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1.紅外線計(jì)數(shù)器的原理
基于紅外線的常見計(jì)數(shù)器分為兩種，即入射計(jì)數(shù)器和反射計(jì)數(shù)器。對(duì)比紅外計(jì)數(shù)系統(tǒng)采用反射和接收裝置。當(dāng)它們之間有物體遮擋時(shí)，系統(tǒng)輸出脈沖信號(hào)，觸動(dòng)計(jì)數(shù)電路，完成計(jì)數(shù)；反射電路將發(fā)射器和接收器設(shè)計(jì)成紅外探頭。當(dāng)一個(gè)物體會(huì)阻擋發(fā)射器發(fā)出的輻射并反射出去，接收器就會(huì)接收到一個(gè)信號(hào)，也就是觸發(fā)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。
紅外計(jì)數(shù)器電路的工作原理如下。該電路由光電輸入電路、脈沖電路、計(jì)數(shù)和顯示電路組成，通過阻擋或反射來自被測(cè)物體的光來感測(cè)被測(cè)物體的存在與否。被檢測(cè)物體的性質(zhì)不受限制，只要能阻擋紅外線就能完成檢測(cè)。紅外計(jì)數(shù)管將輸入電流轉(zhuǎn)換成光信號(hào)并傳輸出去。接收器根據(jù)光信號(hào)的強(qiáng)弱判斷是否觸發(fā)計(jì)數(shù)裝置。每阻擋一次紅外線，光電接收管的輸出電壓就會(huì)變化一次。這種變化被記錄并放大形成計(jì)數(shù)脈沖，計(jì)數(shù)完成。
目前市場(chǎng)上廣泛采用的是單光電法。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于生產(chǎn)線自動(dòng)化程度的提高，計(jì)數(shù)器的精度也有所提高。為了提高這類儀器的精度，應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，以提高水泥生產(chǎn)中重疊連接包裝的計(jì)數(shù)精度。
該系統(tǒng)的基礎(chǔ)是通過矩陣鍵盤選擇在液晶屏上操作計(jì)數(shù)控件，在液晶屏和外屏上顯示水泥包的數(shù)量。說明它配有相應(yīng)的外接端口，以擴(kuò)展其控制模塊，并在運(yùn)行過程中根據(jù)實(shí)際速度調(diào)整不同的傳動(dòng)方式。除計(jì)數(shù)外，計(jì)數(shù)儀還具有報(bào)警輸出和管道控制功能。
2.高精度計(jì)數(shù)儀的硬件設(shè)計(jì)
計(jì)數(shù)器的硬件結(jié)構(gòu)包括:控制器、傳感器、繼電器控制、輸入、輸出、無線傳輸?shù)饶K。高精度計(jì)數(shù)器的核心是單片機(jī)，有一定的存儲(chǔ)容量和外口。此外，單片機(jī)還有調(diào)試端口，方便編程、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和升級(jí)。
從計(jì)數(shù)原理來說，本儀器采用的是反射計(jì)數(shù)原理。當(dāng)被測(cè)物體通過時(shí)，傳感器產(chǎn)生高電平脈沖并對(duì)子脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而完成流水線中水泥袋數(shù)量的記錄。提高其精度主要是提高其抗干擾能力和穩(wěn)定性，所以在脈沖輸入單片機(jī)之前進(jìn)行調(diào)整。同時(shí)，為了幫助他們分別連接和堆疊包裝，采用雙光電傳感器和旋轉(zhuǎn)編碼器根據(jù)水泥包裝的實(shí)際高度進(jìn)行區(qū)分，以便一起計(jì)數(shù)。這樣就可以區(qū)分包堆疊情況；旋轉(zhuǎn)編碼器與傳輸帶連接，傳輸帶的傳輸速度與光電傳感器的動(dòng)作有關(guān)，從而判斷包連接情況，為單片機(jī)提供脈沖數(shù)據(jù)，幫助其校正計(jì)數(shù)值。
此外，計(jì)數(shù)器的兩個(gè)繼電器輸出主要是為了報(bào)警和控制上述管道。為了實(shí)時(shí)檢測(cè)生產(chǎn)線的工作狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)故障時(shí)，計(jì)數(shù)器輸出報(bào)警，同時(shí)停止生產(chǎn)線；當(dāng)包連接超過設(shè)計(jì)數(shù)量時(shí)，將輸出警報(bào)并停止管道操作。由于單片機(jī)的輸出電流很小，通常為10mA，不能直接驅(qū)動(dòng)繼電器，所以需要增加一個(gè)驅(qū)動(dòng)電路來完成這個(gè)功能。
為了提高水泥廠的自動(dòng)化控制，計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)更多地集成到ERP系統(tǒng)中，即采用無線傳輸技術(shù)來處理生產(chǎn)過程中的難題，因此高精度的計(jì)數(shù)器由集成度更高的芯片控制。
3.計(jì)數(shù)器的軟件功能
軟件是實(shí)現(xiàn)智能控制的基礎(chǔ)，因此在高精度計(jì)數(shù)器的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)中，軟件設(shè)計(jì)是必不可少的，以實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器的智能功能，如:對(duì)連接的包裹進(jìn)行處理，在軟件設(shè)計(jì)中以被測(cè)物體的端到端連接為標(biāo)準(zhǔn)，利用光電傳感器和旋轉(zhuǎn)編碼器精確測(cè)量水泥包裹的長度，參照系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的參數(shù)進(jìn)行判斷，完成對(duì)連接包裹的判斷和計(jì)數(shù)。堆碼采用類似的方式處理，即設(shè)置其高度參數(shù)，通過傳感器測(cè)量生產(chǎn)線上水泥包的進(jìn)度，反饋數(shù)據(jù)形成判斷堆碼情況的參考。
為了便于調(diào)試和維護(hù)，軟件開發(fā)采用模塊化設(shè)計(jì)方法，使主程序和幾個(gè)子程序構(gòu)成控制軟件。程序根據(jù)不同的控制按鈕調(diào)用不同的工作流程，從而完成智能控制。同時(shí)，在本設(shè)計(jì)中，為了提高計(jì)數(shù)器的精度，采用了幾個(gè)光電傳感器和旋轉(zhuǎn)編碼器輔助計(jì)數(shù)，并嵌套了幾個(gè)中斷來設(shè)計(jì)軟件，保證其功能實(shí)現(xiàn)。
4.結(jié)論
總之，高精度系統(tǒng)設(shè)計(jì)的思路是利用單片機(jī)的數(shù)據(jù)處理功能和傳感器、旋轉(zhuǎn)編碼器的數(shù)據(jù)采集和傳輸功能，利用無線信號(hào)傳輸系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)傳輸，最后利用顯示終端完成控制。由此形成的計(jì)數(shù)系統(tǒng)具有高精度、智能化的功能，為水泥生產(chǎn)的計(jì)數(shù)和傳輸提供了保障。

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