礦石樣品前處理自動化是指通過自動化手段完成樣品分析前處理流程,其控制系統(tǒng)作為整體的核心需具備小、快、靈的特點。嵌入式系統(tǒng)集軟、硬件一體,具有體積小、實時性強、低功耗等優(yōu)點。本文基于嵌入式實時系統(tǒng)平臺開發(fā)礦石樣品前處理自動化儀器控制系統(tǒng),實現(xiàn)礦石樣品稱重、加酸、消解、震蕩、定容、清洗等一系列流程,在有效確保前處理質(zhì)量的同時,大大降低了前處理流程中對人力資源的需求,提升了對操作人員的勞動保護。 

【文章來源】：中國礦業(yè). 2020,29(S2)北大核心

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【部分圖文】：

嵌入式控制器

礦石樣品前處理自動化儀器實驗樣機結(jié)構(gòu)如圖1所示。礦石樣品前處理自動化儀器的結(jié)構(gòu)設計有高精度蠕動泵、桁架式機器人、樣品管、注射泵、樣品管、旋轉(zhuǎn)式固體加樣、紅外消解、震蕩混合模塊、反應容器清洗、高精度稱重模塊等部分。其控制系統(tǒng)控制部分及需求情況見表1。礦石樣品前處理自動化儀器的控制系統(tǒng)部分包括桁架主體、加樣（鹽、硝、硫、水）、消解、混合、過濾、定容、清洗、上位機通訊等步驟。通訊接口有RS485、RS232，數(shù)字量輸出DO接口、數(shù)字量輸入DI接口、模擬量輸入AI接口、上位機通訊以太網(wǎng)接口。這些接口主要控制伺服電機、步進電機、夾爪、稱重模塊讀數(shù)、蠕動泵啟停、加熱器啟停、溫度檢測、搖床啟停、搖床變速、搖床位置反饋等。

FSMC(flexible static memory controller）是靈活的高速外部存儲器接口，它是STM32的一個外設，其作用是用于擴展片外存儲器和外設。功能是擴展外部SRAM、NOR FLASH、NAND FLASH、ROM、PC卡等。FSMC包含四個主要模塊：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模塊可以用來外接靜態(tài)隨機訪問存儲器SRAM、只讀存儲器ROM、NOR Flash/OneNAND Flash、PSRAM 4個存儲區(qū)域。本文設計的控制系統(tǒng)采用NE1直接連接SRAM,NE2譯碼后連接擴展的以太網(wǎng)及FRAM等，NE3譯碼后連接擴展DI/DO接口及AI接口等。嵌入式控制器中的RS485電路和FARM電路設計，分別如圖3所示和如圖4所示。RS485電路的作用是將微處理器發(fā)送的TTL信號轉(zhuǎn)換成通訊網(wǎng)絡中的差分信號來與控制X、Y、Z軸的外部伺服電機進行通訊。

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]冶金化學樣品前處理技術(shù)研究進展[J]. 荊新艷,邵鴻飛,張麗.  山東冶金. 2009(06)

碩士論文
[1]集成運動控制功能的軟PLC上位機編程系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[D]. 王吉停.南京航空航天大學 2014
[2]開放式直角坐標機器人運動控制系統(tǒng)研究[D]. 劉軍.天津大學 2010



本文編號：3051069