基于PLC的電子皮帶秤自控系統的設計與實現

電子皮帶秤稱量物料重量，主要是測量通過電子皮帶秤上物料的重力及皮帶的速度來實現計 量目的。電子皮帶秤按其使用功能來分類，秤型 分為計量秤、控制秤、配比秤。

稱重原理

電子皮帶秤由機械部分和電控系統兩部分組 成。當物料通過皮帶秤輸送機計量段時CONTROL ENGINEERING China版權所有，物料質量 對稱重托輥產生壓力，稱重托輥將這個力作用到 負荷傳感器上，使傳感器上產生一個與這個區段 上的物料質量成正比的電信號；同時測速機構產 生與皮帶速度成正比的脈沖信號。電控系統完成 對信號的處理，顯示出重量，瞬時流量、速度等參 數。與傳感器頂部相接的稱重托輥有單托輥和雙 托輥，如圖1、圖2 所示。

PLC 電控系統的硬件組成

電子皮帶秤的傳動是由一臺帶有變頻器調速的 交流電動機傳動的，其主要檢測元件是一臺稱重傳 感器和安裝在電動機軸上的編碼器。稱重傳感器采 集輸出0～24 mV 正比于物料質量的電壓信號，該 信號經放大器放大成0～10 V電壓后送入模擬量輸 入模塊，經A/D 轉換后再送進CPU 模塊進行運算。 同時隨著輸送機的不斷運轉，安裝于驅動電動機上 的光電脈沖編碼器發出脈沖，每一個脈沖代表皮帶 走過的距離，其采集的電動機轉速脈沖數送入高速 計數模塊。經CPU 模塊集中處理運算后輸出的模 擬數由模擬量輸出模塊輸出變頻器的頻率，來調節 電動機的轉速，以達到控制的要求。還需增加所需 的輸入輸出點位的開關量模塊。由于西門子PLC 以 其極高的性能價格比，功能強大，其指令執行速度 快，能縮短掃描周期www.cechina.cn，也就是能提高響應速度，增 強控制的實時性，更能保證高精度要求產品的質 量。電子皮帶秤采用西門子S7 － 300 的硬件配置， 控制整個控制系統。其硬件構成如圖3 所示。可按 下列硬件配置來進行硬件組態。

控制原理

在電子皮帶秤觸摸屏終端上按實際需要給定 設定流量sp(n)，與瞬時流量pv(n)比較，產生誤差 信號ev(n)＝sp(n) —pv(n)，經PID調節運算產生 一控制電壓信號給變頻調速器調節交流電動機轉 速。當sp(n)＞pv(n)時CONTROL ENGINEERING China版權所有，電動機加速，當sp(n)＜ pv(n)時CONTROL ENGINEERING China版權所有，電動機減速，直到sp(n)＝pv(n)達到控制 流量的目的。