦除存儲器,，輔之以內(nèi)含的加載器和調(diào)試軟件,，使系統(tǒng)的設(shè)編程、調(diào)試簡便,。

       3 控制器基本構(gòu)成

       控制器前端稱重探頭采用應(yīng)變式稱重傳感器,，它是一種將力信號轉(zhuǎn)換為電信號的機電元件，廣泛應(yīng)用于電子稱重領(lǐng)域,，自動控制和自動檢測領(lǐng)域等,，是稱重和檢測系統(tǒng)的核心元器件；鍵盤,、顯示管理應(yīng)用MAX7219芯片,；語音電路使用的是ISD1110多段錄放語音芯片。整個機器在ADμC812單片機的管理下工作,，控制器硬件電路如圖1,。
 

       4整機工作過程

       控制器上電后， 自動檢測數(shù)碼管,、狀態(tài)指示燈及傳感器的接線是否正確,。檢測通過后,，主顯示顯示“HELLO”?？刂破骶哂惺謩樱詣觾煞N工作狀態(tài),。在自動狀態(tài)下(運行指示燈亮，運行輸出有效)控制器自動控制快,、中,、慢加料及卸料、松袋全過程,。

       控制器在自動控制過程中,，首先啟動大投、中投及小投信號進行快速加料,。當(dāng)稱重值>大投值時,，關(guān)閉大投信號進行中速加料。當(dāng)稱重值>中投值時,，關(guān)閉中投信號,，只用小投信號進行慢速加料。當(dāng)稱重值>(目標(biāo)值—落差值)時,，關(guān)閉小投信號停止加料,，輸出定值結(jié)束信號。此時判別夾袋延時是否到,，若不到則等待,，若到則啟動卸料信號進行卸料，定值結(jié)束信號無效,。當(dāng)稱重值<近零值時,，再延時t3定時時間后，關(guān)閉卸料信號,，同時啟動t4及t6定時器,。t6定時時間到后，發(fā)松袋信號,。t4定時時間到后,，啟動下一循環(huán)。

       在檢測組中每一次循環(huán)的滿秤值與空秤值均被記錄,。滿秤值-空秤=卸料重量,。檢測組中每次卸料重量的代數(shù)平均值，作為相鄰不檢測組中每次循環(huán)的卸料重量,。在每次卸料結(jié)束后,，本次卸料重量即累加到累計重量中，且累計次數(shù)加1。累計重量最大值與最小分度有關(guān),。
        若控制器設(shè)置超,、欠量報警方式有效(ALAon)，則在檢測組中每次卸料結(jié)束后,，卸料重量與目標(biāo)值比較,。若卸料重量>(目標(biāo)值—超量值)，則產(chǎn)生超量報警,。若卸料重量<(目標(biāo)值—欠量值)，則產(chǎn)生欠量報警,。在檢測組中,，每次空秤值的代數(shù)平均值作為相鄰不檢測組及下一檢測組稱重的零點基準(zhǔn)。自動調(diào)零能在允許的清零范圍內(nèi)對秤斗中殘留的物料進行補償,，若殘留物料重量超出清零范圍,，則產(chǎn)生ErrorC報警。

       在小投關(guān)閉后,，由于機械動作的延遲及空中料流的影響,，還有一部分物料落到秤斗中，這部分物料重量稱為落差,。由于種種原因,，落差不是穩(wěn)定不變的。儀表的自動落差修正功能,，能夠?qū)β洳畹淖兓鞒鲅a償,。在檢測組中，每次滿秤值的代數(shù)平均值與目標(biāo)值的差,，作為相鄰不檢測組及廠一檢測組的落差值的正值,。當(dāng)快加料料流比較大時，容易出現(xiàn)沒有慢加料過程就卸料,，但實際重量并沒有達到目標(biāo)值,，即過沖現(xiàn)象。這是由于大料流對秤斗的沖擊造成的,。為避免過沖現(xiàn)象,，在控制參數(shù)中設(shè)置了禁止判別時間t1。在U定時時間內(nèi)小投一直有

效,，而不判別稱重值是否大于目標(biāo)值與落差值的差,，從而避開大料流的沖擊在重量上形成的波峰。在控制參數(shù)中還設(shè)置了小投時間短報警延時定時器t7,。t7定時時間大于t1定時時間,。t1定時器與t7定時器同時開始計時。若在t7定時時間內(nèi)小投關(guān)閉，說明還有過沖現(xiàn)象,，產(chǎn)生ErrorA報警,。在自動控制參數(shù)中，設(shè)置了過程循環(huán)超時報警定時器t8,。若進料及卸料循環(huán)周期超過t8延時時間,，則產(chǎn)生過程超時報警ErrorB。

       在自動控制參數(shù)中,，設(shè)置了秤體振動判定時間t2,。在檢測組中進料結(jié)束至秤體穩(wěn)定的時間，若超過t2延時時間,，則產(chǎn)生秤體振動報警Error D,。控制器可設(shè)置一批量數(shù),。在自動控制過程中,，當(dāng)進料、卸料循環(huán)次數(shù)等于批量數(shù)時,，儀表發(fā)出批量數(shù)完成報警ErrorE,；若批量數(shù)設(shè)置為0，則不會產(chǎn)生批量數(shù)完成報警：控制器掉電后,，批量數(shù)不保存,；上電后為0。為了保證控制器運行的可靠性,，在控制器的輸入端和輸出端均加有光耦隔離器件,。語音電路用的是ISDlll0多段錄放語音芯片，以改善人機界面效果,。放音電路如圖2,。
 

       ADμC812使REC變高(不管；芯片處在節(jié)電狀態(tài)還是正在放音),，芯片即開始錄音,，錄音期間，REC一直保持為高,。REC變低或內(nèi)存錄滿后,，錄音周期結(jié)束，芯片自動寫入一個信息結(jié)束標(biāo)志(EOM),，使以后的重放操作可以及時停止,，然后芯片自動進入節(jié)電狀態(tài)。REC的上升沿有84ms防顫,，防止按鍵誤觸發(fā),。芯片開始放音,，放音持續(xù)到EOM標(biāo)志或內(nèi)存結(jié)束，之后芯片自動進入節(jié)電狀態(tài),。開始放音后,，可以釋放PLAYE。使電平觸發(fā)放音(PLAYL)端從低變高時,，芯片開始放音,。放音持續(xù)至此端回到低電平，或遇到EOM標(biāo)志,，或內(nèi)存結(jié)束,。放音結(jié)束后芯片自動進入節(jié)電狀態(tài)。使循環(huán)放音(PLAYE)端出現(xiàn)高電平時,，即開始循環(huán)放音,，只能斷電才能停止。

       5 結(jié)語

       該灌裝控制器硬件結(jié)構(gòu)簡單,、工作可靠、應(yīng)性強,，具有很高的推廣價值,。