1、 1 第 1 章 绪论 基于皮带配料秤单片机控制系统是在总结比较现有多种配料系统的总体结 构，控制方法的基础上，并结合微机配料生产过程自动化要求不断提高的情况 以及配料秤系统本身所处环境和所控对象特殊性、多样性的情况下设计研制而 成的。该系统是一种用于测量和控制皮带输送机的速度和物料流量的实时控制 器。实现了自动化管理，具有技术先进、功能比较完备、操作简单、应用灵活、 运行可靠等优点。 1.1 课题背景及其意义 皮带输送机广泛地应用于矿山、冶金、码头和化工等行业，对于散装的固 态原料(如矿石、水泥、煤粉)进行自动输送，特别适合于高温、高空和有害环 境下作业。对于食品等工农业生产也有很大的作用，
2、例如：饲料的生产需根据 各种牲畜的生长规律，在不同的生长期需要成份含量不同的饲料；各种化工产 品、建筑材料、农药的生产也是一样。配料质量控制的优劣直接关系着下游生 产能否顺利进行。一方面为了提高产品的质量和产量，提高生产效率，另一方 面对特殊性、多样性的环境，可以减轻岗位工人的劳动强度，保护了工人的安 全。鉴于这种情况，我们就需要高精度高速度的皮带配料秤单片机控制器来进 行自动控制。同时，优化设计研制技术先进、设备成熟、经济实用的单片机配 料控制系统至关重要。 目前利用单片机和微机组成的皮带配料秤单片机控制器已广泛地应用在 冶金、化工、建材、饲料加工等诸多行业，皮带配料秤控制系统不仅具有自动
3、化程度高，配料连续性好，操作人员劳动强度低，而且配料精度高，产品质量 容易控制，还能实现动态物料的配比，自动和手动相结合，实现自动跟踪误差 调整、自动称重、自动混合、自动显示。因此使用皮带配料秤单片机控制器能 明显地提高工作效率，增加经济效益，提高管理的现代化水平。 1.2 单片机配料控制系统的现状 随着单片机技术和微电子技术的发展，配料控制系统的发展经历了人工手 动控制、机械电气控制、单片机控制、工业控制计算机集中控制等几个阶段。 第一阶段中，微机配料设备庞大，各设备之间互不联系，或联系甚少，由 现场的操作人员决定是否要调整控制器。一个操作人员只能监视和操作一个至 2 两个计量秤，并且手工记
4、录配料的相关数据，在很大程度上产品的质量取决于 操作员的熟练程度。 在第二阶段，随着电子管、晶体管技术的飞速发展，逐渐出现了各种小型 化的微机配料电动组合仪表。但电动组合仪表也存在着两大问题，一是电噪声 的问题比较严重，为克服噪声，不得不采用极为复杂的电子线路：另一个问题 由于微机配料系统所控对象所处环境常常都很恶劣，电子元器件的老化严重， 抗干扰的能力和可靠性不高。 而单片机配料系统是在大规模集成芯片技术成熟的基础上应运而生的。单 片机配料系统较的系统设计电路复杂程度低，可靠性也比以前的配料系统大大 的提高，而且满足了用户实用性的要求。所以迄今为止，单片机配料系统在一 定程度上占据了中小型企
5、业配料生产的主控地位。 配料过程中的计量和检测是十分重要的。其计量方式也是多种多样，各有 利弊。如果选择不合理，不仅使用效果不佳，也将给生产造成不应有的损失。 配料计量秤的分类计量按其称重方式分为：容量法和重量法两种。以水泥行业 为例，单片机配料控制系统选用的都是重量法。重量法按其计量过程状态分为 静态计量(或间断计量)和动态计量(或连续计量)。 水泥生产微机配料系统中常用 的静态计量设备有：斗式秤、减法量斗式配料秤(失重秤)、双悬臂间断给料皮 带秤。其动态计量设备有：单悬臂恒速皮带秤、双悬臂连续给料恒速皮带秤、 调速皮带秤、核子秤等。由于动态连续计量，可以保持生产过程的连续性，从 而适应连续
6、性生产工艺要求， 并为配料时物料的均匀混合提供有利条件。 同时， 其计量速度快，有利于减轻计量过程的劳动强度，改善劳动条件和为生产过程 自动化提供有利条件。因此本课题是动态时时测量皮带上物料的重量。 早在 70 年代，我国就从日本、德国、丹麦、美国、荷兰等国家引进了计量 给料秤和连续给料秤制造技术，大大地促进了国内电子秤的发展。目前，无论 是品种还是技术性能基本上能满足工业配料生产的需要。但是，一方面国产的 工业电子秤的稳定性、可靠性差，功能不够完善，品种规格较少，标准化、系 统配套化水平低。另一方面，例如水泥行业：绝大多数水泥厂管理和技术水平 低，生产工艺装备落后，环境条件恶劣，特别是产量占全国水泥总产量 80%以 上的地方小型水泥厂更是如此。针对我国工业配料工艺的具体情况，微机配料 计量秤的发展方向还是以重量法为主，要求计量秤的结构简单，操作和维修方 便，计量准确且范围宽，应用场合广，稳定可靠，经久耐用。 3 1.3 课题研究内容 如今，国内的皮带配料秤水平与国际水平仍具有很大差距，而且各种新技 术不断涌现，处于全国各种企业大力进行技术革新的形势之下，市场对皮
