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全自动分包装一体机控制系统的研发

【摘要】:随着生活水平的提高,人们对物品的包装提出了更高的要求,对于一些食品、药品等物品,不但需要精确地分装,还需要进行真空包装。然而,在传统的分装、包装模式中,工作量大,速度慢,包装品质不高,包装效率较低。为实现全自动分包装一体化进行,并满足高速、高精度、高可靠性等方面的要求,急需一种新型的控制系统。因此,对分包装一体机控制系统的研发具有十分重要的意义。 本文首先介绍了分包装一体机的整体结构和工作原理,根据非粘性小颗粒状物料的包装要求,提出了一种基于ARM技术的全自动分包装一体机控制系统的总体方案。然后,对控制系统的总体方案进一步细化,设计了系统的硬件和软件。 在硬件上,主要的电路模块包括主处理器模块、存储器模块、温度测控模块、输入信号检测模块、物料称重分装模块、输出驱动模块、人机交互模块、系统监控与复位模块、电源模块和JTAG调试模块等部分。在分包装运行中,采用多个电磁阀控制分包装工序中各个执行机构的动作,并通过称重传感器、光电传感器、磁性开关、位置传感器和红外传感器等传感器检测物料的重量和位置信息,构成一个完整的闭环系统。 在软件上,完成了嵌入式实时操作系统μC/OS-II和图形开发系统μC/GUI在微处理器LPC2478上的移植。控制系统的软件主要包括主控程序模块、液晶显示模块、触摸屏模块、分装控制程序模块、温度控制程序模块、通用输入输出模块和输入数据处理模块等部分。 将各个部分有机地结合起来,组成一个以嵌入式处理器LPC2478为核心的实时控制系统,控制物料自动计量、制袋、装料、传送、抽真空、封口、数据显示等多个任务执行,加快了系统运转速度,实现了分、包装工序连续一体化全自动运行,同时也降低了系统成本,这是本论文的主要创新之处。 最后搭建了整机实验平台,经测试,控制系统可准确控制非粘性小颗粒状物料的重量、内袋与外袋的温度,并实时显示各信息,完成了内袋、外袋双重包装,每分钟可分包装29包(每包重量为5g),每袋的分装误差≤0.2克,包装速度≥8.85kg/h,包装合格率≥93%,包装成品的外观形态一致。控制系统人机交互界面美观,整体性能良好。

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