0引言

中國適用於爆炸危險場所的皮帶秤係統甚少，國內生產廠家主要分為礦用核子秤和礦用電子皮帶秤兩大類礦用核子秤存在輻射問題，必須到有關部門審查批準才能使用，原計量精度一般在1％左右較低，已經被多數用戶拋棄使用；礦用電子皮帶秤利用現代傳感器技術，使用與維護方便，計量精度可達025％，起到減員增效、節支創收、減少誤差的作用，提高了煤炭生產的自動化程度，是以後煤礦計量產品發展的方向尤其隨著國家對煤炭產量和安全生產管理力度的加大，作為礦井煤炭運輸安全計量的機械化設備，礦用防爆電子皮帶秤成為煤炭產量監測係統中不可或缺的組成部分，成為礦用計量產品領域關注的焦點…礦用防爆電子皮帶秤一般有兩種型式：複合型配置和本安型配置PJ複合型配置是目前市場上最普遍的防爆形式秤體、本安型防爆稱重傳感器、本安型防爆接線盒在易燃易爆1、2類危險區，非防爆型稱重儀表置於安全區，這種皮帶秤的調零、標定，使用維護很不方便而本安型配置中的秤體、接線盒、本安型防爆稱重傳感器、本安型防爆稱重儀表均在易燃易爆l、2類危險區，內置本安型防爆電池盒井下進行調零、標定操作較方便，不影響井上工作人員的監控，所以具有很大的市場應用前景

1係統總體結構設計

礦用電子皮帶秤設計時需要解決安全防爆、稱量精度、調零標定效率低和防誤動作4種問題根據礦井實際需求和常見防爆電子皮帶秤的配置，礦用防爆電子皮帶秤主要由電阻應變式稱重傳感器、速度傳感器、接線盒與稱重顯示儀表四大部分組成皮帶秤稱重顯示儀表是電子皮帶秤係統中最為關鍵的部件，是利用電子技術方法測量、顯示和控製物料質量的儀表不僅完成信號采集處理、數據顯示、數據通訊等工作，還實時傳輸數據到井上監控室進一步統計、保存和打印，具有毛重、去皮、淨重、峰值、峰穀處理等功能。

2硬件電路設計

2.1器件選擇

整個儀表的控製核心是Cortex內核的STM32F103VB單片機芯片，主要完成對各外接設備的控製通訊方麵采用的是RS485通訊方式這種通信接口可很方便地將許多設備組成一個控製網絡，由於使用了差分電平傳輸信號，具有結構簡單、價格低廉、控製方便、通信距離和數據傳輸率適當等特點，很適合在工業環境下應用接口芯片為具有瞬變電壓抑製功能的差分收發器SN75LBCl84，具有比普通的RS485芯片更強的抗雷電和承受高達8kV靜電放電的衝擊的能力在一些比較惡劣的環境裏，不外加任何保護元件可直接與傳輸線相接在總線上可以連接64個收發器而且可以有效扼製電磁幹擾，可以滿足絕大多數礦井的要求儀表的紅外接收頭選用的是TLl838A2在ADC方麵采用某公司的低噪聲高集成度CS5532的△一ZA／D轉換器，其性能可以達到24位，適合應用於測量稱重儀表、過程控製等領域圖形液晶顯示模塊為青雲創新LCMl92642，可以隨時調節和顯示各種參數，方便於查詢和記錄

2.2通訊模塊設計

為提高儀表的抗幹擾性，單片機與SN75LBCl84之間的隔離使用的是可控製的光電隔離器TLP521其類型為晶體管輸出，電路之間的信號傳輸，使前端與負載完全隔離，目的在於增加安全性，減少電路幹擾並簡化電路設計DIR管腳輸出低電平(或高電平)，光敏三極管導通(或截止)，選中RS485芯片的RE端(或DE端)，允許接收(或發送)RS485接口芯片SN75LBCl84的R端和D端的接收發送原理與D1R端相同16J

2.3紅外設計

紅外遙控是一種無線、非接觸控製技術，應用到儀表上能夠有效防止非工作人員對儀表進行操作其原理是將紅外發射器發射的紅外光轉換為相應的電信號，再送後置放大器經放大後用於計算機控製係統中，具有抗幹擾能力強，傳輸可靠，低功耗，低成本，易實現等顯著優點紅外遙控解碼器采用的是TLl838A，能輸出具有NEC幀格式的高頻脈衝信號，擁有更多的性能和更好的靈敏度

3軟件編程

礦用防爆電子皮帶秤係統應用程序各種功能的實現需要通過軟件編程來實現，為提高電子皮帶秤的稱量精度，整體實現非常複雜，編程任務量大，是電子皮帶秤實現的關鍵部分由於係統電路涉及到許多硬件，對軟件合理運行提出了更高的要求，需要引入一套合理的管理機製來合理的規劃和利用係統硬件資源，以減輕研發人員的工作量一係統軟件給出了主程序設計，然後針對個別模塊的軟件設計進行了闡述

4.結論

通過以CortexM3內核的STM32處理器為硬件平台，將防爆技術應用到顯示控製儀表中，構建了新型礦用稱重係統經實驗測試，得出以下結論：

(1)采用CS5532A／D轉換芯片實現了微弱信號的采集與轉換，提高了係統的精度：

(2)采用STM32F103VB單片機控製實現了物料的自動輸送；

(3)采用液晶顯示器LCMl92642實現了良好的人機操作界麵；

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