嵌入式系统/ARM技术中的基于CAN现场总线的智能混凝土搅拌站称重仪表

1．引言 　　在混凝上搅拌站的混凝土生产过程中，物料称重、配料控制是影响商品混凝土质量的重要因素。 　　混凝上生产中需要水泥、大石、中石、小石、沙、水、添加剂等多种配料，目前，混凝土搅拌站配料拧制一般使用分布式控制系统，一套传统的典型的搅拌站分布式控制系统如图1所示，它包括多个称重显示控制终端。称重显示控制终端功能主要采集相应料斗传感器信号，换算成重量，同时根据混凝土的配方进行配料的过程控制。这种显示控制和传感器信息采集一体化的称重显示控制终端在远距离模拟信号的传输中，外部干扰的串人以及传输过程中信号的衰减都直接影响到检测和控制的精度。同时由于采用串口和上位的工控机进行通信，对工控机串口的数 在混凝土搅拌站的生产流程中，物料的准确称重与配料控制是确保商品混凝土质量的关键环节。传统的搅拌站控制系统通常采用分布式设计，其中包括多个称重显示控制终端，这些终端负责采集传感器信号，转换重量信息，并根据混凝土配方进行配料控制。然而，这种方式存在一些问题：模拟信号在长距离传输时易受外部干扰，导致精度下降；此外，通过串口与上位工控机通信的方式限制了系统的灵活性，且布线复杂，不易维护。 为解决这些问题，嵌入式系统和ARM技术中引入了基于CAN（Controller Area Network）现场总线的智能混凝土搅拌站称重仪表。CAN总线是一种先进的工业通信协议，以其简单的布线、强大的抗干扰能力及灵活的节点扩展性而广受欢迎。在新的搅拌站控制系统中，采用CAN总线技术，只需一对双绞线就能连接多个节点，显著简化了布线，提高了系统的稳定性和可靠性。同时，数字传输方式消除了模拟信号传输过程中的干扰和衰减问题。 称重仪表的硬件结构主要分为两个部分：显示控制模块和传感器数据采集模块。这两个模块通过CAN总线进行通信。传感器数据采集模块利用如TI公司的MSC1210单片机，集成高精度A/D转换器，实时采集传感器的模拟电压信号并转化为数字信号。通信子模块则包含CAN控制器SJA1000、高速光隔离器和CAN收发器，确保数据传输的稳定性和安全性。 显示控制模块由信息处理、通信、显示、键盘电路和电源电路构成。信息处理子模块采用如Cygnal公司的C8051F040单片机，集成CAN控制器，能够快速处理接收的数据，并将之转化为重量值，通过主程序控制显示和发送控制指令。显示部分通常采用如HD7279驱动的LED，以直观地显示重量信息。 基于CAN现场总线的智能混凝土搅拌站称重仪表通过优化硬件设计和通信协议，提升了混凝土生产过程中的配料精度和系统稳定性，降低了维护成本，适应了工业现场的需求。这种技术的应用不仅改善了现有搅拌站的控制效率，也为未来智能化工厂的发展提供了有力的技术支持。