基于单片机的燃气灌装称重控制器的实现

蚌埠学院电子与电气工程系 王云龙 王姝敏 乔爱明 王艳春



基于单片机的燃气灌装称重控制器的实现

蚌埠学院电子与电气工程系 王云龙 王姝敏 乔爱明 王艳春

【摘要】本文介绍的基于单片机的燃气灌装称重控制器完成了其硬件和软件设计，实现对液体燃气称重、灌装和显示等功能。该系统基本弥补了国内常用的燃气灌装设备灌装精度差，稳定性不高等缺点，可在国内燃气灌装设备中进行推广。

【关键词】单片机；灌装；称重；液体燃气

燃气是我国最为常用的工业生产和居民生活的能源之一，但国内常用的燃气灌装设备智能化水平参差不齐，且普遍存在灌装精度差，稳定性不高等缺点。本文设计了以STM单片机为控制核心，通过高精度称重传感器实现数据采集的燃气灌装称重控制系统，该系统性能稳定，灌装精度较高，可在国内燃气灌装设备中逐步推广。

1　总体方案设计

燃气灌装称重控制器总体设计由信号采集模块、单片机控制模块、灌装执行电路和无线通信等模块构成［1］。其中信号采集模块包括称重传感器、A/D转换器和温度传感器，用以实现输入信号的采集和传输。显示设备、键盘和蜂鸣器等构成人机交互模块；数据存储模块实现灌装数据的存储，通过无线设备与上位机实现数据传输［2-3］。系统总体设计方案如图1所示。

图1　系统总体设计方案

2　硬件电路设计

2.1单片机电路

本设计选用STC单片机，STC11FXX系列单片机是宏晶科技生产的单时钟/机器周期的单片机，是高速/低功耗/超强抗干扰的新一代8051单片机，指令代码完全兼容传统的8051单片机，但速度快8-12倍。内部集成高可靠的复位电路，适用于高速通信，智能控制，强干扰场合，符合本设计要求［4］。单片机主要任务是对输入称重的电信号和输入控制信号进行处理，并控制灌装执行电路工作。

图2　A/D转换芯片引脚图

2.2信号采集输入电路

称重传感器选用铝合金悬臂梁结构的应变片式传感器，输入信号送入高精度和较高转换速度的20位专用电子秤A/D转换集成电路ADS1230，很大程度上降低了由于充气管道的压力不均造成的动态误差，提高了燃气灌装的精度和稳定性［5］。信号采集输入电路如图2所示。

3　系统软件设计

软件设计采用单片机C语言通过Keil uVison4软件完成，包括初始化、显示单元驱动、称重传感器启动、初始化和数据处理等工作。系统流程如图3所示。

图3　系统整体流程图

4　结论

燃气灌装称重控制器结合ADC芯片对采集的灌装称重信号进行模数转换，控制灌装执行电路工作，基本实现了燃气称重、灌装和信息显示等功能，该系统性能比较可靠，灌装精度较高，可在国内燃气灌装设备中推广使用。

参考文献

［1］刘艳君，韩焕平，汪鹏.液化气自动测量灌装中安全性及精度的研究［J］.仪表技术，2006（4）：41-42.

［2］雷张伟.基于公用电话网技术的煤矿用电子秤系统的设计与实现［D］.太原理工大学，2008.

［3］李兵，徐帆，王舰威.分布式无线温湿度检测与传输系统的设计［J］.机械制造，2013（5）：61-64.

［4］晏素芬，庄文玮，沈俊飞.基于GSM的高速公路管理系统［J］.计算机与现代化，2014（3）：141-144.

［5］韩振华.谈谈称重仪表前向通道的设计［J］.衡器：2003（5）：16-18.

王姝敏（1979—），女，安徽蚌埠人，硕士研究生，讲师。

作者简介：

王云龙，男，大学本科，蚌埠学院电子信息工程专业学生。

通讯作者（指导教师）：

基金项目：蚌埠学院自然科学研究项目（2014ZR11）；国家级大学生创新创业训练计划项目（201311305013）。