《工程综合实践》.docx

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1、《工程综合实践》项目实践报告（项目：下料检重装置）专业测控技术与仪器班级13测控5班组员周奕晨、张佳康朱馨茗、陈涛钱稔灵、吴筱来琦锋、谭军教师王栋、张新娜中国计量学院2016年5月6日一、项目设计意义动态称重系统广泛应用于生产线定量包装供送系统、在线质检系统中，以实现生产质量的在线控制。项目实现对盒装产品的重量信号的动态监测与单片机数据处理、显示的功能，通过显示器件实时显示称重结果，对于不符合重量要求的产品发出剔除信号。气动下料检重和自动剔除装置将下料机构、PLC与气动控制技术相结合，完成药盒的自动下放和剔除分选工作。选配试验箱可实现系统

2、的手/自动控制。通过该项目的设计实践，可以提高学生运用所学的各类实用技术知识设计工业化机电装置的综合设计能力。二、项目设计内容1、称重信号采集及信号调理。2、单片机处理与称重值显示3、PLC选择及气动下料装置4、PLC手动剔除与智能剔除不合格物品设计三、项目技术设计（含创新点）1、称重信号采集及信号调理1.1实验内容将传感器采集的信号通过三运放仪表放大电路一级放大，再通过减法电路达到去皮调零的效果，最后再经放大电路进一步发大，以达到单片机所需的信号大小。1.2电路设计1.2.1三运放仪表放大电路设计经过三运放仪表放大电路将3.5mV的电压

3、大至100mV，Kd1=1+(R1+R2)/R0Kd2=R5/R3；Kd=Kd1*Kd2；通过调节R0使U1输出为100mV1.2.2减法电路U2=（U1-100mV）*（R11/R9）=0mVKd4=R11/R9=10;U3=(1+R15/R13)*U2Kd5通过调节R13,改变差模增益Kd5，使电路总增益：Kd=Kd1*Kd2*Kd4*Kd5=7000;先通过减法放大电路减去偏置并放大10倍，再经过同相放大电路经过电位器调节放大10倍。1.3实验数据采集1.4方案创新1.4.1三运放电路具有良好的共模抑制能力，取R1=R2,可调节R0

4、改变增益而不影响电路的对称性。1.4.2分压电阻采用电位器，可灵活调零。1.4.3成本低廉，精度较高。2、单片机处理与称重值检测2.1实验内容将放大板处理以后的电压信号经过拟合后，通过单片机AD处理成质量信号，并显示出来。2.2参数拟合根据放上不同的砝码质量10g、20g……200g记录相应的A/D值，并用matlab的最小二乘法将其拟合成线性函数，以质量为应变量，A/D值为自变量。得到拟合曲线输入到程序中以获得更精确的称重质量。首先将全部数据用于拟合时，发现拟合得到的曲线有一些不足之处：质量小于60g时，称重显示数值波动比较大，而其他范

5、围的质量比较稳定。因此我们采取分段拟合的方法——将0~60g和70~200g分别拟合得到两个函数。其中，根据残差图（若显示红色则将其剔除）剔除一些数据。为减小零漂，设置程序在A/D值小于一定值时质量显示皆为0.0~60g阶段：无剔除数据得到拟合曲线：拟合曲线：y1=73.2418*x1-3.607570~200g：根据残差图剔除到200g那个点，再得到残差图：拟合曲线：y2=69.43598*x2-0.03372.4逻辑框图2.5创新部分：示数相对稳定，误差小精度高，界面简洁美观。3、PLC选择及气动下料装置3.1PLC类型·采用PLC类

6、型：西门子S7-200硬件资源有：信号输入：两组14点（I0.0~I0.7、公共端是1M，I1.0~I1.5、公共端是2M）。输出继电器：三组10点（Q0.0~Q0.3、公共端是1L,Q0.4~Q0.6公共端是2L,Q0.7~Q1.1公共端是3L）。3.2PLC个模块地址分配3.3逻辑图3.4创新部分：3.4.1程序逻辑明确，有三个子程序，然后主程序简明扼要、清晰。3.4.2为了安全起见汽缸每推动一次都有2秒延时收回时间（时间可调整）。3.4.3称重时也有2秒钟延时确保足够时间称重反馈。（时间可调整）3.4.4可以控制皮带转动速度。（原理

7、类似与PWM波控制LED亮暗。）3.4.5自动下料时每称重一次进行一次下料。避免发生碰撞。4、手动剔除与智能剔除不合格物品设计4.1地址分配：4.2逻辑图4.3触摸屏控制界面设计4.4创新部分可控制电机转速。一、项目实施记录与总结1、电子组：（完整的电路图与程序见附录）张佳康：经过本次课程，更深入的了解了放大电路的原理与功能，亲手实践提高了我的动手能力。本次课程放大电路基本顺利完成，在调试仪表放大电路时，因将差分电路正负端接反，导致测试结果一直失败，但找出原因后，测试基本顺利。陈涛：通过这次的实践，我再次体会到理论与实际的差距。我们的放大

8、版主要由三部分组成：三运放电路、减法电路、放大电路。实际过程中，由于放大器本身的实际特性，以及电阻实际值与标值的误差，三运放电路并不像理论那样理想，减法电路也并没有完全减到零（我想着应该与运放