基于PLC的電子皮帶秤自控系統的設計與實現

自控系統的軟件設計思路

電子皮帶秤主要是流量控制，以達到瞬時流 量和累計量的顯示及其稱量的準確性。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。電動機轉 過的轉數由脈沖數來計算，500 個脈沖即代表電動 機轉過一轉。電子秤皮帶速度v 可由下式求得

2) 流量是單位時間內流過皮帶秤的物料量。 流量可以通過測量某段皮帶長度上物料的瞬時重 量及同一時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 物料流過時CONTROL ENGINEERING China版權所有，稱重傳感器輸出0～24 mV 正比于 物料重量的電壓信號，經放大器放大處理成0～ 10 V 電壓后送入模擬量輸入模塊，再經模數轉換 送入CPU 模塊的運算，其成正比例的值轉換過程 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) 在稱量物料時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下皮帶一周的平均重量值儲 存起來，此后在電子皮帶秤使用過程中，PLC 裝置 將瞬時采樣到的毛重減去皮重，得到瞬時物料凈 重。絕對值調零是對稱重帶逐段調零，皮帶被分為 多個測量單元，在實際調零的過程中，各單元都有 一個調零值www.cechina.cn，在使用過程中，各單元的測量值將減 去各自的調零值，得到瞬時物料凈重。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Δ L 的段數www.cechina.cn，
p i Δ L/L 即為走過Δ L 長度的重量，對n 段重 量求和即得累計重量W 。
4) 建立了上面的數學模型后，則可采用SIEMENS 的編程軟件STEP7 編制程序，通過編輯程 序指令把設定值sp(n)流量值和采集的瞬時流量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，進行PLC 模擬量閉環連 續控制，控制變頻器的頻率，調節電動機的轉速。 通過傳感器、編碼器各自采集的信號送至PLC，測 算出瞬時流量pv(n)。圖5 是系統控制的方框圖。

作原理是通過校準稱重傳感器至PLC 的過程中系 統對校準砝碼重量的檢測結果，實現對重量通道 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行校準時CONTROL ENGINEERING China版權所有， 若檢測結果與實際重量不一致時CONTROL ENGINEERING China版權所有，則系統將重量 修正系數自動變小，該系數修正工作需由PLC 裝 置自動完成。
6) 監控系統主要實現的功能：顯示功能、報 警處理和報表生成功能、歷史趨勢功能等。