【正文】 采用二進制碼、循環(huán)碼、二進制補碼等。絕對式編碼器是利用自然二進制或循環(huán)二進制（葛萊碼）方式進行光電轉(zhuǎn)換的。顯然，碼道越多，分辨率就越高，對于一個具有 N位二進制分辨率的編碼器，其碼盤必須有N條碼道。絕對編碼器是直接輸出數(shù)字量的傳感器，在它的圓形碼盤上沿徑向有若干同心碼道，每條道上由透光和不透光的扇形區(qū)相間組成，相鄰碼道的扇區(qū)數(shù)目是雙倍關系，碼盤上的碼道數(shù)就是它的二進制數(shù)碼的位數(shù)，在碼盤的一側(cè)是光源，另一側(cè)對應每一碼道有一光敏元件；當碼盤處于不同位置時，各光敏元件根據(jù)受光照與否轉(zhuǎn)換出相應的電平信號，形成二進制數(shù)。它的優(yōu)點是原理構造簡單，機械平均壽命可在幾萬小時以上，抗干擾能力強，可靠性高，適合于長距離傳輸。增量式編碼器是直接利用光電轉(zhuǎn)換原理輸出三組方波脈沖A、B和Z相；A、B兩組脈沖相位差90186。根據(jù)檢測原理，編碼器可分為光學式、磁式、感應式和電容式。此外，為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤還可提供相位相差90186。光柵盤是在一定直徑的圓板上等分地開通若干個長方形孔。光電編碼器，是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器。根據(jù)檢測原理，編碼器可分為光學式、磁式、感應式和電容式。此外，為判斷旋轉(zhuǎn)方向，碼盤還可提供相位相差90176。在伺服系統(tǒng)中，由于光電碼盤與電動機同軸，電動機旋轉(zhuǎn)時，光柵盤與電動機同速旋轉(zhuǎn)．經(jīng)發(fā)光二極管等電子元件組成的檢測裝置檢測輸出若干脈沖信號，其原理如圖所示。電子皮帶秤具有以下特點：1）實現(xiàn)遠距離操作； 2）實現(xiàn)自動化控制； 3）數(shù)字顯示直觀、減小人為誤差； 4）準確度高、分辨率強； 5）稱量范圍廣； 6）特有功能：扣重、預扣重、歸零、累計、警示等； 7）維護簡單； 8）體積??； 9）安裝、校正簡單； 10）特種行業(yè)，可接打印機或電腦驅(qū)動； 11）智能化電子秤，反應快，效率高； 概述光電編碼器，是一種通過光電轉(zhuǎn)換將輸出軸上的機械幾何位移量轉(zhuǎn)換成脈沖或數(shù)字量的傳感器，是目前應用最多的傳感器。稱重時，承重裝置將皮帶上物料的重力傳遞到稱重傳感器上，稱重傳感器即輸出正比于物料重力的電壓（mV）信號，經(jīng)放大器放大后送模/數(shù)轉(zhuǎn)換器變成數(shù)字量A，送到運算器；物料速度輸入速度傳感器后，速度傳感器即輸出脈沖數(shù)B，也送到運算器；運算器對A、B進行運算后，即得到這一測量周期的物料量。為了敘述方便，本卷教程常會把信號采集、處理、與控制單元（無論是單一的或者組合的）簡稱為“顯控裝置”。 信號采集、處理、與控制單元是用以接收、處理傳感器輸出的電信號并以質(zhì)量單位給出計量結果，以及完成其它預定功能的電子裝置。稱量臺與稱重傳感器的組合常被叫做稱重單元。如下圖所示： 電子皮帶秤的基本組成對于輸送機式皮帶秤，其整臺皮帶輸送機就是承載器；對于稱量臺式皮帶秤，其稱量臺和稱重托輥以及恰運行到其上方的那段輸送皮帶構成了承載器。稱重儀表從稱重傳感器和速度傳感器接收信號，通過積分運算得出一個瞬時流量值和累積重量值，并分別顯示出來。 電子皮帶秤簡介 概述電子皮帶秤稱重橋架安裝于輸送機架上，當物料經(jīng)過時，計量托輥檢測到皮帶機上的物料重量通過杠桿作用于稱重傳感器，產(chǎn)生一個正比于皮帶載荷的電壓信號。 變頻調(diào)速的機械特性它是公認的交流電動機最理想最有前途的調(diào)速方案，使用變頻調(diào)速，可以減小了設備的故障率；延長設備使用壽命；提高產(chǎn)品質(zhì)量。電機變頻調(diào)速能夠?qū)崿F(xiàn)無級調(diào)速功能，而且根據(jù)不同的負載類型，可以靈活地調(diào)節(jié)V與f的關系，滿足各種場合的運用。在整個變頻調(diào)速過程中，在一個固定的轉(zhuǎn)矩T下，轉(zhuǎn)差率s基本不變，隨著電機轉(zhuǎn)速n的下降，電機磁場角速度鬃也減小，電機的輸入功率PM=T和輸出功率P=PM（1s）也降低。電源頻率增加，同步轉(zhuǎn)速n增加，實際轉(zhuǎn)速也增加；電源頻率下降，電機同步轉(zhuǎn)速下降，電機實際轉(zhuǎn)速也下降。因此在電機極對數(shù)不變的情況下進行調(diào)速，根據(jù)公式，只有改變電機的供電頻率f。變頻調(diào)速是根據(jù)三相異步電機的工作原理而采用的一種調(diào)速形式，其電機調(diào)速公式為n=60f（1s）/p （）其中：n為電機的轉(zhuǎn)速；p為電機定子繞組的磁極對數(shù)；f為電機供電電源的頻率；s為轉(zhuǎn)差率。交直交變頻器需要兩次換能，效率略低，采用強迫換流或負載諧振換流的環(huán)流方式，但元器件數(shù)量較少，而且頻率調(diào)節(jié)范圍寬；用斬波器或PWM方式調(diào)壓時，功率因數(shù)較高。交直交變頻器又可分為電壓型變頻器和電流型變頻器兩種。上圖所示既是電壓型變頻器。 變頻器組成如上圖所示，變頻器的工作原理為：利用整流電路，將接入的三相電進行整流成直流電，并且濾波，再經(jīng)過逆變電路將直流電轉(zhuǎn)換成所需頻率的三相交流電。 異步電動機的變頻調(diào)速原理變頻器一般是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置。從這點出發(fā)，可以把異步電動機的調(diào)速系統(tǒng)分成三類：；；3轉(zhuǎn)差功率不變型調(diào)速系統(tǒng)。按照交流異步電動機的工作原理，從定子傳入轉(zhuǎn)子的電磁功率可分成兩部分：一部分是拖動負載的有效功率，稱作機械功率；另一部分是傳輸給轉(zhuǎn)子電路的轉(zhuǎn)差功率，與轉(zhuǎn)差率s成正比。交流電動機可以分為異步電動機和同步電動機兩大類，而每種電動機又都有不同類型的調(diào)速方法。如果把直流拖動的改成交流拖動，顯然能給企業(yè)帶來不少的經(jīng)濟效益。第三，由于直流調(diào)速必須帶有換向器、電刷等器件，而且常要維護，所以使用直流電機的費用也較高。因此，直流電動機的應用環(huán)境受到了很大的限制。第二，直流電機有電刷和換向器才能工作，但是這些元器件卻必須經(jīng)常檢查維修。高性能可調(diào)速拖動都采用直流電動機。直流電動機具有良好的起、制動性能，宜于大范圍內(nèi)平穩(wěn)調(diào)速，目前，在許多調(diào)速或快速正反向的電力拖動領域中得到了廣泛的應用。而是以交流電通于數(shù)對電磁鐵中，使其磁極性質(zhì)循環(huán)改變，故相當于一個旋轉(zhuǎn)的磁場。定子是電動機中不轉(zhuǎn)動的部分，主要任務是產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)磁場。所謂的異步電動機即轉(zhuǎn)子置于旋轉(zhuǎn)磁場中，在旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，獲得一個轉(zhuǎn)動力矩，因而轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動。在變頻器的控制中采用智能控制方式在具體應用中有一些成功的范例。 變頻器中常用的控制方式非智能控制方式 在交流變頻器中使用的非智能控制方式有V/f協(xié)調(diào)控制、轉(zhuǎn)差頻率控制、矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制等。對于如矢量控制變頻器這種需要大量運算的變頻器來說，有時還需要一個進行轉(zhuǎn)矩計算的CPU以及一些相應的電路?？刂齐娐肥墙o異步電動機供電（電壓、頻率可調(diào)）的主電路提供控制信號的回路，它有頻率、電壓的“運算電路”，主電路的“電壓、電流檢測電路”，電動機的“速度檢測電路”，將運算電路的控制信號進行放大的“驅(qū)動電路”，以及逆變器和電動機的“保護電路”組成。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。 變頻器的基本結構 變頻器是把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實現(xiàn)電機的變速運行的設備，主要是由主電路、控制電路組成。過去，變頻器一般被包含在電動發(fā)電機、旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換器等電氣設備中。此外，它還具有改變交流電電壓的輔助功能。每個模塊可以控制一臺電動機。S7—200還提供了一些特殊功能模塊，用以完成特定的任務。CP2431 IT：工業(yè)以太網(wǎng)通信模塊,同時支持Web/Email等IT應用功能。EM241： 調(diào)制解調(diào)器通信模塊。EM231：模擬量輸入擴展模塊EM232：模擬量輸出擴展模塊EM235：模擬量輸入/輸出擴展模塊3. 通信模塊S7—200系統(tǒng)提供以下幾種通信模塊，以適應不同的通信方式。這些信號在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化，如10～+10V電壓，或者4～20mA電流。數(shù)字量I/O擴展模塊專門用于擴展S7—200系統(tǒng)的數(shù)字量I/O數(shù)量。4）特殊功能模塊。2）模擬量I/O模塊。 擴展模塊S7—200CPU為了擴展I/O點和執(zhí)行特殊的功能，可以連接擴展模塊（CPU221除外）。7）多種數(shù)據(jù)保持設置。5）可調(diào)整的數(shù)字量和模擬量的輸入濾波。3）在RUN狀態(tài)下的在線編程能力。此外，S7200還支持以下功能：1）用戶自定義的庫指令，便于模塊化編程。7）支持多種生產(chǎn)工藝配方。5）特殊功能相關的中斷功能。3）高速脈沖輸出。S7200CPU集成了豐富的內(nèi)置功能：1）高速計數(shù)器輸入。5）強大的通信能力。3）響應快速的數(shù)字量和模擬量輸入/輸出通道。S7200的主要性能有：1)快速的中央處理運算能力。 一般特性 S7200系列產(chǎn)品具有高性能的中央處理器和種類繁多的擴展模塊，因其模塊化的靈活設計而具有廣泛的適用范圍，同時具有極高的性價比。應用領域極為廣泛，覆蓋所有與自動檢測，自動化控制有關的工業(yè)及民用領域，包括各種機床、機械、電力設施、民用設施、環(huán)境保護設備等等。 S7200 Micro PLCS7200系列出色表現(xiàn)在以下幾個方面： 1）極高的可靠性2）極豐富的指令集3)易于掌握4)便捷的操作5)豐富的內(nèi)置集成功能6)實時特性7)強勁的通訊能力8)豐富的擴展模塊S7200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能。S7200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡皆能實現(xiàn)復雜控制功能。此外，豐富的CPU類型和電壓等級使其在解決用戶的工業(yè)自動化問題時，具有很強實用性。這一系列產(chǎn)品可以滿足多種多樣的自動化控制需要， Micro PLC外形結構圖。對于滯后較小的系統(tǒng)一般不采用微分控制。微分時間的選擇對系統(tǒng)質(zhì)量的影響具有兩面性。這就是說，在控制器中僅引入“比例”項往往是不夠的，比例項的作用僅是放大誤差的幅值，而目前需要增加的是“微分項”，它能預測誤差變化的趨勢，這樣，具有比例+微分的控制器，就能夠提前使抑制誤差的控制作用等于零，甚至為負值，從而避免了被控量的嚴重超調(diào)。其原因是由于存在有較大慣性組件(環(huán)節(jié))或有滯后(delay)組件，具有抑制誤差的作用，其變化總是落后于誤差的變化。(D)控制在微分控制中，控制器的輸出與輸入誤差信號的微分(即誤差的變化率)成正比關系。增大積分速度會增強積分效果，使系統(tǒng)的開環(huán)增益增大，從而導致系統(tǒng)穩(wěn)定性降低。由式可見只要有偏差e存在，調(diào)節(jié)器的輸出會不斷地隨時間的增大而增大，只有當偏差為零時，調(diào)節(jié)器才會停止積分，此時調(diào)節(jié)器的輸出就會維持在一個數(shù)值上不變，這就說明，當被控系統(tǒng)在負載擾動下的過程結束后，系統(tǒng)的靜差雖然已經(jīng)不存在，但輸出到執(zhí)行器的信號將保持不變，這與P調(diào)節(jié)時，當e為零時調(diào)節(jié)器輸出為零是不同的。但這樣做往往會使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降?；蛘哒f，比例調(diào)節(jié)器是利用偏差實現(xiàn)控制的，它只能使系統(tǒng)輸出近似跟蹤給定值。當僅有比例控制時系統(tǒng)輸出存在穩(wěn)態(tài)誤差。(P)控制比例控制是一種最簡單的控制方式。 PID調(diào)節(jié)原理PID控制就是根據(jù)系統(tǒng)的誤差，利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制的， 。在過程控制中，按偏差的比例、積分、微分進行控制，簡稱為PID控制。 概述采用PID調(diào)節(jié)方法實現(xiàn)流量的恒定調(diào)節(jié)，并且可以保證流量控制響應快，無超調(diào)。當然可以自己編寫驅(qū)動類的接口協(xié)議控制上位機和下位機的通訊。 工作原理兩機如何通訊，一般取決于下位機。簡言之如此，實際情況千差萬別，但萬變不離其宗：上下位機都需要編程，都有專門的開發(fā)系統(tǒng)。上位機發(fā)出的命令首先給下位機，下位機再根據(jù)此命令解釋成相應時序信號直接控制相應設備。 概述上位機是指人可以直接發(fā)出操作命令的計算機，一般是PC，屏幕上顯示各種信號變化（液壓，水位，溫度等）。系統(tǒng)軟件有多種現(xiàn)場監(jiān)控方式和配方輸入方式，以適應不同的工程要求，用戶可設定報警打印時間等參數(shù)。工控機另留有一個RS485雙向通訊接口，以備與全廠的上位工控機通訊。6)現(xiàn)場操作盤配煤系統(tǒng)電機的現(xiàn)場控制部件，裝有控制按鈕、指示燈，可在機旁對現(xiàn)場皮帶機和給料設備的啟停進行控制、指示PLC對電機的命令狀態(tài)。5)變頻器柜柜中的變頻器，接受來自動力控制柜的開關信號控制上級給料電機的啟停，同時亦接受來自工控機的0～10伏電壓調(diào)節(jié)信號，來改變輸出動力電源的頻率，從而控制現(xiàn)場給料機的轉(zhuǎn)速。PLC通過擴展EM277通訊模塊，用PROFIBUS_DP的通訊接口與工控機進行通訊。皮帶秤儀表通過RS485通訊接口與工控機進行通訊。2)儀表控制柜儀表控制柜主要包括皮帶秤儀表。 控制系統(tǒng)結構圖1)配料電子皮帶秤配料電子皮帶秤對經(jīng)過皮帶的散裝物料進行自動地連續(xù)稱量和累計，具有運輸和計量兩種功能。該系統(tǒng)采用PLC實現(xiàn)控制功能，主要體現(xiàn)在實現(xiàn)自動控制及PID運算。測速傳感器位于圓盤電機上，其作用是檢測電機轉(zhuǎn)速，以脈沖信號的方式將速度信號反饋給控制系統(tǒng)。皮帶傳輸機的作用主要就是把落在皮帶上的物料快速傳輸?shù)狡淠康牡?。正如下圖所示，該自動稱重配料控制由下列五大部分：電子皮帶稱、稱重控制PLC、變頻控制柜、監(jiān)控計算機及現(xiàn)場操作箱部分。PLC主要承擔對輸送設備、秤量過程進行實時控制，并完成對系統(tǒng)故障檢測、顯示及報警，同時向變頻器輸出信號調(diào)節(jié)皮帶機轉(zhuǎn)速的作用 。系統(tǒng)由可編程控制器與電子皮帶秤組成一個計算機控制網(wǎng)絡,通過現(xiàn)場總線連接現(xiàn)場儀器儀表、控制計算機、PLC、變頻器等智能程度較高、處理速度快的設備。正是在以上各階段配料技術的基礎