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峰凌自动化公司自动检重秤控制系统软件设计介绍

2013-8-13 17:37:24      点击:

    自动检重秤整个系统的软件分为后台程序和前台程序。对于打印、数据处理、重量分选判别等实时性不是很高的内容,安排在后台工作而对于采集、定时等实时性要求较高的内容,则安排在前台。

    自动检重秤软件设计采用模块化结构,按完成的任务分成多个功能模块,便于调试、扩充和移植。主程序简化框图如图所示。为完成静态称量和动态分选称量,本程序着重进行了功能设计和抗干扰设计。下面分别予以叙述。

    自动检重秤功能设计

软件的功能设计主要是设计各种不同的功能模块,通过这些功能

这些功能模块在系统监控程序管理下,按预定的工作方案完成静态称量或动态分选称量。

抗干扰设计

由 于分选秤工作在工业环境下,现场有着各种干扰,影响秤的正常工作。所以,除采取硬件抗干扰措施外,软件抗干扰措施作为第二条防线也是非常重要的,并且是必 不可少的。一个完善的软件系统,不仅要进行功能设计,而且也要进行抗干扰设计,以提高系统的可靠性。本系统采用了如下两种软件抗干扰措施

数字信号输入输出通道抗干扰

干 扰信号多呈毛刺状,且作用时间短。根据这一特点,在采集重量信号时,可连续采集几次,直到连续两次采集的结果完全一样,这个信号才有效。若经几次采集,信 号总是不一致,那么将放弃此次的信号采集。每次采集的最高次数限额和连续相同次数,可按实际需要调整。本程序中采集的最高限额次,两次连续相同即为有效采 集。

对于输出通道,即使单片机给出正确的输出数据,但由于外部干扰,将使输出装置有可能得到错误的数据。在软件上,最为有效的抗干扰措施就 是重复输出同一个数据。重复周期尽可能短些,使外部设备在接收到一个被干扰的错误信息后,还来不及作出有效的反应,一个正确的输出信息又来到了。这样,就 可及时防止错动作。在本程序中,将输出放在定时中断中,可有效地防止输出误动作。

数字滤波对于采集到的重量信号,其内常含有随机干扰量,因 此必须从数据系列中提取出逼近点实值的数据,得到一个可信度较高的结果。在软件中,常用的方法就是数字滤波。本程序分静态称量和动态分选称量。因称量方式 不同,所采用的数字滤波方式也不一样。下面就两种称量方法所采取的不同的数字滤波方法分别予以说明。

①静态称量静态称量主要考虑的是系统的 稳定性和精度。既要考虑稳定状态下的显示相对稳定,又要考虑加载时的快速响应。因此,对采集到的数据先要进行稳定性判别,然后才进行数字滤波处理。在数字 滤波程序中,采用了滑动平均滤波技术,以提高滤波效果。其具体做法是每采样一次,顶掉一个最老的数据,再将这次的采样值和过去若干次的采样值一起求平均, 所得的有效采样值即可投入使用。因此,这就提高了系统的实时性。采样次数的选取,对滤波效果影响很大。越大,效果越好,但却影响系统的动态响应。在本称重 控制仪表中,为提高系统的稳定性和快速响应能力,稳定时取,不稳定时取。由于采用了有效的滤波方法,使系统的稳定性和精度以及加载响应速度都得到了大大提 高。

②动态分选称量在

通过实际观测,分选秤的称重信号波形图如图所示。的动态数据是被称物处于秤台山位置时的数据。对于所采集到的个数据,均含有不同的干扰成分,因此就必须采用有效的滤波方法,以得到胎面重量的真值。

本程序采用的是复合滤波技术,即把两种以上的数字滤波方法结合起来使用,互补不足,提高滤波效果,以达到仅用单一滤波方法所不能达到的效果。这里采用的是去 极值滤波法和算术平均值滤波法相结合的滤波方法。去极值滤波先将明显的脉冲干扰值剔除,不参加平均值计算,从而使平均滤波的输出值更接近于真实值。算法原理连续采样次,将其累加求和,同时找出其中的最大值和最小值,再从累加和中减去最大值和最小值,按一个采样值求平均,即得出有效的采样值。