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锂聚合物电池注液量的多少直接关系到电池的使用寿命、容量和充电速度等,本文的研究对象是一个专门用于检测电池注液量的电池称重设备。它具有测量速率高、自动化程度高、信息永久存储并可单机或联网查询等优点。
电池称重设备通过对电池进行注液前称重和注液后称重,从而获得电池的注液量信息,然后根据电池注液量是否合格,电池称重设备把电池自动分类为良品电池和不良品电池。同一个电池两次称重的信息都会被保存在数据库中。注液后称重时需要查询同一个电池的注液前称重信息来得到电池壳的重量。在数据库中以电池壳上打印的二维条形码作为主键存放一个电池的所有测量信息。本论文所做的主要工作包括以下几个方面:
(1)根据设计指标,参与设计了电池称重设备的总体方案和机械结构。论文中介绍了电池称重设备的机械结构,它主要包括四个电池工位、电池搬运系统、NG(不良品)品电池传送带及分拣机构等部分。电池称重设备的运动主要采用气动控制来实现。
(2)设计了以DSP和FGPA为控制核心的下位机电气控制箱,并编写了嵌入式控制软件。电气控制箱具有多个24V输入输出控制点、多个RS232串口和一个以太网接口。电路中,FPGA用于扩展DSP的接口,以满足下位机的接口要求。DSP作为主要控制核心,存放有运动控制程序、数据采集程序和网络通信程序。运动控制程序采用基于多层状态机的形式编写,在没有嵌入式操作系统的情况下较好的实现了实时响应,达到实时性要求。上位机和下位机之间采用基于UDP的以太网通信。
(3)编写设计了上位机软件。软件采用VC++编写,主要包括网络通信部分、数据库操作部分和人机交流部分。上位机中引入数据库用于保存电池的测量信息。在注液后测量时下位机需要检索数据库查询对应电池注液前测量的重量信息,从而判断电池注液量是否合格。
在最后测试中设备能够达到每分钟测量48个电池的速度。