【摘 要】
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电子皮带秤是一种在物料运输过程中动态称重的设备,因其效率高、使用方便的特点被广泛应用于港口、矿山、制造、物流运输、工业生产等领域。随着科技、经济的发展,电子皮带秤的稳定性、计量精度、联网控制等功能要求逐渐提高。本课题以上述问题为核心,以高精度阵列式电子皮带秤仪表产品化为目标,综合运用嵌入式操作系统开发技术、Python软件开发技术,深度学习、现代信号处理理论与方法,围绕电子皮带秤仪表软硬件设计、人
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电子皮带秤是一种在物料运输过程中动态称重的设备,因其效率高、使用方便的特点被广泛应用于港口、矿山、制造、物流运输、工业生产等领域。随着科技、经济的发展,电子皮带秤的稳定性、计量精度、联网控制等功能要求逐渐提高。本课题以上述问题为核心,以高精度阵列式电子皮带秤仪表产品化为目标,综合运用嵌入式操作系统开发技术、Python软件开发技术,深度学习、现代信号处理理论与方法,围绕电子皮带秤仪表软硬件设计、人机交互系统设计、网络化设计、称重精度补偿模型建立几方面问题深入研究。主要研究成果如下:（1）根据电子皮带秤误差因素、输入信号的特点选用过程神经网络,通过极限学习机方法训练,提出了最小误差过程极限学习机EM-PELM模型,使得大部分故障情况下电子皮带秤精度依旧可以保持在0.2级。（2）根据电子皮带秤系统需求分析,对电子皮带秤仪表系统进行了总体规划,将电子皮带秤系统分为电子皮带秤称重系统和人机交互系统,并且通过网络与PC端进行通信。（3）称重系统硬件部分以STM32F767为核心,优化测速、称重模块电路并从以太网通信、Profibus总线通信两方面进行网络化设计;称重系统软件部分以RT-thread操作系统为核心,通过各任务线程之间相互访问控制实现称重、测速、MODBUS事件处理、人机交互等软件功能。（4）针对人机交互系统界面单一、操作困难等问题,使用MCGS组态软件作为人机交互平台,通过串口、以太网等方式与电子皮带秤称重系统连接,不仅设计实现了友好的人机交互系统,且为系统网络化提供中继站;PC端通过Python设计了上位机远程控制系统。实验结果表明,本文设计的电子皮带秤系统具有功能多样化;系统稳定性强;人机交互友好、操作便捷;系统网络化程度高;所提出的EM-PELM模型具有良好的精度补偿效果,新设计的高精度皮带秤已经投入实际应用。
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