Balança eletrônica multicabeças inteligente e de alta precisão

Autor: Smartweigh– Balança Multicabeças

1 Introdução Com o rápido desenvolvimento da tecnologia da informação eletrônica contemporânea, as balanças eletrônicas multicabeçais têm sido amplamente utilizadas em diversos setores socioeconômicos. As funções de fórmula e outras funcionalidades são muito apreciadas pelos clientes. A chave para uma balança eletrônica multicabeçais inteligente reside em dois softwares de sistema principais: o sistema de inspeção e processamento de dados e a interface de interação homem-máquina. O sistema de inspeção e processamento de dados exibe os resultados das medições, permitindo o controle por parte do usuário, como informações e cópias. Este artigo apresenta em detalhes a parte de inspeção do software de sistema, incluindo a calibração automática do circuito de alimentação do sensor. O esquema de projeto da resposta à calibração do sensor e seu funcionamento intermediário com CPU dupla também são abordados. 2 Esquema geral do sistema de comunicação. A chave para a pesquisa científica é a forma de completar o sistema de software inteligente. O sistema de monitoramento da balança multicabeçais é composto principalmente por amplificador operacional do sensor, circuito de alimentação para aquisição de dados (conversão analógica/digital), componentes de controle intermediários, circuito de alimentação de feedback, compensação externa e aplicação de fonte de alimentação chaveada.

A função do circuito de alimentação é substituir o valor do peso líquido pelo valor da tensão de trabalho, que varia ligeiramente de acordo com a transmissão do extensômetro de resistência, e convertê-lo para os dados de tensão de trabalho aceitos pelo chip de processamento de conversão analógico-digital apropriado. O sinal e a conversão A/D são realizados, sendo que o erro do sistema no painel de instrumentos é causado principalmente por esta parte. Portanto, o projeto desta parte está diretamente relacionado à precisão de todo o software do sistema. A unidade central de processamento (CPU) não é responsável pela operação e funcionamento de todo o software do sistema, mas realiza o processamento de dados, calibração automática, transformação automática de processos e substituição responsiva de dispositivos de transmissão. O circuito de alimentação realiza a transmissão de instruções e dados no meio da CPU do software do sistema. O software do sistema de alimentação chaveada fornece um excelente sistema de alimentação e distribuição de energia para a operação suave do software do sistema e oferece um alto grau de chaveamento de alimentação em ponte. 3. Desenvolvimento de Hardware A chave para o desenvolvimento de hardware do sistema de monitoramento de balança eletrônica inclui 3 partes: amplificador operacional, circuito de alimentação para conversão analógica/digital e resistor para máquina-ferramenta CNC. O chip de processamento do amplificador operacional integrado AD525C utilizado é mostrado na Figura 2. A tensão de operação com deriva térmica de saída deve ser inferior a 25 V. A tensão de operação com deriva térmica deve ser inferior à taxa de rejeição comum (CMR), que é de cerca de 90 dB quando o ganho geral é maior que o de um sistema discreto grande. 0,003^ (quando G=1). Como amplificador de som, o AD525C contém resistores de alta precisão para tt1WG=1, 10, 100 e 1000 pinos do tipo SI: faça o terminal JWRG2 do tubo maior e, após a seleção do pino multiplicador ser conectada previamente (neste momento, o RG1 não está conectado ao pino), a função de amplificação da amplificação relativa pode ser concluída. Além deste tipo de método de casamento interno, quando o valor de ganho especificado é de 1 a 100.

Quando a transição é continuada, o AD524 também possui outra maneira de controlar o valor do ganho. Um reostato deslizante RG é usado para conectar o pino 3 (RG2) do chip de processamento AD524 ao pino 16 (RGD), e o valor de resistência correspondente a G RG é RG-40K/(Gl)3.2. Neste esquema de projeto, o conversor analógico/digital S1 de 14 bits MAX194, produzido pela MAXIM, foi selecionado. O chip de processamento possui DAC SPWM do tipo capacitor, suporte para bocal de amostragem, 10 DACs de calibração, comunicação serial e controle. Além de apresentar características como alta velocidade de operação, alta precisão e baixo consumo de energia, seu circuito interno de alimentação de calibração ajusta a linearidade e a diferença de offset, permitindo ajustes sem necessidade de intervenção externa. Mantém todos os 18 parâmetros fixos dentro da faixa de temperatura permitida. A comunicação serial permite a conexão direta da placa IB com a maioria das placas de controle, simplificando consideravelmente o princípio do circuito do software do sistema. Além disso, simula a comutação analógica de fontes de alimentação e dados. A estrutura de separação da fonte de alimentação também reduz significativamente os danos causados ​​pelo acoplamento ruído-dados. Suas principais características são: resolução de tela de 14 bits; desvio do sistema discreto integral de 0,33% e relação sinal-ruído de dados com perda de quadros de 82 dB; 9. Quando a tensão de referência de trabalho é +9 V, ao variar a tensão de entrada de 0 a 9 V ou de 5 a +9 V, o volume de dados de saída varia de 0 ... A posição do módulo de arrastar na matriz é controlada pelo cliente através do conector do barramento serial de dois fios, e o endereço detalhado do componente físico é definido pelas chaves A0 a A3 no caso final. O X9241 compara a análise do fluxo de dados da comunicação serial com a situação do terminal de entrada de endereço detalhado. Quando todos os 4 bits do endereço detalhado são relativamente bem-sucedidos, a parte responde indicando que a seleção foi concluída. Cada X9241 possui 4 matrizes de resistores, permitindo que as duas linhas de E/S da CPU operem com até 64 matrizes de resistores no total. Cada matriz de resistores está associada a um registrador de terminal de arrastar (WCR) e quatro endereços de registradores de 8 bits, todos os quais podem ser carregados ou lidos pelo cliente.

O conteúdo da memória de contagem do terminal de arrasto (WCR) manipula o bit JL do terminal de arrasto na matriz de resistores. Na estrutura de comando do X9241, além da memória de leitura e gravação e do comando para transferência de dados entre as memórias, existe também um comando que permite ao terminal de arrasto (WCR) mover-se para um valor mínimo de 63 unidades, chamado INC-WIPER. Cada vez que um INC-WIPER é executado, o terminal de arrasto move um módulo de resistor em 63 posições, o que demonstra a grande conveniência do fluxo do programa de ajuste de zero. Quatro princípios do sistema: 1) Reinicialização: Após a inicialização do software, a reinicialização é realizada. Se não houver nenhum comando do sistema na página de tecnologia de interação homem-máquina do painel de controle, o software carregará a palavra de status na EEPROM a cada início de calibração e realizará a identificação. Ativará automaticamente os principais parâmetros, como o preset original ou o método de canal seguro, o valor base e o ganho definidos antes do modo de espera anterior. Em seguida, a CPU envia o comando para converter a chave analógica multicanal AD7502 para o quarto canal seguro e os terminais de entrada ① e ② do amplificador do instrumento e equipamento. O AD524 é curto-circuitado e a CPU controla a resistência da máquina-ferramenta CNC de acordo com o sistema pré-programado. O valor da resistência do resistor de 10K no dispositivo X9241 é alterado e o ajuste automático de zero do ganho do controlador programável do amplificador do equipamento de instrumento é realizado. 2) Ajuste do sensor: Quando o operador determina que a balança eletrônica multicabeças está sem carga, o comando de ajuste de zero do sensor é obtido de acordo com a página de tecnologia de interação homem-máquina (IHM). A CPU aceita as informações transmitidas pela IHM por meio de comunicação serial, identifica o número do grupo do sensor que deve ser ajustado, ajusta o resistor X9241 correspondente da máquina-ferramenta CNC, realiza o ajuste inicial e o ajuste fino, respectivamente, e o circuito de alimentação executa a tarefa diária de ajuste automático de zero do sensor. 3) Ajuste de zero do software do sistema: Após a CPU ajustar o ganho do amplificador e o sensor (conforme necessário) do controlador programável, a CPU coleta o valor residual da tensão de trabalho restante do ponto zero, de acordo com o conversor A/D MAX194, e o armazena na EEPROM. * Aguarde até que tudo esteja normal. Ao pesar a criança, subtraia esse valor novamente. "Caso o ambiente natural sofra grandes alterações e a CPU não receba o comando de ajuste de zero, o cliente pode emitir esse comando a qualquer momento e em qualquer lugar, através da página interativa da máquina, para que a balança eletrônica multicabeças seja calibrada novamente. Além disso, para erros nos dados do ponto zero gerados pelo conversor A/D, o MAX194 corrigirá automaticamente o ponto incorreto do conversor A/D dentro dos 50 ms originais de cada inicialização. A CPU também pode usar o conversor A/D MAX194 para realizar a operação de ajuste. De modo geral, esta balança eletrônica multicabeças possui a função de ajuste de zero automático e em tempo real, graças ao excelente software do sistema, garantindo sua alta precisão de pesagem. #4) Função de resposta do sensor. Este software de sistema possui uma função exclusiva de resposta do sensor, que permite que o sistema opere em uma faixa de pesagem muito ampla, de alguns quilogramas a dezenas de toneladas. A tecnologia principal é o controle programável. Quando o cliente seleciona um determinado tipo de sensor dentro da faixa de medição, de acordo com sua aplicação específica, ou quando o sensor é substituído devido a falhas comuns (ou alterações no sistema), o software realiza a calibração automática. No processo de produção, os técnicos profissionais de projetos de engenharia (ou o cliente) precisam apenas conectar o sensor ao software do sistema, de acordo com a página de tecnologia de interação homem-computador, inserir o comando e o escopo da cena e colocar o componente padrão KG ou tonelada (código ausente) na plataforma de pesagem do software do sistema. Em seguida, o conversor digital A/D lê o valor de mV/kg ou mV/t como valor base e o armazena na EEPROM do software do sistema para uso durante a pesagem.

Além disso, a CPU calcula e esclarece o valor de ganho do controlador programável do amplificador do instrumento e do equipamento AD524, de acordo com o valor base e os principais parâmetros da faixa de medição transmitidos pela CPU do software do sistema de tecnologia de interação homem-máquina. A CPU opera o resistor de 2K no potenciômetro digital X9241. Faz com que o amplificador do controlador programável opere sob o novo padrão de valor de ganho e realiza a calibração da faixa de medição do transmissor. Além do valor do peso líquido do objeto pesado, as informações também incluem uma série de funções, como configuração do canal de segurança, configuração do valor base, configuração da empresa, configuração do valor de ganho, ajuste automático de zero e manutenção da condição de configuração padrão. 5.1 Projeto de programação principal As funções do sistema de monitoramento da balança eletrônica multicabeças são todas ativadas pelo cliente de acordo com o painel de operação no software do sistema de tecnologia de interação homem-máquina. Portanto, o sistema de monitoramento e o software do sistema interativo seguem os seguintes protocolos: interação homem-máquina: Cada função do software do sistema técnico é configurada para corresponder a um byte, chamado de palavra de comando. Quando o painel de operação executa uma operação real de uma determinada função, a palavra de comando correspondente é enviada pelo software do sistema de tecnologia de interação homem-máquina e o sistema de monitoramento a aceita por meio de terminação da interface serial (pois o sistema de política de inspeção precisa implementar pesagem e envio de pesagem. Após a operação real, o resultado só pode ser aceito pelo método de terminação e não pelo método de consulta), após a execução da instrução de identificação 'ir para o montador do item de serviço correspondente'.

Além disso, a palavra de comando também é carregada na EEPROM, e torna-se o estado a ser carregado após a calibração. Atualize a EEPROM no fluxo do programa e carregue novamente a palavra de estado da EEPROM após retornar ao início do fluxo do programa independente. Após cada inicialização do software do sistema e reinicialização dos parâmetros principais, a programação automática de ajuste de zero do amplificador é alocada uma vez, e o programa fonte deve sair do ciclo de ponderação e começar do início após cada vez que a porta de linha for encerrada. O ponto de espera do fluxo do programa de encerramento é o retorno ao ponto original de purga, portanto, um bit de sinalização adicional 7QH é definido para distinguir se a interrupção de encerramento está habilitada ou não. Caso isso ocorra, o sistema sairá do ciclo de pesagem e os parâmetros principais serão reiniciados.” 5.2 Projeto de subprogramação - 5. O amplificador XI é ajustado para metade do montador. Primeiro, a CPU seleciona o 4º canal da abertura do molde multicanal. O resultado é que os 2 terminais de entrada do chip amplificador são curto-circuitados e o sinal de dados de tensão de entrada é zero, e a amplificação é realizada. O valor de saída do medidor deve ser ajustado — tensão de polarização CA. Coloque a cabeça de arrasto do X9241 no terminal fixo da saída do amplificador com tensão de polarização positiva, ou seja, envie OOH^ para o terminal de arrasto oposto WCRC (memória de contagem) e, em seguida, habilite a conversão A/D. O fluxo do programa consiste em somar e subtrair as informações de dados obtidas (mais de 1FFFH) e 1FFFH (1FFFH é a quantidade de dados de saída quando a tensão de trabalho do ADCMAX194 simula a taxa de fluxo de entrada de zero e determina se a diferença é um número positivo; se for positiva, o número é repetido WCR mais KA/D e o valor real A operação de adição e subtração é executada até que o resultado da diferença seja zero ou seja interrompida quando o valor muda de positivo para negativo. 5-2.2 Fluxo do programa do sensor Sm Projeto de programação do ajuste de zero e amplificador do sensor O conceito de ajuste de zero é semelhante. A diferença reside no fato de que a CPU não precisa definir o número no WCR primeiro, mas imediatamente habilita uma conversão A/D para distinguir a saída do volume de dados e o tamanho de 1FFFH. Se exceder o limite, entra no WCR e incrementa gradualmente em 1. Em seguida, entra no WCR e decrementa gradualmente em 1.

Aqui, o valor WCR é alterado gradualmente em um dos dois montadores até que a saída A/D e 1FFFH sejam finalizados em breve. 5.2.3 Fluxo do programa de configuração do valor base Selecione a configuração do valor base no painel de operação do software do sistema de tecnologia interativa e pressione e segure. Nesse momento, a CPU do sistema de monitoramento pode alternar para o montador da solução de finalização devido ao recebimento do sinal de dados da comunicação do aplicativo e identificar a aceitação no montador da solução de finalização para a palavra de comando do sistema e, em seguida, entrar no montador de configuração do valor base.

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