【正文】 重速度和稱重精度；二是建立組態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，使其能監(jiān)控現(xiàn)場事實(shí)情況。特別是近 30 年以來，工藝流程中的現(xiàn)場稱重、配料定量稱重 以及產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)測等工作，都離不開能輸出信號的電子衡器。隨著稱重傳感器各項(xiàng)性能的不斷突破，為電子稱的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，國外如美國、西歐等一些國家在 20世紀(jì) 60 年代就出現(xiàn)了 %稱量準(zhǔn)確度的電子稱，并在 70 年代中期約對75%的機(jī)械稱進(jìn)行了機(jī)電結(jié)合式改造。目前，由于電子衡器具有稱量快 ， 讀數(shù)方便 ， 能在惡劣條件下工作 ， 便于與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合而實(shí)現(xiàn)稱重技術(shù)和過程控制的自動化特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于工礦企業(yè)、能源交通、商業(yè)貿(mào)易和科學(xué)技術(shù)等各個(gè)部門 。 3 第 1 章 生產(chǎn)線自動稱重系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 控制方案的選擇 系統(tǒng)方案選擇的原則是在滿足生產(chǎn)要求，確保產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，力求投資少，效益高和操作方便。單片機(jī)是隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展而誕生的。 （ 2） PLC 控制方案。同時(shí)可編程序控制器具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)性強(qiáng)、應(yīng)用靈活，編程方便、易于使用，控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試方便，維修方便、維修工作量小，功能完善等特點(diǎn)。在未來的工業(yè)生產(chǎn)中， PLC 仍然能夠引導(dǎo)自動化行業(yè)的發(fā)展。 進(jìn) 料 電 動 機(jī)出 料 電 動 機(jī)電 磁 鐵指 示 燈舵 機(jī) 閥 門稱 重 變 送 器上 位 機(jī)稱 重 傳 感 器報(bào) 警 器P L C光 電 開 關(guān) 圖 11 系統(tǒng)框圖 稱重系統(tǒng)的功能和工作過程 1．系統(tǒng)的功能 （ 1）自動運(yùn)行功能 5 點(diǎn)擊自動運(yùn)行按鈕后，系統(tǒng)自動運(yùn)行。若輔助斗中物料溢出，則安裝在輔助斗上的光電開關(guān)會發(fā)出信號，系統(tǒng)自動報(bào)警。實(shí)現(xiàn)大流量進(jìn)給。 （ 3）放料階段 當(dāng) 實(shí)際重量等于目標(biāo)重量時(shí)， PLC 發(fā)出指令使舵機(jī) 閥門 迅速旋轉(zhuǎn)到180 度，并始終保持在這個(gè)角度，停止進(jìn)料。在手動狀態(tài)下，是否進(jìn)入放料階段由按鈕控制稱重斗下料門實(shí)現(xiàn)。 PLC 選型的基本原則 PLC 產(chǎn)品的種類也越來越多。 工程設(shè)計(jì)選型時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析控制要求，明確控制任務(wù)所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù) ， 所需存儲器容量 ， 確定 PLC的功能 ， 外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的 PLC 和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。 （ 3）西門子公司的產(chǎn)品，目前有 SIMATIC S7400/300/200 系列產(chǎn)品 。它以緊湊的結(jié)構(gòu)、良好的擴(kuò)展性、強(qiáng)大的指令功能、低廉的價(jià)格、已經(jīng)成為當(dāng)代各種小型控制工程的理想控制器。 （ 2） 進(jìn)料電動機(jī)、出料電動機(jī)啟動、停止需要 4 路輸入 ,2 路輸出。 （ 6） 報(bào)警器需要 1 路輸出。 系統(tǒng)所需 共 12 路 數(shù)字量 輸入， 10 路 數(shù)字量 輸出。 稱重傳感器的選擇 9 稱重傳感器 類型的選擇 稱重傳感器是力傳感器當(dāng)中一個(gè)重要的品種 ,實(shí)際應(yīng)用及其廣泛。 輪輻式傳感器由于結(jié)構(gòu)的對稱性，所以能夠承受大的側(cè)向力，由于它有較大的滯后誤差，很多場合都被橋式傳感器所取代。 剪切梁式傳感器運(yùn)用剪切原理制作而成，精度跟穩(wěn)定性都很高，一般都不需要要線性補(bǔ)償都能達(dá)到要求。 稱重傳感器 選型的 原則 1．穩(wěn)定性的選擇 傳感器使用一段時(shí)間后，其性能保持不變的能力稱 為穩(wěn)定性。 環(huán)境對稱重傳感器會造成如下影響： 10 （ 1）高溫環(huán)境造成傳感器的涂覆材料融化、焊點(diǎn)開化、彈性體內(nèi)應(yīng)力發(fā)生結(jié)構(gòu)變化。 （ 5）易燃、易爆環(huán)境必須選用特制的防爆傳感器。因?yàn)橹挥徐`敏度高時(shí)，與被測量對應(yīng)的輸出信號值才比較大，有利于信號處理。 傳感器量程的選擇可依據(jù)秤的最大稱量值、選用傳感器的個(gè)數(shù)、秤體的自重、可能產(chǎn)生的最大偏載及動載等因素綜合評價(jià)來確定。這樣就可以在滿足同一測量目的的諸多傳感器中選擇比較便宜和簡單的傳感器。 （ 2）在對傳感器精度選擇的時(shí)候，應(yīng)使傳感器的精度略高于理論計(jì)算值。 2． 托利多 MTB5 稱重傳感器 技術(shù)指標(biāo)： 技術(shù)指標(biāo)如表 21 所示。 蠕變（ 30 分） %. ≤177。 輸入阻抗 Ω 387177。 稱重變送器在工業(yè)稱重過程中常用的一 種變送器，廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集、信號傳輸轉(zhuǎn)換和集散稱重控制系統(tǒng)和配料系統(tǒng)，主要應(yīng)用于水泥、混凝土、玻璃、造紙、塑膠、化工、冶金、有色、棉紡、試驗(yàn)機(jī)等行業(yè)稱重式料位、重量負(fù)荷、張力、拉壓力信號的變送、顯示、檢測等。 表 22 AT10 稱重變送器規(guī)格 電源 24Vdc177。C 零點(diǎn)標(biāo)定 使用 4 個(gè)撥碼開關(guān)簡單調(diào)整 零點(diǎn)標(biāo)定 使用 20 圈微調(diào)筒精確調(diào)整 滿刻度標(biāo)定 使用 4 個(gè)撥碼開關(guān)簡單調(diào)整 滿刻度標(biāo)定 使用 20 圈微調(diào)筒精確調(diào)整 模擬濾波器 通過 270176。 當(dāng)使用可選的其他電源時(shí)，必須就近與變送器安裝。 15%)。 （ 4） 激勵(lì)電壓為 10Vdc。 （ 2） 電壓輸出為 010Vdc；電流輸出為 020mA 或 420 mA。J1 關(guān) ： 420mA； J1 開 ： 020mA/ 0 10V。 （ 3） 當(dāng)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)微調(diào)筒時(shí)，會影響到濾波值的減少。這樣的直流電機(jī)控制方式叫閉環(huán)控制，所以舵機(jī)更準(zhǔn)確的說是伺服馬達(dá) 。角所需時(shí)間來衡量，常見舵機(jī)的速度一般在 176?？梢岳斫鉃樵诙姹P上距舵機(jī)軸中心水平距離 1CM 處，舵機(jī)能夠帶動的物體重量。和 360176。所以材質(zhì)的選擇并沒有絕對的傾向，關(guān)鍵是將舵機(jī)使用在設(shè)計(jì)規(guī)格之內(nèi)。 綜上，選擇舵機(jī)需要在計(jì)算自己所需扭矩和速度，并確定使用電壓的條件下，選擇有 150%左右甚至更大扭矩富余的舵機(jī)。 產(chǎn)品說明： Y 系列三相異步電動機(jī)是一般用途鼠籠型異步電動機(jī)基本系列，全國統(tǒng)一設(shè)計(jì)。絕緣等級為 B 級，外殼防護(hù)等級 IP44，冷卻方式 IC411。接法： 3KW 及以下為 Y 接， 4KW 及以上為△接。 本方案選擇兩臺 Y90L2 型號電動機(jī)。 控制簡單，省力省電，安全可靠，并可進(jìn)行遠(yuǎn)程操作。 電磁鐵使用 時(shí)， 被吸附物體表面應(yīng)盡可能平整，且吸附面積不宜小于電磁鐵吸合面。參數(shù)如表 26 所示。 10%的額定電壓范圍內(nèi)波動，仍能正常工作 ； （ 5） 絕緣電阻不低于 20M； （ 6） 在無易爆，腐蝕金屬和破壞絕緣的氣體與塵埃 (包括導(dǎo)電塵埃 )的環(huán)境中使用 ， 在沒有雨雪侵襲的地方使用。 DZ15 型中間繼電器具有兩對動合觸點(diǎn)和 兩對動斷觸點(diǎn)。 （ 3）返回值：不小于額定值的 5%。 （ 7）熱穩(wěn)定值：當(dāng)環(huán)境溫度為 +40℃，繼電器繞組能長期承受 110%額定值，其線圈溫升不超過 65℃。也可在配電網(wǎng)絡(luò)中作線路和電源設(shè)備的過載及短路保護(hù)之用。產(chǎn)品符合： 、 IEC608981，具有國際先進(jìn)水平。 （ 3）安裝部以上防水、防油、防塵等級 IP65。 主電路圖 如圖 22 所示。 表 28 I/O 分配表 輸入設(shè)備 對應(yīng)輸入點(diǎn)號 輸出設(shè)備 對應(yīng)輸出點(diǎn)號 手動去皮按鈕 SB1 舵機(jī)脈沖信號 自動運(yùn)行按鈕 SB2 自動運(yùn)行指示燈 HA1 手動運(yùn)行按鈕 SB3 手動運(yùn)行指示燈 HA2 停止按鈕 SB4 M1 中間繼電器 KA1 進(jìn)料電動機(jī)啟動按鈕 SB5 M2 中間繼電器 KA2 進(jìn)料電動機(jī)停止按鈕 SB6 放料指示燈 HA3 出料電動機(jī)啟動按鈕 SB7 電磁鐵 YA1 出料電動機(jī)停止按鈕 SB8 報(bào)警器中間繼電器 KA3 電磁鐵得電按鈕 SB9 大流量指示燈 HA4 電磁鐵失電按鈕 SB10 小流量指示燈 HA5 取消報(bào)警按鈕 SA1 光電開關(guān)信號 25 2．繪制 控制部分電路設(shè)計(jì) 根據(jù)表 210 繪制 PLC 硬件連接圖，從而完成整個(gè)控制部分電路設(shè)計(jì)。 STEP7 中集成的 SIMATIC 編程語言和語言表達(dá)式符合 EN611313 或 IEC 11313 標(biāo)準(zhǔn)。表 31,32,33,34，35， 36 分別為輸入繼電器，輸出繼電器， 中間繼電器 ，變量存儲器 ，寄存器和定時(shí)器 的分配。手動運(yùn)行子程序的功能是實(shí)現(xiàn)手動操作。 程序見附錄。 構(gòu)建組態(tài)系統(tǒng) 基于力控組態(tài)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)主要包括以下幾個(gè)步驟： I/O 口設(shè)備設(shè)置、創(chuàng)建實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、創(chuàng)建畫面、動畫連接。 2．創(chuàng)建實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫 點(diǎn)類型是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫 DB 對具有相同特征的一類點(diǎn)的抽象。本方案創(chuàng)建的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù) 庫 如圖 45 所示。 31 圖 41 I/O 設(shè)備的選擇 圖 42 設(shè)備配置 第一步 32 圖 43 設(shè)備配置 第 二 步 圖 44 設(shè)備配置的第 三 步 33 圖 45 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫 4．動畫連接 動畫連接是指畫面中圖形對象與變量或表達(dá)式的對應(yīng)關(guān)系。 34 圖 46 監(jiān)控系統(tǒng)主界面 35 結(jié) 論 本次設(shè)計(jì)通過對生產(chǎn)線自動稱重系統(tǒng)的工作方式和工作要求的分析，我選擇了使用 PLC 來實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線自動稱重控制。 在本課題的進(jìn)展過程中， 查閱的大多參考文獻(xiàn)采 用的方法是用變頻器控制進(jìn)料電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。 本法案采用 PWM 脈沖控制舵機(jī)閥門，從而控制進(jìn)料流量大小，控制精度較高。 由于客觀條件的限制，在本設(shè)計(jì)中沒有將指令送入 PLC 進(jìn)行系統(tǒng)模擬調(diào)試 ，也無法對監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn) 。從課題的選題、資料的收集到論文的撰寫編排， 楊 老師 和張老師 都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和熱心的幫助。 37 參考文獻(xiàn) [1]郭湘君，李振亮，李亞 . PLC 在稱重式自動定量包裝機(jī)上的應(yīng)用， 2021 [2]李雄，李青，劉立業(yè) . 基于可編程放大器的動態(tài)稱重系統(tǒng)的設(shè)計(jì)， 2021 [3]趙廣平，孫雯萍，孫建軍 . 電子稱重技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢， 2021 [4]胡春海，張金泉 . 淀粉稱重包裝控制器的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)， 2021 [5]韓勇 . 基于 PLC 的粉料包裝稱重系統(tǒng)， 2021 [6]孫旺， 劉秀麗，王云民 . 淺談數(shù)字式稱重傳感器的原理與應(yīng)用， 2021 [7]胡紅梅，陳亮 . 新型稱重式粉 粒狀物料充填機(jī)， 2021 [8]蔣靜瑚，歐陽名三 . 面粉廠定量稱重系統(tǒng)監(jiān)控的研究與實(shí)現(xiàn)， 2021 [9]付君，郭超，孫海霞，鄭超 . 基于 PLC 的掛面稱重控制的設(shè)計(jì)， 2021 [10]張鳳濱，王健 . 淺析高精度自動稱重系統(tǒng)在包裝機(jī)的應(yīng)用， 2021 [11]但斌斌，周鼎，林又紅等 . 粉狀物料動態(tài)計(jì)量裝置的研制， 2021 [12]李南，陳奇 . 碳粉糊生產(chǎn)線自動稱重系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)， 2021 [13]張麟 . 稱重式包裝機(jī)粉料給料裝置的研究， 2021 [14]顧金梅，欒振輝 . 粉體物料定量給料系統(tǒng)的研究與應(yīng)用， 2021 [15]劉九卿 . 應(yīng)變式稱重傳感器及其相關(guān)技術(shù)的新發(fā)展， 2021 38 附 錄 生產(chǎn)線自動稱重控制系統(tǒng)程序 1． 主程序 39 2．初始化程序 40 41 3．去皮子程序 42 4．物料重程序 43 4．自動運(yùn)行子程序 44 5．手動運(yùn)行子程序 45 46 6．大流量子程序 47 7．小流量子程序 48 8．放料子程序 49 9．報(bào)警子程序 50 外文資料翻譯 1 國際系統(tǒng)雜志應(yīng)用，工程研發(fā)第 2 卷第 3 期， 2021 年 基于 PLC 的 由脈寬調(diào)制 變頻器 的 驅(qū)動三相異步電動機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn) YASAR BIRBIR*, NOGAY *馬爾馬拉大學(xué)，技術(shù)教育學(xué)院，電力教育署 Goztepe， 34722 伊斯坦布爾，土耳其 , 摘要 本文提出了基于可編程邏輯控制器技術(shù)的三相異步電機(jī)的監(jiān)測和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)施。由變頻器驅(qū)動，由 PLC 控制的異步電動機(jī)系統(tǒng)的試驗(yàn)證明，相比傳統(tǒng)的 V / f 控制系統(tǒng)在調(diào)速精度更高。如通信接口的控制設(shè)備逐漸進(jìn)入因特網(wǎng)的信息時(shí)代。 PLC 通過輸入和輸出和外部相互作用。其他應(yīng)用還包括使用 PLC改進(jìn)精密電腦數(shù)控（ CNC）機(jī)床 [7]。 矢量控制集成電路采用復(fù)雜可編程邏輯器件（ CPLD）和整數(shù)運(yùn)算的三相脈寬調(diào)制（ PWM） 變頻器 的電壓或電流調(diào)節(jié)。它描述了配置的硬件和軟件的設(shè)計(jì)和實(shí)施。 PLC 的模塊化設(shè)計(jì)允許用戶結(jié)合起來，形成一個(gè)控制系統(tǒng)，具體他是最簡單的理解需要一個(gè)合適的控制器，通用 I / O 模塊。 此外， PLC 根據(jù)控制程序連續(xù)監(jiān)視輸入和激 3