基于動(dòng)物飼料稱(chēng)量PLC控制技術(shù)應用

摘要：動(dòng)物飼料稱(chēng)量是動(dòng)物飼料各種含量檢測前處理階段一個(gè)重要環(huán)節，傳統機械杠桿稱(chēng)重方法有較大的機械誤差，影響稱(chēng)量速度和精度。介紹用PLC控制技術(shù)作為動(dòng)態(tài)稱(chēng)量測控設備的支撐核心，這個(gè)控制方案在硬件和軟件設計中采取相應措施和動(dòng)態(tài)控制方法。滿(mǎn)足了在線(xiàn)快速動(dòng)態(tài)重量計量的要求、大大提高了測量數據精度，同時(shí)也提高了工作效率。
關(guān)鍵詞：飼料檢測；稱(chēng)量；動(dòng)態(tài)誤差；PLC控制

0 引言
目前動(dòng)物產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測中心在進(jìn)行動(dòng)物飼料各種含量檢測的前處理階段大部分還是采用手工操作的方式。采用手工操作有兩大不足：一是工作效率低。據某動(dòng)物產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測中心負責人反映，由于檢測前處理采用手工操作，一天約能檢測試品8份(理想狀態(tài))，即一個(gè)星期約能檢測30份飼料樣品。這種檢測速度難以適應客戶(hù)的要求；二是檢測精度不高，誤差大。由于是手工操作，在稱(chēng)量飼料時(shí)，采用傳統機械杠桿稱(chēng)重方法稱(chēng)量，而此種方法稱(chēng)量采用目測方式。不同的人目測得到的結果會(huì )有所不同，勢必會(huì )造成人為誤差。
在飼料各種含量檢測工作的前處理階段，由于對稱(chēng)重計量要求比較高。而PLC控制技術(shù)能很好的兼顧了動(dòng)態(tài)稱(chēng)重計量的精度和速度。如果把PLC控制技術(shù)引入到飼料各種含量的前處理階段，即飼料的稱(chēng)量中，這樣既滿(mǎn)足了在線(xiàn)快速動(dòng)態(tài)重量計量的要求，測量數據精度可以大大提高，同時(shí)可以提高工作效率。
本課題成員對一家動(dòng)物飼料安全檢測中心進(jìn)行自動(dòng)化改造。在改造過(guò)程中采用PLC控制技術(shù)作為動(dòng)態(tài)稱(chēng)量測控設備的支撐核心。在硬件和軟件設計中采用了一些措施和動(dòng)態(tài)控制方法，較好的解決了稱(chēng)量速度與精度的矛盾，實(shí)現了飼料各種含量檢測的前處理階段進(jìn)行動(dòng)態(tài)稱(chēng)量計量的精度和速度要求。

1 自動(dòng)控制系統框圖設計
用稱(chēng)重傳感器、應變式拉力傳感器、相應閥門(mén)、放大器和PLC組成測控系統來(lái)完成飼料的稱(chēng)重、計量的工藝過(guò)程，如圖1所示。該系統用PLC作為控制核心，配以稱(chēng)重傳感器、應變式拉力傳感器、放大器、機械裝置和各種電動(dòng)執行器，實(shí)現飼料的動(dòng)態(tài)在線(xiàn)稱(chēng)重計量工作。

稱(chēng)斗上方是放置所需要稱(chēng)量的飼料樣品倉，在該倉中的原料來(lái)自要求測試各種含量的飼料散狀樣品料。在樣品倉下安裝有一個(gè)螺旋進(jìn)料裝置，該裝置由一臺電動(dòng)機驅動(dòng)。當電機起動(dòng)時(shí)，則樣品倉中的粉狀飼料就隨著(zhù)傳輸絞籠的旋轉而進(jìn)入稱(chēng)斗中稱(chēng)量。進(jìn)行稱(chēng)斗之前要經(jīng)過(guò)兩個(gè)閥門(mén)。第一道閥門(mén)是放料閥門(mén)，放料閥門(mén)與稱(chēng)重氣缸和電磁閥相連接直接控制。第二道閥門(mén)分粗放料閥門(mén)和細放料閥門(mén)。進(jìn)行粗放料讓力傳感器感應到重量已達到所要求的90％～95％時(shí)，則關(guān)閉粗放料閥門(mén)，開(kāi)放細放料閥門(mén)。稱(chēng)斗上裝有兩個(gè)S梁式應變式拉力傳感器，稱(chēng)斗的重量信號直接由該傳感器組轉換成與之對應的電壓信號，經(jīng)放大器把該電壓信號放大后送入PLC中的模擬量模塊進(jìn)行數據處理，當達到預定值時(shí)，PLC控制停止下料，然后由PLC控制打開(kāi)稱(chēng)斗門(mén)，把飼料樣品送入到具塞三角瓶。如此就可以完成了飼料稱(chēng)量的自動(dòng)化過(guò)程。

2 PLC控制流程圖設計
整個(gè)自動(dòng)控制系統由PLC來(lái)控制。由于系統采用二級給料方式。粗給料流量大，用短時(shí)間加入額定重量的90％～95％，還剩余的則采用精放料形式來(lái)實(shí)現。這樣即可保證速度，又可保證精度。PLC控制流程圖如圖2所示。

由PLC控制流程圖可見(jiàn)，進(jìn)行每次稱(chēng)量工作前，都測試稱(chēng)斗的凈重，主要是為了消除由于飼料的粘附引起的稱(chēng)量誤差。停機時(shí)要設置相應處理功能，保證停機排空稱(chēng)斗內飼料。一方面可保證下次開(kāi)機時(shí)稱(chēng)斗內無(wú)粘附飼料，且避免了飼料較長(cháng)時(shí)間停留在稱(chēng)斗內吸濕而凝結在稱(chēng)斗壁上。細加料信號完畢后，待其穩定，然后進(jìn)行實(shí)測，得到誤差，以使下一個(gè)循環(huán)進(jìn)行補償校正。
系統功能為：對飼料重量實(shí)現自動(dòng)控制，所需要稱(chēng)量的飼料重量設定值通過(guò)PLC設置來(lái)實(shí)現；每次精放料工作完成后進(jìn)行稱(chēng)斗的凈重檢測修正；對稱(chēng)量誤差進(jìn)行自動(dòng)補償；系統應該設置有相應的故障檢測、報警信號。