毕业设计（论文）-微机皮带秤设计.doc

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引言

火力发电厂主要采用煤作燃料,在火力发电厂的生产成本中燃料费用约占70%以上,因此煤量的检测是电厂经济管理和成本核算的重要参数,现在各电厂都采用电子皮带秤测量煤量。随着的提高,在我国现代物料运输过程中,各种连续输送大宗散状物料的皮带输送机,都广泛采用了皮带秤,以作计量和控制之用,60年代我国由机械滚轮式皮带秤发展到电子式皮带秤。微型计算机是近代重大科技成就之一,它使计算机技术广泛应用于各行各业,是科学技术现代化的重要标志。基于这一科技成果,我国生产皮带秤厂家和科研部门以及使用单位,于1982年就开始对微机应用进行了研究,将其成功运用到了皮带秤系统中,并取得了良好的成果。目前研制成功的各式皮带秤已经过多次校验,%,%,标志着我。
微机的引入是皮带秤系统发展的一大飞跃,其良好的控制性能使其迅速占领了大型工业领域的物料输送市场。本设计正是基于工矿企业中物料输送这一课题,设计了一个用单片机8051进行检测和控制的皮带秤系统。本设计共分为八章,第一章介绍了该微机皮带秤的总体设计;第二章进行了MCS-51系列单片机介绍及其设计;第三章详细介绍了传感器选择及放大整形电路的设计;第四章介绍了硬件电路设计;第五章介绍了模拟信号的采样保持及A/D转换;第六章D/A转换及V/I转换器的设计及选用;第七章系统抗干扰措施及系统软件的设计。
由荷重传感器测出的压力信号和速度传感器取得的皮带速度信号一并送入单片机中,两个信号在单片机内按照既定的系统软件和应用软件完成过程测量计算和处理。通过该设计完成了对皮带输送物料流量的实时显示,并可通过输出的控制信号完成对电动阀门的开度控制以调节给料量的大小。

第一章微机皮带秤的总体设计
电子皮带秤是测量皮带运输量的设备。它由称量框架传感器和显示仪表等组成,可以称出皮带的瞬时输送量,也可以指示皮带上的累计输送量。在我国各行各业得到了广泛的应用。当皮带输送物料时,称量段上的物料重量通过皮带称量托辊载台作用于称重传感器,称重传感器将重量转换成电信号(mv级),送入运算器,经过放大、滤波、A/D转换变换成数字信号。装在回程皮带上的测速传感器把皮带运行的速度信号转换成脉冲信号,送入运算器。运算器将两路信号进行工程运算,从而得出物料的流量并显示。
电子皮带秤的结构形式有很多种,目前现场采用较多的是带微处理器的电子皮带秤。本设计的内容即为一个微机皮带秤系统,它主要由称重传力机构,荷重传感器,测速传感器,放大整形电路,单片机控制系统等几个部分组成。
输煤皮带在单位时间内输送的原煤量Q为
Q = q v (1-1)
式中 q——单位长度皮带上的原煤质量(Kg/m);
v——皮带运行速度(m/s)。
从式(1-1)可知,只要测量出单位长度上的原煤质量和皮带的运行速度,就可求得单位时间内输送的原煤质量。
微机皮带秤的总体设计框图如图1-1所示。
图1-1 总体设计框图
通过图1-1可知,本设计检测压力和速度两路模拟信号,具体检测重量信号采用的是电阻应变式压力传感器,其输出信号为毫伏级,故在接入A/D转换器前需要进行放大,该信号通过三运放构成的精密差动放大电路进行放大、滤波后,经LF398采样-保持器接入ADC0809进行A/D转换并送入单片机8051。另一路速度信号由电磁式速度传感器检出,经过施密特触发器构成的整形电路变为周期脉冲序列,将该信号接入8051内部的计数器计得每分钟的脉冲个数,即可得转速信号。这两路信号在8051中进行运算并得出物料的瞬时流量信号,通过8255芯片扩展的显示器可完成实时显示。由于实际控制中的需要,所以在8051外部分别扩展了8K的数据存储器与8K的程序存储器,由此构成了8051最小应用系统。该系统还配有一路控制信号的输出端口,即通过D/A转换器输出一路模拟电压控制信号,考虑到电压信号不利于远距离传输并且多数电动阀门的控制信号是电流信号,所以本设计还配有一个V/I转换器以将控制信号转换为标准的4~20mA电流信号。
第二章MCS-51单片机介绍及其设计
MCS系列单片机的应用
MCS系列单片机应用范围很广,根据使用情况大致可分为如下四大类:

单片机具有体积小、功耗低、控制功能强等优点,故可广泛应用于各类仪器仪表中引入单片机使得仪器仪表数字化、智能化、微型化,且功能大大提高。例如,精密数字温度计、智能电度表、智能流速仪、微机多功能PH测试仪等等,本设计正是单片机在智能仪器仪表中的应用。

用单片机可以构成各种工业测控系统、自适应控制系统、数据采集系统等。例如,