摘要：
带式输送机测试系统以89551单片机为控制核心，通过计算机测试带式输送机张力的主要参数来分析整个带式输送机系统的工作性能，实现对带式输送机工作状态的在线检测和实时监控。
关键词：带式输送机：张力测试仪；89S51单片杌；在线检测
带式输送机是煤炭、化工、冶金、矿山、建材、电力、轻工、粮食及交通运输等部门广泛使用的运输设备，可输送各种粒度、粉状或成件等物品。随着科学技术的发展，带式输送机正朝着大运量、高速度、长距离、大功率等方向发展，对其可靠性、平稳性等工作性能也就有了更高的要求。为了更有效地提高带式输送机的使用效率，防止甚至杜绝事故的发生，必须有一套完善的系统，能够对带式输送机的张力进行实时监控和在线检测。过去，带式输送机的测试主要采用静态设计法，通过改变工况点，记录其参数，再通过人T计算，得出实验结果。为了测试得精确，必须取多个工况点校合，测试工作比较费时费力。现在带式输送机的测试方法主要有动态测试法，记录仪将各下况点的参数用信号连续记录。尽管它能得到比较连续的记录曲线，但此测试法也有很多人为误差，如在测试前需人为调节函数记录仪，其凋定精度将直接影响测试结果的准确度。因此，如果在测试过程中没有一些人为的因素，全部T作部是由计算机自动处理，这就大大减少了人为因素给测试T作带来的误差。为此，我们设计了一套基于计算机技术的带式输送机测试系统——张力测试仪。
本课题研究的带式输送机测试系统主要用来测试系统的张力。在测试方法上采HI以89551单片机为控制核心，并配有辅助设施电源电路、I/0接口电路、外部存储器的扩展电路、键盘、LCD液品电路、A/D转换电路、串行通信接口电路、报警电路等。再利用计算机数据处理的高速、准确性，对带式输送机的张力进行测试，并做同步记录。此设计能够提高测试的精度与效牢，并且操作简便、安装调试方便、成本低、可靠性高，能够降低人力、物力成本和节约时间。这就是本文的出发点——通过计算机测试带式输送机的张力这个系统的主要参数来分析整个带式输送机系统的工作性能，实现对带式输送机工作状态的在线检测和实时监控。本设计的主要内容是综合测试系统的研制，使其能够实现对带式输送机张力信号的采集以及张力信号的处理、显示等功能，它包括软件和硬件两方面的设计。硬件是基本框架，软件是神经中枢，二者缺一不可。
1、张力测试仪软件设计流程
软件的设计采用模块化结构，便于编程、调试．修改和扩展。整个软件系统采用汇编语言来完成软件程序的编制，从功能上可分为主程序模块、系统初始化模块、输入和键处理模块、LCD显示模块、A/D转换模块、公共服务模块、建立自定义字符模块等。主程序主要是使仪器开机后c动进人运行状态，它是通过对各个子程序的'蒯用来完成对仪器的管理与控制。主要由系统初始化程序、LCD显示程序、A/D转换程序、延时程序、键输入处理子程序等组成。各部分程序的功能如下：
(1)系统初始化。开机时让每个元件复位。
(2)上电延时。让每个部件都准备好，以使程序顺利地进入正常控制状态。
(3)调用第一屏显示子程序。使第一屏第一行显示出“请输入张力”，提示片}户进行张力额定值的设定。
(4)设定额定值。通过键盘操作设定额定值的，一般输入在30 kN-200 kN之问，如果输入后想改额定值，程序返同执行设定额定值程序，在第一屏第二行设置值，与采集到的值进行比较，确定其否正常。
(5)判断是否修改额定值，为下一步的比较做准备。
(6)凋用A/D转换。将采集到的模拟信号的张力值转化成计算机能接受并进行处理的数字信号。
(7)判断采集值是否与额定值相等。A/D转换器采集到的值是否与额定值进行比较，判断是否相等或者在额定值误差范围内，为调用第二屏显示程序做准备。
(8)调用第二屏显示子程序。通过与额定值的比较，在第二屏第一行上疆示张力值是否正常，并在第二屏第二行显示采集到的张力的实时数据。
2、张力测试仪硬件设计工作原理
以AT89551单片机为控制核心，完成张力测试仪硬件电路的研制，使本仪器能够对带式输送机的张力进行吏时监控和在线检测，并把此两值和标准值进行对比，发出提示信息，以保证带式输送机的正常运转。
系统硬件各组成部分的功能如下：
(1)89551。此芯片上集成了一个微型计箅机的各个组成部分，是电路的核心部分，主要完成以下的控制功能：控制张力信号的采集；控制LCD显示电路完成状态、张力等数据的显示；控制键盘电路完成数据的输入和操作指令的输入；数据的处理；控制完成与微型计算机之问的数据通信等。另一重要功能为其内部具有4kB的RAM，可把调试程序存入内部便于运行。
(2)电源。本设计所用到的各芯片都需+5 V稳定的直流电源供电，为了能直接利用220V交流电源，需要设计+5V直流稳压电源。故采用半导体直流电源。
(3)键盘。键盘是一组按键的组合，它是最常用的单片机输入设备。操作人员可以通过键盘进行参数的输入和对仪器的控制操作。
(4)A/D转换器是一种能把输入模拟电压或电流变成与它成正比的数字世，即能把被控对象的各种模拟信息变成计算机可以识别的数字信息。
(5)LCD液晶显示器是人与机器沟通的重要界面，在AT89S51的控制下完成对经过计算的张力数据和张力状态的显示等功能。
(6)放大、滤波、整形电路，主要是由运算=放大器构成，对接收传感器接收到的信号进行放大、滤波，把接收到的电压信号转换成单片机可以识别和采集的ITL电平信号。
(7)传感器。针对本课题，需选择能测试张力的传感器。本设计选用电阻应变式传感器，以完成对张力信号的转换和采集任务。
由于传感器、放大电路、滤波器在小型的实验巾不易实现，且考虑到设计成本问题，在此线路板的设计巾没有上述元件的应用，而采用滑动变阻器代替了它们，利用分压原理模拟皮带张力的变化，完成张力信号的采集。
系统流程为：在开机之后，液晶显示器显示“请输入张力”，提示输入一个额定的张力，这时便可以根据被检测对象从键盘上键入一个额定张力值，通过LCD显示出来。待显示额定值后，按“确认”键来确认并存储这个额定值，以便与从A/D转摸器读来的那个实际值进行比较．进而判断皮带张力是否正常（实际值是通过调节4个可变电阻得到的）。当采集同实际张力值时，便与存储在89S51里的额定张力相比较且通过大小判断，进而在LCD上显示出采集同来的实际值及同时显示“正常”或“不正常”。
控制电路是带式输送机张力测试仪的核心，主要用来实现对外围器件的控制功能。其包括：单片机89S51、板内驱动器74L5245、地址锁存器74LS373和三—八译码器74LS138。其中89S51单片机是本设计的核心控件，负责协调控制LCD、键盘和A/D之间的正常T作和完成数据处理任务。传感器用于感应皮带张力的变化情况，以便于89551对带式输送机的张力进行实时监控和在线检测，确保正常运转。针对本设计，需选择能测试张力的传感器。本项日选用电阻应变式传感器，但由于价格昂贵，此设计中用可变电阻代替，利用其分压原理，用电压值的变化模拟张力信号的变化。本设计所用的各芯片都需+5V稳定的直流电源供电，为了能直接利HJ220V交流电源，需要设计+5V直流稳压电源。本设计采用目前广泛应用的半导体直流电源。键盘是一组按键的组合，它是最常用的单片机输入设备。本设计采用矩阵式非编码键盘，为2x8型。该设计的16个按键中，设定了数字键0-9，功能键“确定‘修改”，其他按键为本产品的功能扩展留下了余地，其主要用于输入张力额定值。A，I）转换器是一种能把输入模拟电压或电流变成与它成正比的数字量，即能把被控对象的各种模拟信息变成计算机可以识别的数字信息。此设计选用TLC2543型A/D转换器，属逐次逼近式。显示器是人与机器沟通的重要界面，用于显示系统的运行状况和张力的实时数据，本设计选用20x2点阵式字符型LCD．型号为KXM1602C。可显示当前张力值及运行状况。
3、结语
本课题日前已完成了对张力的检测，并能把测量值和标准值进行对比，发出提示信息，为新产品的研制开发奠定了基础。此设计目前没有考虑对微弱信号的抗十扰性等问题，有待改善。相信在以后多实践、多研究的努力下，此产品会尽早地应用于实际生产当中。
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