包装机械中自动定量计量系统的研究与开发

发布时间：2017-05-08 06:35

  本文关键词：包装机械中自动定量计量系统的研究与开发，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着社会的快速发展和人民生活水平的不断提高,消费者对定量包装食品的需求量呈现不断增长态势,这种态势促进了自动食品包装机械的快速发展。定量计量系统作为自动食品包装机械中必需的组成部分,其性能直接决定了包装机械的食品包装速度和精度。我国对于自动定量计量装置的研究工作起步较晚,因此和国外同类产品相比,无论在种类、自动化程度、计量精度和速度方面都存在较大差距。 本文首先对现有包装机械中的计量装置方案进行分析研究,确定了定量计量系统采用间歇式动态称重的计量方式,根据混合态具有一定粘稠度食料的物理属性,系统中使用了螺旋给料装置和称重斗的供料计量机械结构方案。其次通过对动态称重相关技术的分析总结,设计了控制系统的硬件组成方案,控制系统使用STM32系列微控制器作为控制核心,结合动态数据采集模块、人机交互模块、存储模块、电源模块、串口通信模块和输出驱动模块构成硬件平台。在硬件基础上对软件整体结构进行了归纳,通过对每个模块的工作流程的分析,设计了控制系统的软件实现方案。 本文最后对计量系统中存在的计量误差进行分析,通过优化结构设计方案和采用定量控制方法,验证了系统方案的计量精度。同时,通过对系统方案的物料适用性、硬件抗干扰和软件可靠性进行分析,结合软硬件方案中相应的处理措施,验证了系统方案的可行性及可靠性,系统方案基本达到了设计需求。
【关键词】：定量计量 自动控制 STM32 FatFs文件系统
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TB486.3
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-15
• 1.1 课题研究的背景和意义10-11
• 1.2 定量计量技术发展状况11-12
• 1.2.1 国内外现状11-12
• 1.2.2 发展趋势12
• 1.3 主要研究内容12-13
• 1.3.1 研究内容12-13
• 1.3.2 主要创新点13
• 1.4 论文的组织架构13-15
• 第二章 定量计量系统总体结构设计15-21
• 2.1 自动包装机械中计量装置方案设计15-16
• 2.2 定量计量装置相关技术16-17
• 2.3 定量计量装置的计量标准17-18
• 2.4 定量计量系统的组成及工作原理18-20
• 2.4.1 定量计量系统的组成18-19
• 2.4.2 工作原理19-20
• 2.5 本章小结及下章简介20-21
• 第三章 定量计量控制系统硬件方案设计21-35
• 3.1 硬件总体方案设计21-22
• 3.2 数据采集模块22-26
• 3.2.1 传感器模块22-24
• 3.2.2 A/D转换电路24-26
• 3.3 主控模块26-28
• 3.3.1 STM32F103ZET6简介26
• 3.3.2 主控模块硬件电路26-28
• 3.4 人机交互模块28-31
• 3.4.1 液晶显示器单元28-29
• 3.4.2 触摸屏单元电路29-30
• 3.4.3 其他单元硬件电路30-31
• 3.5 存储模块31-32
• 3.6 其他单元模块32-34
• 3.6.1 电源模块电路32
• 3.6.2 串口通信单元电路32-33
• 3.6.3 输出驱动模块电路33-34
• 3.8 本章小结及下章简介34-35
• 第四章 定量计量控制系统软件方案设计35-47
• 4.1 开发环境介绍35-36
• 4.2 软件整体结构设计36-38
• 4.2.1 软件整体结构36-37
• 4.2.2 STM32系列微控制器固件库37-38
• 4.3 控制系统主程序设计38-41
• 4.3.1 初始化程序设计38-40
• 4.3.2 主程序设计40-41
• 4.4 人机交互程序设计41-42
• 4.5 存储模块程序设计42-44
• 4.5.1 SD卡驱动程序设计42-43
• 4.5.2 FatFs文件系统43-44
• 4.6 其他模块软件设计44-46
• 4.6.1 串口通信软件设计44-45
• 4.6.2 输出驱动软件设计45-46
• 4.7 本章小结及下章简介46-47
• 第五章 系统方案分析与验证47-52
• 5.1 计量误差分析47-50
• 5.1.1 系统静态误差47-48
• 5.1.2 系统动态误差48
• 5.1.3 三阶给料定量控制48-50
• 5.2 靠性分析验证50-51
• 5.2.1 物料适用性50
• 5.2.2 硬件抗干扰50-51
• 5.2.3 软件可靠性51
• 5.3 本章小结和下章简介51-52
• 第六章 总结和展望52-55
• 6.1 研究结果总结52-54
• 6.1.1 工作内容总结52-53
• 6.1.2 本文创新之处53
• 6.1.3 不足及改进53-54
• 6.2 研究内容展望54-55
• 参考文献55-58
• 致谢58-59
• 攻读学位期间发表学术论文目录59

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 呼英俊,刘志平,孙立达;全自动制袋包装机计量装置的方案设计[J];轻工机械;2002年02期

2 王书鹤;螺旋加料动态定量称重控制方法的研究[J];山东大学学报(理学版);2003年01期

3 陈勇;蒋康康;吕霞付;;触摸屏驱动设计与坐标数据处理[J];数字通信;2011年01期

4 韩新斌;王晨升;;一种打击琴键音乐机器人的设计与实现[J];软件;2013年01期

5 夏燕兰;;称重测控系统的A/D转换电路设计[J];微电机;2011年02期

6 白瑞林,李军,白瑞祥,严新忠,薛薇;基于神经网络技术的动态定量称重控制方法的研究[J];自动化仪表;2000年07期

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本文编号：350607