基于PLC的電子皮帶秤自控系統(tǒng)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(tǒng)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(qū)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(tǒng)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(tǒng)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(fā)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(jié) 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(zhí)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(tǒng)。其硬件構成如圖3 所示??砂?下列硬件配置來進行硬件組態(tài)。
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(jié)運算產生 一控制電壓信號給變頻調速器調節(jié)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。
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