采用CAN總線的礦渣粉螺旋秤控制系統(tǒng)
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4．2計(jì)量控制過程
控制儀表獲得啟動命令后，稱重傳感器測量出計(jì)量秤當(dāng)前的負(fù)荷，通過A/D轉(zhuǎn)換器，讀入到單片機(jī)。因螺旋秤的旋轉(zhuǎn)速度恒定，在單片機(jī)內(nèi)計(jì)算出物料的瞬時(shí)流量。經(jīng)過CAN總線從上位儀表處獲取設(shè)定流量，調(diào)用PID算法程序，計(jì)算出設(shè)定值后，再通過D/A轉(zhuǎn)換芯片產(chǎn)生4~20mA信號，控制變頻器的頻率，從而控制葉輪給料機(jī)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。在完成控制的同時(shí)，處理瞬時(shí)流量，計(jì)算出累計(jì)量。并按要求計(jì)算出各班的產(chǎn)量。
4．3標(biāo)定過程；
4．3．1．皮重標(biāo)定過程
首先標(biāo)定螺旋秤的皮重，一般要連續(xù)標(biāo)定3次，每次的值應(yīng)該相等，這樣才能保證計(jì)量準(zhǔn)確。這個(gè)過程就是調(diào)用標(biāo)定子程序，將10s（此數(shù)可調(diào)）的皮重值讀入單片機(jī)，平均后的皮重值存儲于單片機(jī)作為最新標(biāo)定值。
4．3．2．實(shí)物標(biāo)定過程
按照固定設(shè)定轉(zhuǎn)速下料一段時(shí)間，將控制儀表上獲得的累計(jì)值與實(shí)際下料值相比較，修正稱量系數(shù)。此過程調(diào)用實(shí)物標(biāo)定子程序，將螺旋秤的毛重值讀入單片機(jī)，去除皮重值后，計(jì)算出實(shí)物累計(jì)量。再稱量出實(shí)際下料量，通過鍵盤輸入到單片機(jī)中。單片機(jī)就會計(jì)算出稱量系數(shù)。一般標(biāo)定3次，就能標(biāo)準(zhǔn)確。
5 智能儀表間通信的設(shè)計(jì)
5．1 CAN節(jié)點(diǎn)的硬件設(shè)計(jì)
一個(gè)CAN節(jié)點(diǎn)由單片機(jī)、CAN控制器、CAN收發(fā)器等組成，
CAN控制器選用Philips 公司的SJA1000。其內(nèi)部分別為控制器寄存器組、發(fā)送緩沖區(qū)和接收緩沖區(qū)，它們組成32個(gè)字節(jié)的尋址空間。為了連接到單片機(jī)，SJA1000提供一個(gè)復(fù)用的地址/數(shù)據(jù)總線和附加的讀/寫控制信號， SJA1000能被看作單片機(jī)AT89C52的外圍存儲器。為了保證系統(tǒng)的同步，使用了一個(gè)24 MHz的晶振作為SJA1000的振蕩器，用它的7號引腳（CLKOUT）作為AT89C52的時(shí)鐘脈沖。系統(tǒng)中SJA1000的片選由單片機(jī)的P2.7口控制。如圖2所示。
圖2 接口電路圖
CAN總線收發(fā)器選用82c250,主要負(fù)責(zé)物理接口部分的處理，包括邏輯電平的控制和接口電氣特性的處理，它是SJA1000與物理總線的接口。在CAN總線的網(wǎng)絡(luò)終端，需加一個(gè)120Ω的匹配電阻Rt。可以防止在阻抗不連續(xù)的情況下出現(xiàn)反射現(xiàn)象，而使信號扭曲。
5.2 CAN總線通信軟件的設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)CAN節(jié)點(diǎn)通信功能主要是將本節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)信息傳送給CAN通信網(wǎng)絡(luò)的另一個(gè)節(jié)點(diǎn)，以及接收網(wǎng)絡(luò)上另一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳來的信息。CAN總線單個(gè)節(jié)點(diǎn)的軟件設(shè)計(jì)主要包括CAN節(jié)點(diǎn)初始化，信息的接收和信息的發(fā)送3個(gè)子模塊。選用德國Keil公司推出的Keil C軟件進(jìn)行目標(biāo)代碼編譯。
軟件設(shè)計(jì)包括3個(gè)子模塊：
1) 初始化子模塊：首先AT89C52關(guān)閉SJA1000所有中斷源,然后進(jìn)行初始化設(shè)置,主要有:設(shè)置工作方式，配置時(shí)鐘分頻寄存器,設(shè)置驗(yàn)收碼寄存器,設(shè)定波特率等等工作。在初始化內(nèi)部寄存器時(shí)，注意各節(jié)點(diǎn)位速率一致，收發(fā)同步。初始化結(jié)束后，進(jìn)入工作狀態(tài)。
2) 接收子模塊：負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)信息的接受，報(bào)文的接收有兩種方式，中斷和查詢接受方式，為提高實(shí)時(shí)性，采用中斷方式接收。當(dāng)CAN控制器接受到信息后向微控制器發(fā)出中斷信號，微控制器執(zhí)行中斷程序?qū)⑿畔⒆x入。
3)發(fā)送子模塊：負(fù)責(zé)節(jié)點(diǎn)信息的發(fā)送,將要發(fā)送的信息組合成一幀,放入發(fā)送緩沖器中,然后啟動SJA1000發(fā)送即可。
6 結(jié)束語
螺旋計(jì)量秤采用了以單片機(jī)為核心的智能儀表，其內(nèi)部包括高精度的A/D、D/A轉(zhuǎn)換器，使得控制系統(tǒng)穩(wěn)定、計(jì)量準(zhǔn)確。用CAN總線通信，提高了系統(tǒng)的反應(yīng)速度和實(shí)時(shí)性。CAN節(jié)點(diǎn)的連接只要兩根線，也節(jié)省了部分電纜。該系統(tǒng)調(diào)試后已運(yùn)行數(shù)月，運(yùn)轉(zhuǎn)情況良好，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。
參考文獻(xiàn)：
[1>鄔寬明.CAN總線原理和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M>.北京航空航天大學(xué)出版社
陀螺儀相關(guān)文章:陀螺儀原理
稱重傳感器相關(guān)文章:稱重傳感器原理
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