Cân điện tử đa đầu độ chính xác cao và thông minh

Tác giả: Smartweigh – Máy cân đa đầu

1. Giới thiệu Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ thông tin điện tử hiện đại, cân điện tử đa đầu đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp kinh tế và xã hội. Chức năng tính toán và các chức năng khác được khách hàng đánh giá cao. Chìa khóa của cân điện tử đa đầu thông minh bao gồm hai phần mềm hệ thống chính: hệ thống kiểm tra và xử lý dữ liệu và trang công nghệ tương tác người-máy. Hệ thống phương pháp kiểm tra và xử lý dữ liệu bao gồm cả việc hiển thị kết quả đo dưới sự kiểm soát của người dùng, chẳng hạn như sao chép thông tin. Bài viết chủ yếu giới thiệu chi tiết phần kiểm tra của phần mềm hệ thống, bao gồm việc hiệu chuẩn tự động mạch nguồn của cảm biến. Thiết kế phương án hiệu chuẩn cảm biến đáp ứng và hoạt động trung gian của CPU kép. 2. Thiết kế giao tiếp sơ đồ tổng thể hệ thống. Chìa khóa của nghiên cứu khoa học là phương pháp hoàn thiện hệ thống phần mềm thông minh. Hệ thống giám sát cân đa đầu chủ yếu bao gồm bộ khuếch đại hoạt động của cảm biến, mạch nguồn thu thập dữ liệu (chuyển đổi tương tự/số), các thành phần điều khiển trung gian, mạch nguồn phản hồi, bù ngoài và ứng dụng nguồn chuyển mạch.

Chức năng của mạch nguồn là thay thế giá trị trọng lượng tịnh bằng giá trị điện áp làm việc thay đổi nhẹ theo tín hiệu truyền từ cảm biến biến dạng điện trở, và khuếch đại nó thành dữ liệu điện áp làm việc được chấp nhận bởi chip xử lý chuyển đổi tương tự/số phù hợp. Tín hiệu này được sử dụng để thực hiện chuyển đổi A/D, sai số hệ thống của bảng điều khiển chủ yếu do bộ phận này gây ra, vì vậy sơ đồ thiết kế của bộ phận này liên quan đến độ chính xác của toàn bộ phần mềm hệ thống. Bộ xử lý trung tâm không chịu trách nhiệm vận hành toàn bộ phần mềm hệ thống, mà thực hiện phương pháp xử lý dữ liệu, hiệu chuẩn tự động, chuyển đổi tự động quy trình, thay thế thiết bị truyền dẫn đáp ứng. Mạch nguồn thực hiện truyền lệnh và dữ liệu ở giữa CPU của phần mềm hệ thống trang. Phần mềm hệ thống nguồn chuyển mạch cung cấp một hệ thống cấp nguồn và phân phối tuyệt vời cho hoạt động trơn tru của phần mềm hệ thống, và cung cấp nguồn chuyển mạch cầu nối nguồn điện chất lượng cao. 3. Phát triển phần cứng Phần quan trọng trong phát triển phần cứng của hệ thống giám sát cân điện tử bao gồm 3 phần: bộ khuếch đại thuật toán, mạch nguồn chuyển đổi tương tự/số, điện trở máy công cụ CNC. Chip xử lý khuếch đại thuật toán tích hợp AD525C được sử dụng được thể hiện trong Hình 2. Điện áp hoạt động trôi nhiệt độ đầu ra phải thấp hơn 25. Điện áp hoạt động trôi nhiệt độ phải thấp hơn tỷ lệ loại bỏ thông thường CMR, khoảng 90dB khi độ khuếch đại chung lớn hơn 0,003^ (khi G=l). Là một bộ khuếch đại âm thanh, AD524 chứa các điện trở độ chính xác cao cho tt1WG=l, 10, 100 và 1000 kiểu chân SI: làm cho đầu JWRG2 của ống lớn hơn và tương đối. Sau khi chân chọn hệ số nhân được kết nối trước (lúc này, RG1 không được kết nối với đầu ra), chức năng khuếch đại tương đối có thể được hoàn thành. Ngoại trừ phương pháp ghép nối nội bộ này, khi giá trị khuếch đại được chỉ định từ 1 đến 100.

Khi quá trình chuyển đổi tiếp tục, AD524 cũng có một cách khác để điều khiển giá trị khuếch đại. Một biến trở trượt RG được sử dụng để kết nối ống 3 (RG2) của chip xử lý AD524 với chân 16 (RGD), và giá trị điện trở tương ứng với G RG là RG-40K/(Gl)3.2 mạch nguồn chuyển đổi số. Trong sơ đồ thiết kế này, bộ chuyển đổi tương tự/số đa kênh 14 bit MAX194 do MAXIM sản xuất được lựa chọn. Chip xử lý này có DAC/SWM kiểu tụ điện, giá đỡ ống lấy mẫu, 10 DAC hiệu chuẩn, giao tiếp và điều khiển nối tiếp không chỉ có đặc điểm hoạt động tốc độ cao, độ chính xác cao, tiêu thụ điện năng, v.v., mà mạch nguồn hiệu chuẩn bên trong của nó còn hiệu chuẩn độ tuyến tính và độ lệch bù, có thể được điều chỉnh mà không cần điều chỉnh bên ngoài. Duy trì tất cả 18 hiệu suất cố định trong phạm vi nhiệt độ cho phép. Đặc điểm của giao tiếp nối tiếp cho phép IB kết nối ngay lập tức với hầu hết các bo mạch điều khiển biểu tượng, điều này đơn giản hóa đáng kể nguyên lý mạch phần mềm hệ thống. Ngoài ra, nó mô phỏng nguồn điện chuyển mạch tương tự và chuyển mạch dữ liệu. Cấu trúc tách nguồn cũng giúp giảm đáng kể tác hại của nhiễu dữ liệu. Các đặc điểm chính của nó là: độ phân giải màn hình là 14 bit; độ lệch của hệ thống rời rạc tích phân là 0,33%, và tỷ lệ tín hiệu dữ liệu trên nhiễu cộng và mất khung là 82dB; 9. Khi điện áp làm việc tham chiếu là +9V, khi điện áp làm việc đầu vào thay đổi từ 0 đến 9V hoặc từ 5 đến +9V, âm lượng dữ liệu đầu ra thay đổi từ 0OOOH đến 3FFFH. Luồng được lập trình sẵn được sử dụng để điều khiển sự thay đổi giá trị điện trở của nó. Sơ đồ thiết kế này chọn điện trở máy công cụ CNC không bay hơi X9241 do Tập đoàn Xicor sản xuất, bao gồm 4 mảng điện trở, mỗi mảng bao gồm 63 mô-đun điện trở. Ở giữa mỗi mô-đun và 2 nút, có các điểm chạm có thể được duyệt bằng cách kéo mô-đun. Vị trí của mô-đun kéo trong mảng được khách hàng điều khiển theo ổ cắm bus nối tiếp hai dây, và địa chỉ chi tiết của thành phần vật lý được xác định bằng phím A0 - A3 ở cuối hộp — X9241 so sánh phân tích luồng dữ liệu của giao tiếp nối tiếp với tình trạng của đầu vào địa chỉ chi tiết. Khi cả 4 bit địa chỉ chi tiết đều tương đối thành công, bên kia sẽ phản hồi để cho biết rằng nó đã được chọn. Và mỗi X9241 có 4 mảng điện trở, vì vậy hai đường I/O của CPU có thể vận hành tổng cộng lên đến 64 mảng điện trở, và mỗi mảng điện trở được liên kết với một thanh ghi đầu cuối kéo (WCR) và bốn địa chỉ thanh ghi 8 bit, tất cả đều có thể được khách hàng tải hoặc đọc.

Nội dung của bộ nhớ đếm đầu cuối kéo (WCR) điều khiển bit JL của đầu cuối kéo trong mảng điện trở. Trong cấu trúc lệnh của X9241, ngoài khả năng đọc ghi bộ nhớ và lệnh truyền dữ liệu giữa các bộ nhớ, còn có lệnh cho phép đầu kéo (WCR) tăng/giảm một đơn vị tối thiểu bằng lệnh INC-WIPER. Mỗi lần thực hiện lệnh INC-WIPER, tức là đầu kéo sẽ di chuyển một trong 63 mô-đun điện trở, điều này cho thấy sơ đồ thiết kế của chương trình hiệu chỉnh điểm 0 mang lại sự tiện lợi rất lớn. 4 nguyên tắc hệ thống: 1) Khởi động lại: Sau khi phần mềm hệ thống được bật nguồn, giải pháp khởi động lại được thực hiện trước tiên. Nếu không có lệnh hệ thống nào từ trang công nghệ tương tác người-máy của bảng điều khiển, phần mềm hệ thống sẽ tải từ trạng thái vào EEPROM mỗi khi bắt đầu hiệu chuẩn và thực hiện nhận dạng. Tự động kích hoạt các thông số chính như cài đặt trước ban đầu hoặc phương pháp kênh an toàn, giá trị cơ sở và độ lợi được thiết lập trước khi ở chế độ chờ trước đó. Sau đó, CPU đưa ra lệnh chuyển đổi công tắc tương tự đa kênh AD7502 sang kênh an toàn thứ tư và đầu vào ① và ② của thiết bị đo và bộ khuếch đại. Các transistor AD524 được nối tắt, và CPU điều khiển điện trở của máy công cụ CNC theo hệ thống được lập trình sẵn. Giá trị điện trở của điện trở 10K trong thiết bị X9241 được thay đổi, và việc điều chỉnh điểm 0 tự động của bộ khuếch đại thiết bị đo giá trị khuếch đại bộ điều khiển lập trình được thực hiện. 2) Điều chỉnh cảm biến: Khi người vận hành xác định rằng cân đa đầu điện tử không có tải, lệnh điều chỉnh điểm 0 của cảm biến được nhận theo trang công nghệ tương tác người-máy, và CPU chấp nhận thông tin được truyền bởi CPU của trang công nghệ tương tác người-máy theo nội dung giao tiếp nối tiếp, phân biệt số nhóm của cảm biến cần điều chỉnh, điều chỉnh điện trở X9241 tương ứng của máy công cụ CNC, thực hiện điều chỉnh ban đầu và điều chỉnh tinh, và mạch nguồn thực hiện nhiệm vụ hàng ngày là điều chỉnh điểm 0 tự động của cảm biến. 3) Điều chỉnh điểm 0 bằng phần mềm hệ thống: Sau khi CPU điều chỉnh giá trị khuếch đại của bộ khuếch đại và cảm biến (nếu cần) của bộ điều khiển lập trình, CPU thu thập giá trị điện áp hoạt động còn lại của điểm 0 theo bộ chuyển đổi A/D MAX194 và lưu trữ vào EEPROM. * Chờ cho đến khi mọi thứ hoạt động bình thường. Khi cân trẻ, hãy trừ đi giá trị này một lần nữa. "Nếu môi trường tự nhiên thay đổi đáng kể và CPU không nhận được lệnh hiệu chỉnh điểm 0, khách hàng có thể phát lệnh hiệu chỉnh điểm 0 bất cứ lúc nào và bất cứ nơi đâu theo trang tương tác của máy, để cân điện tử đa đầu được hiệu chuẩn lại. Ngoài ra, đối với lỗi dữ liệu điểm 0 do bộ chuyển đổi A/D tạo ra, MAX194 sẽ tự động hiệu chỉnh điểm 0 sai của bộ chuyển đổi A/D trong vòng 50ms kể từ khi bật nguồn. CPU cũng có thể sử dụng bộ chuyển đổi A/D MAX194 để thực hiện thao tác hiệu chỉnh thực tế. Nói chung, cân điện tử đa đầu này có chức năng hiệu chỉnh điểm 0 tự động và thời gian thực với phần mềm hệ thống tuyệt vời" để đảm bảo hoạt động cân chính xác cao.#4) Chức năng phản hồi cảm biến. Phần mềm hệ thống này có chức năng phản hồi cảm biến độc đáo, giúp phần mềm hệ thống có phạm vi hoạt động rất phổ biến từ vài kg đến hàng chục tấn. Công nghệ chính là điều khiển lập trình. Khi khách hàng chọn một loại cảm biến nhất định trong phạm vi đo theo mục tiêu ứng dụng của mình, hoặc khi cảm biến được thay thế do các lỗi thông thường (hoặc thay đổi trong quy trình sản xuất), các kỹ thuật viên chuyên nghiệp của Các dự án kỹ thuật (hoặc khách hàng) chỉ cần kết nối cảm biến với phần mềm hệ thống, theo trang công nghệ tương tác người-máy, nhập lệnh và phạm vi ứng dụng, và đặt thành phần KG hoặc tấn tiêu chuẩn (mã bị thiếu) vào bảng cân trong phần mềm hệ thống, sau đó bộ chuyển đổi kỹ thuật số A/D sẽ đọc giá trị mV/kg hoặc mV/t làm giá trị cơ sở và lưu trữ nó trong EEPROM của phần mềm hệ thống để sử dụng khi cân.

Ngoài ra, CPU tính toán và làm rõ giá trị khuếch đại của bộ điều khiển lập trình, giá trị khuếch đại của bộ khuếch đại thiết bị AD524 theo giá trị cơ sở và các thông số chính của phạm vi đo được truyền từ phần mềm hệ thống công nghệ tương tác người-máy của CPU. CPU điều khiển điện trở 2K trong chiết áp kỹ thuật số X9241. Giúp bộ khuếch đại giá trị khuếch đại của bộ điều khiển lập trình hoạt động theo tiêu chuẩn giá trị khuếch đại mới, và thực hiện hiệu chuẩn phạm vi đo của bộ phát. Bên cạnh giá trị trọng lượng tịnh của vật cân, thông tin còn có một loạt các chức năng như cài đặt kênh an toàn, cài đặt giá trị cơ sở, cài đặt doanh nghiệp, cài đặt giá trị khuếch đại, điều chỉnh điểm 0 tự động và duy trì điều kiện cài đặt mặc định. 5.1 Thiết kế lập trình chính Các chức năng trong hệ thống giám sát cân đa đầu điện tử đều được khách hàng kích hoạt theo bảng điều khiển trong phần mềm hệ thống công nghệ tương tác người-máy. Do đó, hệ thống giám sát và phần mềm hệ thống tương tác đã cam kết các giao thức sau; tương tác người-máy Mỗi chức năng của phần mềm hệ thống kỹ thuật được thiết lập tương ứng với một byte, được gọi là từ lệnh. Khi bảng điều khiển thực hiện thao tác thực tế của một chức năng nhất định, từ lệnh tương ứng được gửi từ phần mềm hệ thống công nghệ tương tác người-máy, và hệ thống giám sát chấp nhận nó thông qua việc kết thúc giao diện nối tiếp (vì hệ thống chính sách kiểm tra cần thực hiện cân và đẩy cân. Sau khi thực hiện thao tác thực tế, kết quả chỉ có thể được chấp nhận bằng phương pháp kết thúc chứ không phải bằng phương pháp truy vấn), sau khi thực hiện nhận dạng lệnh 'đi đến bộ lắp ráp mục dịch vụ tương ứng'.

Ngoài ra, từ lệnh cũng được nạp vào EEPROM và trở thành trạng thái cần nạp sau khi hiệu chuẩn. Cập nhật EEPROM trong luồng chương trình và nạp lại từ trạng thái EEPROM sau khi quay lại đầu luồng chương trình độc lập. Sau mỗi lần khởi động phần mềm hệ thống và thiết lập lại tham số chính, chương trình hiệu chỉnh điểm 0 tự động của bộ khuếch đại được phân bổ một lần, và chương trình nguồn phải thoát khỏi chu kỳ cân và bắt đầu lại từ đầu sau mỗi lần cổng đường dây bị ngắt. Điểm chờ của luồng chương trình kết thúc là quay lại vị trí ban đầu của quá trình làm sạch, vì vậy một bit cờ bổ sung 7QH được đặt để phân biệt xem ngắt kết thúc có được bật hay không. Nếu xảy ra, nó sẽ thoát khỏi hệ thống chu trình cân và đặt lại các thông số chính.” 5.2 Thiết kế chương trình con - 5. Bộ khuếch đại XI được điều chỉnh thành một nửa của bộ lắp ráp. Đầu tiên, CPU chọn kênh thứ 4 của việc mở khuôn đa kênh. Kết quả là 2 đầu vào của chip khuếch đại được nối tắt và tín hiệu dữ liệu điện áp đầu vào bằng không, và quá trình khuếch đại được thực hiện. Giá trị đầu ra của đồng hồ đo cần được điều chỉnh — điện áp phân cực AC. Đặt đầu kéo của X9241 lên đầu cuối cố định của điện áp phân cực dương đầu ra của bộ khuếch đại, tức là gửi OOH^ đến đầu cuối kéo WCRC đối diện (bộ nhớ đếm) và sau đó bật chuyển đổi A/D. Luồng chương trình là cộng và trừ thông tin dữ liệu thu được (lớn hơn 1FFFH) và 1FFFH (1FFFH là lượng dữ liệu đầu ra khi điện áp hoạt động của ADCMAX194 mô phỏng tốc độ dòng chảy đầu vào bằng không, và xác định xem sự khác biệt có phải là số dương hay không, nếu là số dương thì lặp lại WCR cộng KA/D và hoạt động thực tế của phép cộng và phép trừ, cho đến khi kết quả của hiệu số bằng 0 hoặc quá trình kết thúc khi giá trị thay đổi từ dương sang âm. 5-2.2 Luồng chương trình cảm biến Sm Thiết kế lập trình điều chỉnh điểm 0 của cảm biến và bộ khuếch đại Khái niệm điều chỉnh điểm 0 tương tự. Sự khác biệt phụ thuộc vào; CPU không cần phải đặt số vào WCR trước, mà ngay lập tức kích hoạt chuyển đổi A/D để phân biệt đầu ra của khối lượng dữ liệu và kích thước 1FFFH. Nếu vượt quá, vào WCR và tăng dần 1 vào bộ lắp ráp. Sau đó vào WCR và giảm dần 1 vào bộ lắp ráp.

Tại đây, giá trị WCR được thay đổi dần dần trong một trong hai bộ lắp ráp cho đến khi đầu ra A/D và 1FFFH được kết thúc trong thời gian tới. 5.2.3 Luồng chương trình thiết lập giá trị cơ sở Chọn thiết lập giá trị cơ sở trên bảng điều khiển hoạt động của phần mềm hệ thống công nghệ tương tác và nhấn giữ. Lúc này, CPU của hệ thống giám sát có thể chuyển sang bộ lắp ráp giải pháp kết thúc do nhận được tín hiệu dữ liệu của giao tiếp ứng dụng và xác định sự chấp nhận trong bộ lắp ráp giải pháp kết thúc đối với từ lệnh hệ thống, sau đó vào bộ lắp ráp thiết lập giá trị cơ sở.

Tác giả: Smartweigh – Các nhà sản xuất máy cân đa đầu

Tác giả: Smartweigh – Bộ cân tuyến tính

Tác giả: Smartweigh – Máy cân tuyến tính và đóng gói

Tác giả: Smartweigh – Máy đóng gói cân đa đầu

Tác giả: Smartweigh – Khay Denster

Tác giả: Smartweigh – Máy đóng gói dạng vỏ sò

Tác giả: Smartweigh – Máy cân kết hợp

Tác giả: Smartweigh – Máy đóng gói Doypack

Tác giả: Smartweigh – Máy đóng gói túi sẵn

Tác giả: Smartweigh – Máy đóng gói quay

Tác giả: Smartweigh – Máy đóng gói thẳng đứng

Tác giả: Smartweigh – Máy đóng gói VFFS