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本文針對(duì)電子皮帶秤配料控制系統(tǒng)使用脈沖計(jì)數(shù)方法進(jìn)行速度測(cè)定精度不高，影響了電子皮帶秤的稱重精度，在原有的電子皮帶秤裝置的基礎(chǔ)上，采用新型的ARM，提出了一種基于此的測(cè)速方法，進(jìn)行了高精度測(cè)速技術(shù)的研究。實(shí)踐表明，以ARM為的電子皮帶秤測(cè)速精度高，響應(yīng)快，誤差小。
隨著微計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器、電子技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展，稱重技術(shù)迅速發(fā)展，其稱重裝置在數(shù)字化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化等方面有長(zhǎng)足的進(jìn)步?？焖?、準(zhǔn)確、操作方便、消除人為誤差、功能多樣化等方面己成為現(xiàn)代稱重技術(shù)的主要特點(diǎn)。稱重裝置不僅是提供重量數(shù)據(jù)的單體儀表，而且作為工業(yè)配料控制系統(tǒng)和商業(yè)管理系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，推進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化和管理的現(xiàn)代化。
電子皮帶秤是一種重要的稱重儀表，由于其具有動(dòng)態(tài)測(cè)量和自動(dòng)在線測(cè)量等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用。它可以起到減員增效、節(jié)支創(chuàng)收、減少誤差的作用，還可以提高管理、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度，從而大大提高了生產(chǎn)的自動(dòng)化程度。
原有的電子皮帶秤大多采用8位單片機(jī)，在數(shù)據(jù)的采集和處理上，速度和精度都不是很高。雖然8位單片機(jī)的技術(shù)應(yīng)用在國(guó)內(nèi)已經(jīng)很成熟，但隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展必將逐漸被性能更先進(jìn)、功耗更低的16位或32位單片機(jī)所取代。本配料控制系統(tǒng)使用了32位ARM7核的嵌入式微，提高了測(cè)速精度，改進(jìn)了電子皮帶秤的性能。
2 配料控制系統(tǒng)組成以及誤差分析
電子皮帶秤配料控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上主要由三個(gè)主要部分組成：動(dòng)態(tài)秤、靜態(tài)秤和。動(dòng)態(tài)秤主要完成了單位時(shí)間內(nèi)給定流量的配料；靜態(tài)秤緩沖由動(dòng)態(tài)秤送到其斗中的配料，在規(guī)定時(shí)間內(nèi)打開(kāi)斗門(mén)將給定流量的配料送出，實(shí)現(xiàn)了二次校準(zhǔn)，提高了電子皮帶秤配料的精度；實(shí)現(xiàn)了荷重與速度采集、算法實(shí)現(xiàn)和對(duì)動(dòng)態(tài)秤電機(jī)以及靜態(tài)秤斗門(mén)的控制。
電子皮帶秤誤差產(chǎn)生的因素很多，綜合分析主要有以下幾個(gè)方面：稱量力誤差；皮帶速度誤差；信號(hào)處理誤差；校準(zhǔn)誤差；環(huán)境影響誤差。為了提高電子皮帶秤的稱重精度，減少誤差，針對(duì)使用現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境狀況，選擇相應(yīng)的設(shè)備，提高安裝技術(shù)水平，正確的維護(hù)以及有效的校準(zhǔn)。環(huán)境、機(jī)械制造、安裝等因素造成的誤差是不可避免的，而且在這些方面稱重精度的改進(jìn)不大，但是采用微計(jì)算機(jī)控制電子皮帶秤可以最大限度的減小皮帶測(cè)速誤差和信號(hào)處理誤差，進(jìn)而也減小了其他因素對(duì)電子皮帶秤稱重精度的影響。
3 電子皮帶秤高精度測(cè)速技術(shù)研究
3.1 嵌入式微
配料控制系統(tǒng)核心選型是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，也是測(cè)速精度改進(jìn)的關(guān)鍵。電子皮帶秤需要實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能，其外圍設(shè)備比較多，內(nèi)部需要執(zhí)行大量的數(shù)據(jù)處理、控制和通訊等，而且計(jì)算精度要求高、計(jì)算量大，因此軟件較龐大，要求執(zhí)行速度比較快；另外，所選用微必須考慮到實(shí)用、可靠、性價(jià)比高等優(yōu)點(diǎn)。
考慮到以上因素，我們選用Philips公司的嵌入式微LPC2132。LPC2132以32位的ARM7TDMI-S為內(nèi)核，2個(gè)32位定時(shí)器、2個(gè)UART、1個(gè)10位8路的ADC、10位DAC、IIC、PWM通道、47個(gè)GPIO以及多達(dá)9個(gè)邊沿或電平觸發(fā)的外部中斷使其非常適合本配料控制系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)；內(nèi)置了寬范圍的串行通信接口和16kB的片內(nèi)SRAM，提供大規(guī)模的緩沖區(qū)和強(qiáng)大的處理功能，非常適合于通信；內(nèi)部嵌入64k的高速Flash存儲(chǔ)器，128位寬度的存儲(chǔ)器接口和獨(dú)特的加速結(jié)構(gòu)使32位代碼能夠在最大時(shí)鐘速率下運(yùn)行；內(nèi)部PLL時(shí)鐘調(diào)整，可以達(dá)到最高60MHz的工作頻率；支持實(shí)時(shí)仿真和嵌入式跟蹤，使配料控制系統(tǒng)開(kāi)發(fā)更加有效；較小的封裝，功耗很低。
3.2 速度脈沖采集精度改進(jìn)
電子皮帶秤配料控制系統(tǒng)中，速度是一個(gè)及其重要的參數(shù)，速度的采集精度要依靠穩(wěn)定且準(zhǔn)確的傳感器獲得。所以，測(cè)速傳感器的性能直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)速度、精確度和穩(wěn)定性等等。因此，測(cè)速傳感器的選用極為重要。 
采用脈沖測(cè)速傳感器，脈沖測(cè)速傳感器輸出方波信號(hào)，其輸出脈沖個(gè)數(shù)、脈沖波形、脈沖占空比以及相鄰兩通道輸出脈沖波形相位差等技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到要求，此種傳感器可用。脈沖傳感器測(cè)速時(shí)，齒輪每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，脈沖個(gè)數(shù)與齒輪齒數(shù)相同。齒輪個(gè)數(shù)為M，齒輪轉(zhuǎn)速為N（r/min），則每秒鐘產(chǎn)生脈沖個(gè)數(shù)為MN/60，標(biāo)定每個(gè)脈沖皮帶走過(guò)的距離是s (mm)，則皮帶速度為MNs/60 (mm/s)。
當(dāng)電子皮帶秤轉(zhuǎn)速很高時(shí)，采用上面的測(cè)速方法還是能夠得到一個(gè)較理想的皮帶速度值；但是，當(dāng)電子皮帶秤轉(zhuǎn)速很慢時(shí)，甚至每秒鐘轉(zhuǎn)動(dòng)不超過(guò)一個(gè)齒時(shí)，顯然上面的方法是不可行的。速度脈沖的采集需要進(jìn)一步地改進(jìn)，需要更多的標(biāo)定量。
利用LPC2132的定時(shí)器功能可以得到更加精確的速度脈沖采集值。設(shè)置LPC2132定時(shí)器1相關(guān)寄存器，使能下降沿中斷捕獲功能。將高精度脈沖測(cè)速傳感器信號(hào)輸出引腳與LPC2132的捕獲管腳相連，當(dāng)有速度脈沖信號(hào)輸入時(shí)，信號(hào)由高電平翻轉(zhuǎn)為低電平時(shí)LPC2132將產(chǎn)生定時(shí)器捕獲中斷，進(jìn)入中斷后可以記錄捕獲到的速度脈沖個(gè)數(shù)，更重要的是還可以同時(shí)讀取由定時(shí)器計(jì)數(shù)寄存器中保存的每個(gè)用于速度計(jì)算的脈沖占用的LPC2132處理器周期數(shù)。至此，得到了兩個(gè)以上速度脈沖采集的標(biāo)定量，速度脈沖采集得到改進(jìn)。
3.3 速度脈沖計(jì)算精度改進(jìn)
設(shè)置LPC2132定時(shí)器0相關(guān)寄存器，使能1秒定時(shí)中斷，且優(yōu)先級(jí)最高；設(shè)置定時(shí)器1相關(guān)寄存器，使能下降沿中斷捕獲功能。每次進(jìn)入捕獲中斷，保存所需各標(biāo)定量的值；每1秒到進(jìn)入中斷，讀取各標(biāo)定量的值，計(jì)算瞬時(shí)速度。
配料控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上保留原有的電子皮帶秤裝置，采用了新型的ARM電子皮帶秤。選用32位嵌入式ARM7微，不但提供了豐富的外圍部件，而且性能優(yōu)越，數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確，處理速度快，運(yùn)行穩(wěn)定。軟件開(kāi)發(fā)獲得較以往更加準(zhǔn)確的速度測(cè)定值，電子皮帶秤測(cè)速精度得到改進(jìn)。因此，電子皮帶秤配料系統(tǒng)控制性能得到進(jìn)一步的改善，而且響應(yīng)快，誤差小；同時(shí)采用32位ARM7數(shù)字和分布式配料控制系統(tǒng)，功能強(qiáng)大。系統(tǒng)集控制、測(cè)試、管理于一體，便于二次開(kāi)發(fā)、系統(tǒng)升級(jí)和技術(shù)移植，性價(jià)比高。

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