包装机械称重控制系统设计

1、目 录1 引言 31.1 包装机械 31.1.1 包装机械系统功能 31.1.2 包装过程 41.1.3 包装机械分类 41.1.4 包装机结构组成 42 我国包装机械发展现状及国际水平 43 包装机械称重控制系统设计 53.1 keil开发系统简介 53.2 包装秤系统63.2.1 包装机械系统图 63.3 称重控制过程73.3.1 系统基本结构示意图 73.3.2 控制程序总流程图 83.4 利用keil c51开发系统控制部分主程序 93.4.1 称重控制程序 94 结论 135 致谢 136 参考文献 14包装机械称重控制系统设计作者：杨先童 指导老师：孔晓玲安徽农业大学工学院 06级

2、机械设计制造及其自动化 合肥 230036摘要：包装机械种类繁多，主要由动力、传动和输送部分及控制系统, 制袋装置、计量充填装置、封口切断装置等构成。本文主要利用keil系统开发一种包装机械控制系统：当开始称重过程时, 称重控制器发出控制信号, 备料斗开快速下料, 物料进入计量斗后, 由计量斗上方的传感器测得重量信号,信号经处理还原为物料的重量。控制器自动比较当前的物料重量与目标重量的偏差,当偏差值E 缩小到一定范围时(如10%,即达到目标重量的90,发出信号并关闭粗给料阀门驱动备料斗进行慢速下料,使测得的重量值变化减缓,有利于精确控制。每当控制器发出停止加料信号时,控制气门阀关闭下料斗下料口

3、，防止刚刚脱离电振机出口正在下落的物料(即“飞料”进入计量斗，然后控制器发出信号, 打开计量斗排出称重完毕的物料,完成一次称重控制。关键词：包装机械 发展水平 称重 控制程序 1引言毕业设计前期我通过查阅有关资料和论文，并在导师的带领下到机电园对包装机整体与局部进行了学习和认识，使我有了一个整体的设计思路。为了更好的绘制出称重控制的流程图，自学了autocad软件。此次设计是在keil环境下，对单片机编程的开发。1.1 包装机械 包装机械是指能完成全部或部分产品和商品包装过程的机械。1.1.1包装机系统功能：（1）物料准备；（2）上包装物（袋、桶、瓶等）开始包装；（3）物料进包装物并计量物料量

4、；（4）根据物料量对进料速度进行控制；（5）物料量达到要求结束进料；（6）对包装物进行整形、包封口等；（7）对包装物搬运并进行数量计量；（8）准备下一轮包装1.1.2包装过程包装过程包括充填、裹包、封口等主要工序，以及与其相关的前后工序，如清洗、堆码和拆卸等。此外，包装还包括计量或在包装件上盖印等工序。使用机械包装产品可提高生产率,减轻劳动强度,适应大规模生产的需要，并满足清洁卫生的要求。1.1.3包装机械分类包装机械的种类繁多，分类方法很多。从不同的观点出发可有多种，按产品状态分，有液体、块状、散粒体包装机；按包装作用分，有内包装、外包包装机；按包装行业分，有食品、日用化工、纺织品等包装机；

5、按包装工位分，有单工位、多工位包装机；按自动化程度分，有半自动、全自动包装机等; 按功能可分为单功能包装机和多功能包装机；按使用目的可分为内包装机和外包装机；按包装品种又可分为专用包装机和通用包装机。1.1.4 包装机械结构组成包装机主要由动力、传动和输送部分及控制系统, 制袋装置、计量充填装置、封口切断装置等构成，其中控制系统是其核心部分，使包装机能正确有序的完成工作。控制系统一般由PLC控制器、HY-AC IV称重控制器、单片机控制器实现。2 我国包装机械发展现状及国际水平2.1 国内现状早在50 年代中期我国只有少数工厂生产包装机械,且水平很低。改革开放初期,引进了一批食品机械和包装机械

6、,具有一定的促进作用。80 年代后期,随着国民经济的突飞猛进,市场对包装机械的需求日趋扩大。此期间我国的一大批机床、通用机械、农机行业的企业开始转产从事包装机械的生产。据1986 年不完全统计, 当时仅有县以上包装机械企业1 062 个,工业产值27. 8 亿元。进入90 年代,全行业实现了高速发展,年平均增长率30 %据中国食品和包装机械工业协会1994 年统计,当时我国包装机械生产厂家有1540 家,包装机械行业总产值为25. 56 亿元,包装机械的产量总数为258 420 台,其中包装容器制造机械17112 台,直接包装机械213 303 台,包装装潢印刷机械10 508 台,辅助包装机

7、械7 493 台。据中国包总公司计划部第三次全国工业普查资料,1995 年包装机械总产量为489 569 台,其中,包装容制造机械29 514台,直接包装机械455 284 台,专用包装机械4 771 台。1997 年底,全国增加至1 600 余家从事包装机械的生产厂家;同时,从事包装机械研究及开发的科研院所达75 个,另有21 所高等院核从事包装机械专业的教学和科研工作。我国进口额较大并增长幅度较大的有浆、纸或纸板的制造和整理机械,制造纸浆、纸或纸板制品的机器,出口额最高的是制造纸浆、或纸板的机器;其次是包装或打包机器,各种容器的装封、贴标签机器,其他干燥器。2.2 国际水平在二十世纪50

8、至70 年代,合成化工和电子技术的迅速发展,对包装机械产生了很大的影响,出现了一系列以采用合成材料为包装材料的新包装工艺及设备。日本在那个时期的包装机械每年平均增长率达20 % ,进入稳定发展的80 年代,增长率仍然高于10 %。80 年代,各发达国家为了维护本国包装机械市场扩大出口能力,积极采用其他领域的新技术(如微电子、激光、热管、新材料等 ,80 年代成为开创包装机械新局面的关键性年代。欧美国家的包装机械生产,以大、中型企业为主。以联合经营的方式,扩大在国际市场上的竞争实力。欧美制造厂在经营上重视展览会上成交和销售,在发展方针上,不太注重本公司产品的品种,而是注重增加在原有品种的基础上继

9、续研究改进性能。日本的包装机械制造厂则以中小企业为主。日本最拿手的是微电子技术,用它来控制包装机,达到安全性高、无人操作、高生产率,大大提高了国际市场竞争能力。美国、德国、日本、意大利是世界上包装机械四强。3 包装机械称重控制系统设计3.1 keil系统简介Keil提供了包括C编译器、宏汇编、连接器、库管理和一个功能强大的仿真调试器等在内的完整开发方案，通过一个集成开发环境（uVision）将这些部份组合在一起。运行Keil软件需要Pentium或以上的CPU，16MB或更多RAM、20M以上空闲的硬盘空间、WIN98、NT、WIN2000、WINXP等操作系统。Keil C51是美国Keil

10、 Software公司出品的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，与汇编相比，C语言在功能上、结构性、可读性、可维护性上有明显的优势，因而易学易用。用过汇编语言后再使用C来开发，体会更加深刻。Keil C51软件提供丰富的库函数和功能强大的集成开发调试工具，全Windows界面。另外重要的一点，只要看一下编译后生成的汇编代码，就能体会到Keil C51生成的目标代码效率非常之高，多数语句生成的汇编代码很紧凑，容易理解。在开发大型软件时更能体现高级语言的优势。3.2 包装称系统包装称系统可以分成三个模块：测量模块、显示模块及控制模块。其中测量模块就是由PST 系列称重传感器、放大器OP37、A/

11、D 转换器A 组成；显示模块主要由8031、键盘/ 显示接口芯片及程序存储器、数据存储器组成；在测量模块中，PST 系列称重传感器把物体的质量转换为电压，电压通过OP37 放大后与A/D 转换器AD574A 连接，之后进入CPU8031； 显示模块主要是把到CPU8031 中处理的数据，通过键盘/ 显示器接口芯片在显示芯片上显示出来；控制部分主要是对加料进行控制。其中，控制部分是一个重点。定量包装控制器，具有精度高、性能稳定、液晶屏全中文显示、功能强大、操作简便等特点，主要用于定量包装秤的测量与控制。可实现除人工上袋外全部自动控制过程。3.2.1包装机械系统如图所示3.3称重控制过程传感器将采

12、集的重量信号，经过信号放大滤波后，送给模数转换器进行转换。单片机读取AD转换后的数据并对其进行处理。单片机输出的开关量经光电耦合器隔离后，通过固态继电器控制交流接触器的通断电，从而控制交流异步电动机的起动和停止，即控制给料的开始和停止。当超过目标值的90%时，关闭粗给料阀门，使测得重量值变化减慢，有利于精确控制。当达到目标值后，发出停止加料信号，电动机停止工作，并关闭给料阀门。然后控制器发出信号，打开计量斗排除称重完毕的物料，完成一次称重过程。3.3.1系统基本结构示意图3.3.2 控制程序总流程图3.4 利用keil c51开发系统控制部分主程序：主程序作为程序的入口, 控制各类程序的调用。

13、系统主要的任务是调用键盘管理程序, 其他的功能都由键盘管理程序和中断程序完成。这样设计的好处是使程序模块化,使主程序变得很容易编写, 而具体的功能都由子程序完成。其中初始化包括开中断、设定定时常数、工作方式设定以及完成液晶显示器的初始化等工作。调用显示主界面后, 界面显示操作方法。当按下相应的功能键时, 会触发单片机外部中断, 单片机进入中断程序, 在中断程序中扫描键盘, 并将得到的键值存入全局变量中。确认退出键为复用键。系统在按下确认退出键后会调用预退出程序。在预退出程序中, 系统会判断当前包装状态, 若正在进行包装, 则系统会等待, 直到完成当前包装周期否则会保存设定参数、包装信息等, 然

14、后退出程序返回到主界面。3.4.1 称重控制程序*#include "main.h"/*主函数*/void main(voidstatic unsigned char step=0; /称重过程步骤号AUXR = 0x01;if(fstart && !fbarrel/无斗秤getswitchstatus(;/获得开关信息if(fjiadai/称重过程时的夹袋功能fjiadai = 0;control_fa(3,1;/关闭夹袋阀switch(stepcase 0:if(!jiad_fa && f_over/判断是否已经夹袋且已清除误差报警指示f

15、_jishi = 1;step = 1;break;case 1:if(t_count >= t5/夹袋延时f_jishi = 0;t_count = 0;step = 2;break;case 2: f_jishi = 1;getval.f = curweight;step = 3;break;case 3:if(t_count >= t1/启动延时f_jishi = 0;t_count = 0;step = 5; break;/case 4: /判稳/ if(getval.f-curweight / (curweight-getval.f / step = 5;/ else/

16、step = 2;/ break;case 5: /清零zerop = datain.l;step = 6;break;case 6: if(fastweight > 0.01control_fa(1,1;else kf_pdw_flag = 1;/如果需要大投则打开快阀if(middweight > 0.01control_fa(5,1;elsezf_pdw_flag = 1;/如果需要中投则打开中投control_fa(2,1;kf_flag=1;zf_flag=1;mf_flag=1;step = 12;break;case 12:if(guanbi_flag /等待慢阀关闭

17、guanbi_flag = 0;f_jishi = 1;step = 13;break;case 13:if(t_count >= t4/稳定延时f_jishi = 0;t_count = 0;weding_flag = 1;step = 15;break; case 15:control_fa(3,0;/打开夹袋阀cur_count+;f_jishi = 1;step = 16;break;case 16:if(t_count >= 5f_jishi = 0;t_count = 0;if(cur_count >= ratecountfstart = 0;step = 0;/

18、如果额定袋数到，退出称重过程else step = 0;break;if(fpause&&(step=0/称重过程暂停fpause = 0; fstart = 0;control_fa(8,1;control_fa(6,0;/输出指示信息fclr = 1;clear(;if(fclalarm /清除误差报警指示fclalarm = 0;control_fa(7,0; 结 论毕业设计是我大学的最后一项学习任务，我十分珍惜这一次难得的理论与实际结合的机会。通过这次比较完整的包装机控制系统的设计，我摆脱了单纯的理论学习状态，和实际设计的结合锻炼了我的综合运用所学专业基础知识，解决实际

19、工程的能力。虽然毕业设计内容繁多，过程繁琐但我收获更加丰富。各种软件的应用，各系统之间的协调，我都是随着设计的深入慢慢的学会应用的。如期的完成此次毕业设计给了我很大信心，让我了解专业知识的同时是我的意志品质力，抗压能力及耐力也都得到了不同程度的提升，并让我对本专业的发展前景充满了信心。参考文献1单片机c语言的应用 北京航空航天出版社 19992 mcs-51系列单片机系统配置与接口技术 北京航空航天大学出版社 19903 单片机测控系统设计大全 北京航空航天大学出版社 19984 mcs-51单片机应用技术 哈尔滨工业大学出版社 19975 单片机高级语言c51应用程序设计 电子工业出版社6

20、单片机原理及接口技术 北京航空航天大学出版社7 期刊文章 图书馆网站8 李新春.粉态原料自动称重控制算法应用研究J.自动化技术与应用,2008(3:127-1299 秦龙 MSP430单片机应用系统开发典型实例北京：中国电力出版社，200510 nalogDevices. Microconverter,Dual 16 - Bit/24 Bit- ADCswith Embedded 62 KB FlashMCU R . 2003.11 Chlor2Alkali Market Report , No. 84 , May 31 , 2001.12 Peek Hwee sim , Chemical w

21、eek , Jan. 10 , 2001.13 Wold John ,“Wgoming soda ash , a revolution”,world soda Ash Symposium , Brussels , June 14 , 2001Title Packaging machinery weighing control system designAbstractpackaging machinery variety, mainly consists of power transmission and transport, and the control system, bag makin

22、g, measuring device filling device sealing, cutting device, etc. This paper develops a system using keil packing machine control system: when beginning, weighing controller, the control signal weighing preparation measures under the speed, material, after entering measurement dou dou above by measuring the weight signals sensors, the signal to the weight of