基于PLC的電子皮帶秤自控系統的設計與實(shí)現

自控系統的軟件設計思路

電子皮帶秤主要是流量控制，以達到瞬時(shí)流 量和累計量的顯示及其稱(chēng)量的準確性。其主要的控制變量是對速度信號和流量信號的采集控制。
1) 編碼器采集的是與皮帶速度成正比的脈沖 信號，其脈沖信號由高速計數模塊采集。電動(dòng)機轉 過(guò)的轉數由脈沖數來(lái)計算，500 個(gè)脈沖即代表電動(dòng) 機轉過(guò)一轉。電子秤皮帶速度v 可由下式求得

2) 流量是單位時(shí)間內流過(guò)皮帶秤的物料量。 流量可以通過(guò)測量某段皮帶長(cháng)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有 物料流過(guò)時(shí)CONTROL ENGINEERING China版權所有，稱(chēng)重傳感器輸出0～24 mV 正比于 物料重量的電壓信號，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)模數轉換 送入CPU 模塊的運算，其成正比例的值轉換過(guò)程 如圖4 所示。
3) 累計重量W 是PLC 將各次采樣到的重量值 累計即可得到。

5) 在稱(chēng)量物料時(shí)CONTROL ENGINEERING China版權所有，需要確保電子皮帶秤達到 精度的要求，這就要編制調零和校秤程序。調零的 工作原理是其可分為平均值和絕對值調零，平均 值調零是將空載狀態(tài)下皮帶一周的平均重量值儲 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。絕對值調零是對稱(chēng)重帶逐段調零，皮帶被分為 多個(gè)測量單元，在實(shí)際調零的過(guò)程中，各單元都有 一個(gè)調零值www.cechina.cn，在使用過(guò)程中，各單元的測量值將減 去各自的調零值，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www.cechina.cn，
p i Δ L/L 即為走過(guò)Δ L 長(cháng)度的重量，對n 段重 量求和即得累計重量W 。
4) 建立了上面的數學(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 連續控制器CONTROL ENGINEERING China版權所有，進(jìn)行PLC 模擬量閉環(huán)連 續控制，控制變頻器的頻率，調節電動(dòng)機的轉速。 通過(guò)傳感器、編碼器各自采集的信號送至PLC，測 算出瞬時(shí)流量pv(n)。圖5 是系統控制的方框圖。

作原理是通過(guò)校準稱(chēng)重傳感器至PLC 的過(guò)程中系 統對校準砝碼重量的檢測結果，實(shí)現對重量通道 的校準。校準砝碼的重量需預先設置到PLC 裝置 的內存中。當PLC 裝置對該校準砝碼進(jìn)行校準時(shí)CONTROL ENGINEERING China版權所有， 若檢測結果與實(shí)際重量不一致時(shí)CONTROL ENGINEERING China版權所有，則系統將重量 修正系數自動(dòng)變小，該系數修正工作需由PLC 裝 置自動(dòng)完成。
6) 監控系統主要實(shí)現的功能：顯示功能、報 警處理和報表生成功能、歷史趨勢功能等。