1 引言

       隨著國民經濟的高速發展，一些行業對包裝設備不斷提出新要求，國產包裝機遠不能滿足經濟發展的需求，進口包裝機在包裝機市場占據很大份額。本文在消化吸收國外先進技術基礎上，結合我國國情，經多年研究，開發出光、機、電一體化智能包裝機，技術指標國內領先，運行穩定，性能可靠，可與進口機相比美，而價格只及同類進口機型的1／3-1／5。智能化包裝機用于自動化稱量包裝，包裝物形態為粉狀(洗衣粉、奶粉、咖啡等)和顆粒狀(種子、糖果、瓜籽、花生等)。

       本文介紹一種基于ADμC812單片機的智能包裝機。該系統結構簡單、造價低、工作可靠、適用性強。且具有如下特點：

       (1)通過電器自動控制，實現雙速給料，保證下料速度和精度；

       (2)人工上袋，雙氣缸

挾持，自動化程度高、工作可靠、操作簡單；

       (3)儀表靈敏度高，采樣速度快，軟件功能強，有標準接口，可與計算機通信；

       (4)稱量速度準確，數字顯示，直觀易讀，穩定可靠，維護方便；

       (5)控制柜采用密封形式，適用’了惡劣的粉塵環境。

       2 ADμC81 2單片機簡介

       ADμC812單片機是美國AD公司新推出的具有真正意義上的完整的數據采集芯片。其組成為：一個8通道5μs轉換時間且精度白校準的12位逐次逼近A／D轉換器、兩個12位的D／A轉換器、8KB的閃速／電擦除程序存儲器、640字節閃速／電擦除數據存儲器、80C52單片機的內核。其他的一些重要功能模塊包括：一個看門狗定時器和電源監控器、A／D轉換器與數據存儲器之間的DMA電路、存儲保護電路、SPI和I2C總線接口。ADμC812優點之一是集成了—個完全可編程的、自校準、高精度的模擬數據采集系統。ADμC812另一個優點是它采用了閃速／電擦除存儲器，輔之以內含的加載器和調試軟件，使系統的設編程、調試簡便。

       3 控制器基本構成

       控制器前端稱重探頭采用應變式稱重傳感器，它是一種將力信號轉換為電信號的機電元件，廣泛應用于電子稱重領域，自動控制和自動檢測領域等，是稱重和檢測系統的核心元器件；鍵盤、顯示管理應用MAX7219芯片；語音電路使用的是ISD1110多段錄放語音芯片。整個機器在ADμC812單片機的管理下工作，控制器硬件電路如圖1。
 

       4整機工作過程

       控制器上電后， 自動檢測數碼管、狀態指示燈及傳感器的接線是否正確。檢測通過后，主顯示顯示“HELLO”。控制器具有手動／自動兩種工作狀態。在自動狀態下(運行指示燈亮，運行輸出有效)控制器自動控制快、中、慢加料及卸料、松袋全過程。

       控制器在自動控制過程中，首先啟動大投、中投及小投信號進行快速加料。當稱重值>大投值時，關閉大投信號進行中速加料。當稱重值>中投值時，關閉中投信號，只用小投信號進行慢速加料。當稱重值>(目標值—落差值)時，關閉小投信號停止加料，輸出定值結束信號。此時判別夾袋延時是否到，若不到則等待，若到則啟動卸料信號進行卸料，定值結束信號無效。當稱重值<近零值時，再延時t3定時時間后，關閉卸料信號，同時啟動t4及t6定時器。t6定時時間到后，發松袋信號。t4定時時間到后，啟動下一循環。

       在檢測組中每一次循環的滿秤值與空秤值均被記錄。滿秤值-空秤=卸料重量。檢測組中每次卸料重量的代數平均值，作為相鄰不檢測組中每次循環的卸料重量。在每次卸料結束后，本次卸料重量即累加到累計重量中，且累計次數加1。累計重量最大值與最小分度有關。
        若控制器設置超、欠量報警方式有效(ALAon)，則在檢測組中每次卸料結束后，卸料重量與目標值比較。若卸料重量>(目標值—超量值)，則產生超量報警。若卸料重量<(目標值—欠量值)，則產生欠量報警。在檢測組中，每次空秤值的代數平均值作為相鄰不檢測組及下一檢測組稱重的零點基準。自動調零能在允許的清零范圍內對秤斗中殘留的物料進行補償，若殘留物料重量超出清零范圍，則產生ErrorC報警。

       在小投關閉后，由于機械動作的延遲及空中料流的影響，還有一部分物料落到秤斗中，這部分物料重量稱為落差。由于種種原因，落差不是穩定不變的。儀表的自動落差修正功能，能夠對落差的變化作出補償。在檢測組中，每次滿秤值的代數平均值與目標值的差，作為相鄰不檢測組及廠一檢測組的落差值的正值。當快加料料流比較大時，容易出現沒有慢加料過程就卸料，但實際重量并沒有達到目標值，即過沖現象。這是由于大料流對秤斗的沖擊造成的。為避免過沖現象，在控制參數中設置了禁止判別時間t1。在U定時時間內小投一直有

效，而不判別稱重值是否大于目標值與落差值的差，從而避開大料流的沖擊在重量上形成的波峰。在控制參數中還設置了小投時間短報警延時定時器t7。t7定時時間大于t1定時時間。t1定時器與t7定時器同時開始計時。若在t7定時時間內小投關閉，說明還有過沖現象，產生ErrorA報警。在自動控制參數中，設置了過程循環超時報警定時器t8。若進料及卸料循環周期超過t8延時時間，則產生過程超時報警ErrorB。

       在自動控制參數中，設置了秤體振動判定時間t2。在檢測組中進料結束至秤體穩定的時間，若超過t2延時時間，則產生秤體振動報警Error D。控制器可設置一批量數。在自動控制過程中，當進料、卸料循環次數等于批量數時，儀表發出批量數完成報警ErrorE；若批量數設置為0，則不會產生批量數完成報警：控制器掉電后，批量數不保存；上電后為0。為了保證控制器運行的可靠性，在控制器的輸入端和輸出端均加有光耦隔離器件。語音電路用的是ISDlll0多段錄放語音芯片，以改善人機界面效果。放音電路如圖2。
 

       ADμC812使REC變高(不管；芯片處在節電狀態還是正在放音)，芯片即開始錄音，錄音期間，REC一直保持為高。REC變低或內存錄滿后，錄音周期結束，芯片自動寫入一個信息結束標志(EOM)，使以后的重放操作可以及時停止，然后芯片自動進入節電狀態。REC的上升沿有84ms防顫，防止按鍵誤觸發。芯片開始放音，放音持續到EOM標志或內存結束，之后芯片自動進入節電狀態。開始放音后，可以釋放PLAYE。使電平觸發放音(PLAYL)端從低變高時，芯片開始放音。放音持續至此端回到低電平，或遇到EOM標志，或內存結束。放音結束后芯片自動進入節電狀態。使循環放音(PLAYE)端出現高電平時，即開始循環放音，只能斷電才能停止。

       5 結語

       該灌裝控制器硬件結構簡單、工作可靠、應性強，具有很高的推廣價值。