基于PLC的電子皮帶秤自控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

自控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)思路

電子皮帶秤主要是流量控制，以達(dá)到瞬時(shí)流 量和累計(jì)量的顯示及其稱(chēng)量的準(zhǔn)確性。其主要的控制變量是對(duì)速度信號(hào)和流量信號(hào)的采集控制。
1) 編碼器采集的是與皮帶速度成正比的脈沖 信號(hào)，其脈沖信號(hào)由高速計(jì)數(shù)模塊采集。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn) 過(guò)的轉(zhuǎn)數(shù)由脈沖數(shù)來(lái)計(jì)算，500 個(gè)脈沖即代表電動(dòng) 機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)一轉(zhuǎn)。電子秤皮帶速度v 可由下式求得

2) 流量是單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)皮帶秤的物料量。 流量可以通過(guò)測(cè)量某段皮帶長(zhǎng)度上物料的瞬時(shí)重 量及同一時(shí)刻的皮帶行程或皮帶速度得到。 傳感器的供電電壓為1 2 V D C，其靈敏度為 12 mV/V。電子秤完成一次重量采樣工作是當(dāng)有 物料流過(guò)時(shí)CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，稱(chēng)重傳感器輸出0～24 mV 正比于 物料重量的電壓信號(hào)，經(jīng)放大器放大處理成0～ 10 V 電壓后送入模擬量輸入模塊，再經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換 送入CPU 模塊的運(yùn)算，其成正比例的值轉(zhuǎn)換過(guò)程 如圖4 所示。
3) 累計(jì)重量W 是PLC 將各次采樣到的重量值 累計(jì)即可得到。

5) 在稱(chēng)量物料時(shí)CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，需要確保電子皮帶秤達(dá)到 精度的要求，這就要編制調(diào)零和校秤程序。調(diào)零的 工作原理是其可分為平均值和絕對(duì)值調(diào)零，平均 值調(diào)零是將空載狀態(tài)下皮帶一周的平均重量值儲(chǔ) 存起來(lái)，此后在電子皮帶秤使用過(guò)程中，PLC 裝置 將瞬時(shí)采樣到的毛重減去皮重，得到瞬時(shí)物料凈 重。絕對(duì)值調(diào)零是對(duì)稱(chēng)重帶逐段調(diào)零，皮帶被分為 多個(gè)測(cè)量單元，在實(shí)際調(diào)零的過(guò)程中，各單元都有 一個(gè)調(diào)零值www.cechina.cn，在使用過(guò)程中，各單元的測(cè)量值將減 去各自的調(diào)零值，得到瞬時(shí)物料凈重。而校秤的工從上式中可以看出P/L 即為皮帶每米上物料 的重量，n 為皮帶走過(guò)Δ L 的段數(shù)www.cechina.cn，
p i Δ L/L 即為走過(guò)Δ L 長(zhǎng)度的重量，對(duì)n 段重 量求和即得累計(jì)重量W 。
4) 建立了上面的數(shù)學(xué)模型后，則可采用SIEMENS 的編程軟件STEP7 編制程序，通過(guò)編輯程 序指令把設(shè)定值sp(n)流量值和采集的瞬時(shí)流量pv (n)在電子秤限定的額定流量中各占的百份值分別 賦值給PID 連續(xù)控制器CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，進(jìn)行PLC 模擬量閉環(huán)連 續(xù)控制，控制變頻器的頻率，調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。 通過(guò)傳感器、編碼器各自采集的信號(hào)送至PLC，測(cè) 算出瞬時(shí)流量pv(n)。圖5 是系統(tǒng)控制的方框圖。

作原理是通過(guò)校準(zhǔn)稱(chēng)重傳感器至PLC 的過(guò)程中系 統(tǒng)對(duì)校準(zhǔn)砝碼重量的檢測(cè)結(jié)果，實(shí)現(xiàn)對(duì)重量通道 的校準(zhǔn)。校準(zhǔn)砝碼的重量需預(yù)先設(shè)置到PLC 裝置 的內(nèi)存中。當(dāng)PLC 裝置對(duì)該校準(zhǔn)砝碼進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有， 若檢測(cè)結(jié)果與實(shí)際重量不一致時(shí)CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，則系統(tǒng)將重量 修正系數(shù)自動(dòng)變小，該系數(shù)修正工作需由PLC 裝 置自動(dòng)完成。
6) 監(jiān)控系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能：顯示功能、報(bào) 警處理和報(bào)表生成功能、歷史趨勢(shì)功能等。