基于plc控制皮帶秤的畢業(yè)設(shè)計(jì)-文庫(kù)吧資料
2025-06-30 16:56本頁(yè)面
【正文】 鉤秤只能采用一只傳感器。首先要考慮傳感器所處的實(shí)際工作環(huán)境，相應(yīng)的環(huán)境因素下我們必須選擇對(duì)應(yīng)的傳感器才能滿足必要的動(dòng)態(tài)稱重的要求，這點(diǎn)對(duì)于正確選用傳感器至關(guān)重要，它關(guān)系到傳感器能否正常工作以及它的安全和使用壽命，乃至整個(gè)衡器的可靠性和安全性。另外，稱重傳感器的靈敏度、最大分度數(shù)、最小檢定分度值等也是傳感器選用中必須考慮的指標(biāo)。通常要求傳感器的連接有如下要求:(l)能有效消除測(cè)向力的影響；(2)在動(dòng)態(tài)過(guò)程中，重力作用點(diǎn)不允許產(chǎn)生偏移只允許圍繞某點(diǎn)產(chǎn)生呈正態(tài)分布規(guī)律的游移；(3)便于安裝、維修；(4)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和整體性好；(5)成本低、加工簡(jiǎn)單。但假若重力作用點(diǎn)產(chǎn)生了較大偏移，從某一點(diǎn)偏移到另一點(diǎn)而不能自如地游移，即正態(tài)分布的均值發(fā)生了變化。 圖5電子皮帶秤安裝示意圖對(duì)于皮帶秤的傳感器聯(lián)接裝置不僅在理論上需要有消除測(cè)向力的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，而且在傳感器聯(lián)接器的加工和安裝也要保證一定的精度。在皮帶秤動(dòng)態(tài)計(jì)量時(shí)，如何克服振動(dòng)，偏載等多種因素的影響，將重力準(zhǔn)確地傳遞到傳感器是一個(gè)不可忽視的環(huán)節(jié)。S型剪切梁式傳感器的剪切力與梁彎矩?zé)o關(guān)，消除了受力點(diǎn)移動(dòng)所引起的輸出靈敏度變化，對(duì)側(cè)向載荷也有較大的抵抗能力，而且結(jié)構(gòu)緊湊小巧。但是，該型傳感指仍是一種有前途的理想傳感器，尚需進(jìn)一步研究開(kāi)發(fā)。因此，該型傳感器對(duì)受力點(diǎn)的變化不敏感，它的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏度高、線性好，但彈性體貼片困難，加工不易。3）剪切應(yīng)力型傳感器如剪切梁式稱重傳感器，其彈性體截面形式多為工形，電阻應(yīng)變片貼在中性層位置上。2）彎曲應(yīng)力是傳感器有多種形式：以材料區(qū)分，有鋁質(zhì)或鋼質(zhì)；以密封形式區(qū)分，有涂覆密封或內(nèi)充惰性氣體金屬波紋管(薄膜)密封；以受力形式區(qū)分，有拉力或壓力；以安裝方式區(qū)分有弧面連接、萬(wàn)向節(jié)連接、簧片彈性連接等。有三種應(yīng)力被應(yīng)用于稱重傳感器中，它們分別是，拉伸與壓縮應(yīng)力，彎曲應(yīng)力和剪切應(yīng)力。稱重傳感器是皮帶秤力與電轉(zhuǎn)換的核心部件，稱重傳感器按變換原理分類主要有：電阻應(yīng)變片式、差動(dòng)變壓器式、電容式、壓磁式、壓電式等。4）具有較小的零點(diǎn)漂移溫度系數(shù)和靈敏度溫度系數(shù)，以適應(yīng)各季節(jié)環(huán)境溫度的變化。因?yàn)閯?dòng)態(tài)衡器一般安裝于運(yùn)輸量較大的廠礦鐵路專用線上，往往不允許所在線路閉塞時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。因?yàn)閯?dòng)態(tài)稱量中，干擾力及作用點(diǎn)偏離中心是幾乎不可避免的?；菟诡D橋式測(cè)量電路要求四個(gè)負(fù)載電阻的阻值之差極小。電阻應(yīng)變計(jì)由康銅箔在絕緣基底材料上做成絲狀電阻絲，利用導(dǎo)線的電阻率與直徑大小成反比的特性，當(dāng)絲狀電阻絲在外力作用下，在彈性范圍內(nèi)其直徑發(fā)生細(xì)微變化時(shí)，它的電阻值也隨之發(fā)生變化，因而電阻應(yīng)變計(jì)能將稱重傳感器所受到的力變?yōu)殡娦盘?hào)。由于它的固有頻率很高，所以它的高頻響應(yīng)要優(yōu)于壓阻式稱重傳感器[8]。具有壓電效應(yīng)的物質(zhì)稱為壓電材料。這種機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的現(xiàn)象稱為“順壓電效應(yīng)”。2)壓磁式稱重傳感器鐵磁物質(zhì)受到機(jī)械力作用后，在物質(zhì)內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生機(jī)械應(yīng)力，從而引起該物體導(dǎo)磁系數(shù)發(fā)生變化，壓磁式稱重傳感器就是建立在這種效應(yīng)基礎(chǔ)上的。擴(kuò)散型壓阻式稱重傳感器的基片是半導(dǎo)體單晶硅。半導(dǎo)體應(yīng)變式稱重傳感器的結(jié)構(gòu)形式基本上與電阻應(yīng)變式稱重傳感器相同，所不同的是應(yīng)變片的敏感柵是用半導(dǎo)體制成。利用壓阻效應(yīng)制成的稱重傳感器稱為壓阻式稱重傳感器。1)壓阻式稱重傳感器某些固體材料受到外力作用后，除了產(chǎn)生變形，其電阻率也要發(fā)生變化。 稱重傳感器的工作原理稱重傳感器是將被測(cè)力一重力(壓力)等機(jī)械量轉(zhuǎn)換為與之成比例的電信號(hào)的儀器。特別是隨著微處理機(jī)的出現(xiàn)，工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化程度的不斷提高，稱重傳感器已成為過(guò)程控制中的一種必需的裝置，從以前不能稱重的大型罐、料斗等重量計(jì)測(cè)以及吊車秤、汽車秤等計(jì)測(cè)控制，到混合分配多種原料的配料系統(tǒng)、生產(chǎn)工藝中的自動(dòng)檢測(cè)和粉粒體進(jìn)料量控制等，都應(yīng)用了稱重傳感器。 在系統(tǒng)中用到的稱重傳感器直接安裝固定在底板上的支架上，傳感器的觸頭與C輪的支撐架下表面接觸，用來(lái)感應(yīng)皮帶上傳輸物料對(duì)秤架的壓力變化。輸出輸入有對(duì)應(yīng)關(guān)系，且應(yīng)有一定的精確程度。它的輸入量是某一被測(cè)量可能是物理量也可能是化學(xué)量、生物量等。 稱重傳感器傳感器是將被測(cè)的某一物理量(或信號(hào))，按一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換為與其對(duì)應(yīng)的另一種量(或信號(hào))輸出的裝置。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入/輸出點(diǎn)，更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能。2個(gè)RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、MPI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。13K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。 cpu單元設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)采cpu226的plc，本機(jī)集成24輸入/16輸出共40個(gè)數(shù)字量I/O 點(diǎn)。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。 適用范圍S7200系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。S7200系列的強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。 設(shè)計(jì)方案組成電子皮帶秤的皮帶下面有一個(gè)壓力傳感器，把信號(hào)經(jīng)過(guò)放大器，A/D轉(zhuǎn)換器傳給plc，通過(guò)plc處理后進(jìn)行調(diào)節(jié)，有瞬時(shí)流量和累積流量，皮帶機(jī)的電機(jī)是個(gè)變頻電機(jī)，可通過(guò)變頻來(lái)調(diào)節(jié)送料速度，以使物料流量達(dá)到設(shè)定流量。這樣的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)減小了物料對(duì)輸送帶的沖擊，從而使秤架盡可能的將輸送帶負(fù)荷按一定比例傳遞到傳感器上，獲得較好的稱重效果。一物料通過(guò)秤的時(shí)間或；一皮帶單位長(zhǎng)度上的物料重量；一物料在皮帶上的運(yùn)行速度。因物料輸送的不均勻性和輸送帶速度隨時(shí)間變化，所以在T時(shí)間間隔的累計(jì)流量可以用以下積分式表示。這些量在理論上的計(jì)算，可用積分法的數(shù)學(xué)模式來(lái)演算。 設(shè)計(jì)思想輸送帶的實(shí)時(shí)稱重系統(tǒng)是對(duì)散狀物料自動(dòng)的連續(xù)、累計(jì)稱量。因?yàn)槠ХQ量段上的物料量分布不均勻和皮帶速度的變化，單位為：接著把瞬時(shí)流量對(duì)時(shí)間進(jìn)行積分，得到累積流量，其數(shù)值算法公式為： （11）式中：——累計(jì)流量，單位為； ——瞬時(shí)輸送量，單位為；2 設(shè)計(jì)方案分析 實(shí)際生產(chǎn)工藝中的物料配送是由多臺(tái)皮帶秤配合完成的，使原材料成比例的添加到反應(yīng)器內(nèi)，只要我們
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