矿石样品前处理自动化仪器控制系统开发

发布时间：2021-02-25 13:56

　　矿石样品前处理自动化是指通过自动化手段完成样品分析前处理流程,其控制系统作为整体的核心需具备小、快、灵的特点。嵌入式系统集软、硬件一体,具有体积小、实时性强、低功耗等优点。本文基于嵌入式实时系统平台开发矿石样品前处理自动化仪器控制系统,实现矿石样品称重、加酸、消解、震荡、定容、清洗等一系列流程,在有效确保前处理质量的同时,大大降低了前处理流程中对人力资源的需求,提升了对操作人员的劳动保护。 

【文章来源】：中国矿业. 2020,29(S2)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

嵌入式控制器

矿石样品前处理自动化仪器实验样机结构如图1所示。矿石样品前处理自动化仪器的结构设计有高精度蠕动泵、桁架式机器人、样品管、注射泵、样品管、旋转式固体加样、红外消解、震荡混合模块、反应容器清洗、高精度称重模块等部分。其控制系统控制部分及需求情况见表1。矿石样品前处理自动化仪器的控制系统部分包括桁架主体、加样（盐、硝、硫、水）、消解、混合、过滤、定容、清洗、上位机通讯等步骤。通讯接口有RS485、RS232，数字量输出DO接口、数字量输入DI接口、模拟量输入AI接口、上位机通讯以太网接口。这些接口主要控制伺服电机、步进电机、夹爪、称重模块读数、蠕动泵启停、加热器启停、温度检测、摇床启停、摇床变速、摇床位置反馈等。

FSMC(flexible static memory controller）是灵活的高速外部存储器接口，它是STM32的一个外设，其作用是用于扩展片外存储器和外设。功能是扩展外部SRAM、NOR FLASH、NAND FLASH、ROM、PC卡等。FSMC包含四个主要模块：AHB接口（包括FSMC配置寄存器），NOR Flash/PSRAM控制器，NAND Flash/PC卡控制器和外部器件接口。FSMC模块可以用来外接静态随机访问存储器SRAM、只读存储器ROM、NOR Flash/OneNAND Flash、PSRAM 4个存储区域。本文设计的控制系统采用NE1直接连接SRAM,NE2译码后连接扩展的以太网及FRAM等，NE3译码后连接扩展DI/DO接口及AI接口等。嵌入式控制器中的RS485电路和FARM电路设计，分别如图3所示和如图4所示。RS485电路的作用是将微处理器发送的TTL信号转换成通讯网络中的差分信号来与控制X、Y、Z轴的外部伺服电机进行通讯。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于STM32的载流X荧光品位分析仪硬件平台设计[J]. 赵建军,赵海利,赵宇.  自动化与仪器仪表. 2016(09)
[2]嵌入式控制器在BPSM-Ⅲ型在线粒度分析仪开发上的应用[J]. 赵海利,赵宇,陆博.  有色金属(选矿部分). 2013(01)
[3]冶金化学样品前处理技术研究进展[J]. 荆新艳,邵鸿飞,张丽.  山东冶金. 2009(06)

硕士论文
[1]集成运动控制功能的软PLC上位机编程系统研究与实现[D]. 王吉停.南京航空航天大学 2014
[2]开放式直角坐标机器人运动控制系统研究[D]. 刘军.天津大学 2010



本文编号：3051069