基于plc控制皮帶秤的畢業(yè)設(shè)計(jì)-在線瀏覽
2024-08-04 16:56本頁面
【正文】 規(guī)程的發(fā)布，使皮帶秤產(chǎn)品規(guī)范化有了依據(jù)，皮帶秤的檢測(cè)技術(shù)受到廣泛的重視。我國(guó)的衡器行業(yè)是一個(gè)具有漫長(zhǎng)發(fā)展歷史的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)和重要的基礎(chǔ)行業(yè)。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)共向世界六大洲160多個(gè)國(guó)家和地區(qū)出口衡器和天平，可以說是稱重傳感器生產(chǎn)大國(guó)，但總體質(zhì)量水平與國(guó)際同類產(chǎn)品相比還有較大差距。電子皮帶秤是一種動(dòng)態(tài)控制型衡器，它利用皮帶運(yùn)轉(zhuǎn)，將皮帶上運(yùn)載的物料進(jìn)行稱重、累計(jì)，并能根據(jù)設(shè)定流量的要求調(diào)整皮帶速度，以使物料流量達(dá)到設(shè)定流量，顯示或打印計(jì)量。164接線盒532 圖1電子皮帶秤結(jié)構(gòu)圖皮帶秤是對(duì)散狀物料自動(dòng)連續(xù)、累計(jì)稱量的計(jì)量器具。設(shè)對(duì)皮帶秤速度的測(cè)試時(shí)間間隔為1秒，即每隔1秒計(jì)算一次速度值，單位為；對(duì)重量的測(cè)試為50次/秒，單位為；重量乘以速度，乘以3600，再乘以50，單位為。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)過放大器，A/D轉(zhuǎn)換器傳給plc，通過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)，可通過變頻來調(diào)節(jié)送料速度，以使物料流量達(dá)到設(shè)定流量。為了測(cè)得運(yùn)動(dòng)的輸送帶上單位長(zhǎng)度的瞬時(shí)流量，某一段距離的物料重量，或一段時(shí)間和一段距離的累積重量。 圖2皮帶秤系統(tǒng)構(gòu)圖輸送帶輸送物料時(shí)，主控機(jī)連續(xù)測(cè)量輸送帶上每單位長(zhǎng)度的載荷值并與皮帶在同一時(shí)刻的速度相乘，測(cè)得結(jié)果為物料的瞬時(shí)流量。 （12）式中: 一時(shí)間間隔的物料累計(jì)量或。首先，物料下落到輸送帶A輪和B輪之間的位置上，經(jīng)過B輪位置時(shí)已達(dá)到穩(wěn)定的速度開始進(jìn)入稱重區(qū)域。當(dāng)被稱物料通過輸送帶輸送部分到達(dá)固定輪B位置以后，物料開始在重力作用下通過輸送帶秤架對(duì)傳感器的受力部位作用，使稱重傳感器內(nèi)部的彈性體產(chǎn)生形變，貼附于彈性體應(yīng)變梁上的應(yīng)變計(jì)將變形轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮枳兓?，惠斯頓橋路失去平衡，輸出與所受力的數(shù)值成比例的電信號(hào)，經(jīng)線性放大器將信號(hào)放大，得到可以直接通過數(shù)據(jù)采集卡采集的電壓信號(hào)，經(jīng)采集卡中的A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)以后輸入到計(jì)算機(jī)中，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析。3 系統(tǒng)的硬件 系統(tǒng)的主控制器S7200 是一種小型的可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。因此S7200系列具有極高的性能/價(jià)格比。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。如：沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)?？蛇B接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至248路數(shù)字量I/O 點(diǎn)或35路模擬量I/O 點(diǎn)。6個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。I/O端子排可很容易地整體拆卸。可完全適應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。這一定義包含了以下幾方面的意思:傳感器是測(cè)量裝置，即完成檢測(cè)任務(wù)。它的輸出量是某種物理量，這種量要便于傳輸、轉(zhuǎn)換、處理、顯示等等，這種量可以是氣、光、電量，但主要是電量。目前對(duì)傳感器的定義，普遍認(rèn)為是非電物理量到電量的轉(zhuǎn)換，即傳感器是將被測(cè)的非電物理量(如力、重量、力矩、溫度、流量、角度、聲響、轉(zhuǎn)速等)，轉(zhuǎn)換成與之對(duì)應(yīng)的、易于精確處理的電量或電參量(如電流、電壓、電阻、頻率等)輸出的一種測(cè)量裝置。稱重傳感器被稱為電子衡器中的心臟部件，科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，由稱重傳感器制作的電子衡器也已廣泛地應(yīng)用到各行各業(yè)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)物料的快速、準(zhǔn)確的稱量。目前，稱重傳感器幾乎運(yùn)用到了所有的稱重領(lǐng)域。稱重傳感器按其工作原理可分為電阻應(yīng)變式、壓阻式、壓磁式、壓電式等。這種由于應(yīng)力作用而使材料電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象稱為“壓阻效應(yīng)”。壓阻式稱重傳感器有兩種類型:半導(dǎo)體應(yīng)變式稱重傳感器、擴(kuò)散型壓阻式稱重傳感器口51。與金屬應(yīng)變片相比，它的優(yōu)點(diǎn)是體積小而靈敏度高，同樣也存在敏感柵易于損壞的問題。單晶硅各向異性，因此必須根據(jù)傳感器受力變形情況來加工制作擴(kuò)散硅敏感電阻模片，不易保證精度。3)壓電式稱重傳感器一些離子型電介質(zhì)沿一定方向受到外力作用而變形時(shí)，內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生極化現(xiàn)象，在表面上產(chǎn)生電荷，當(dāng)外力去掉以后，又重新回到不帶電狀態(tài)。反之，稱為“逆壓電效應(yīng)”。壓電式稱重傳感器的基本原理是利用壓電材料的壓電效應(yīng)做成的。4)電阻應(yīng)變式電阻應(yīng)變式稱重傳感器由電阻應(yīng)變計(jì)和金屬?gòu)椥粤簝蓚€(gè)主要器件組成。由于電阻變化很小，必須用靈敏度較高的惠斯頓橋式測(cè)量電路來測(cè)量。 稱重傳感器的選擇動(dòng)態(tài)稱重系統(tǒng)上使用的稱重傳感器應(yīng)有下述特性:1）好的抗側(cè)向力及抗偏載能力。2）拆裝、更換方便。3）在沖擊、振動(dòng)載荷下，應(yīng)有良好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。5）具有良好的密封性，以防止潮氣、粉塵進(jìn)入[9]。本設(shè)計(jì)選用電阻應(yīng)變式稱重傳感器，它被廣泛的應(yīng)用在各領(lǐng)域，電阻應(yīng)變式稱重傳感器獲取力值數(shù)據(jù)具有轉(zhuǎn)換元件體積小，反應(yīng)快，失真小，測(cè)力范圍寬（從幾克到幾千噸）以及效率高，使用簡(jiǎn)便，可遠(yuǎn)距離傳遞信號(hào)和與計(jì)算機(jī)配套使用等優(yōu)點(diǎn) 。1）利用拉伸應(yīng)力與壓縮應(yīng)力的稱重傳感器，即柱式稱重傳感器，彈性體呈柱式的傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于加工制作、便于貼片等特點(diǎn)，但其不足之處則是抗側(cè)向力較差。懸臂梁式稱重傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，靈敏度高，便于制作加工，但對(duì)力作用點(diǎn)較敏感，對(duì)于振動(dòng)大的場(chǎng)合，其輸出信號(hào)不穩(wěn)定。根據(jù)材料力學(xué)可知，梁上的受力點(diǎn)移動(dòng)時(shí)，梁上剪切力引起的剪應(yīng)力與梁的彎矩?zé)o關(guān)。所用材質(zhì)多為鋁材，穩(wěn)定性差，而鋼質(zhì)的又多為大量程，不適用于皮帶秤的選用。圖3柱型稱重傳感器結(jié)構(gòu)圖圖4懸臂梁式稱重傳感器基于上述諸多因素，我們使用S型剪切梁式稱重傳感器，它綜合了各自的優(yōu)點(diǎn)，是基本上功能結(jié)構(gòu)完善的稱重傳感器。 稱重傳感器的安裝在這個(gè)問題上，有許多的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，傳感器的聯(lián)接裝置，在皮帶秤整個(gè)稱重系統(tǒng)中占有相當(dāng)重要的地位。如果沒有合理地安裝稱重傳感器以及沒有性能良好的聯(lián)接裝置，即皮帶秤秤架設(shè)計(jì)得再好，傳感器準(zhǔn)確度再高，也不能得到很高的系統(tǒng)準(zhǔn)確度及其長(zhǎng)期穩(wěn)定性[8]。正常工作時(shí)，如果重力的作用點(diǎn)能在傳感器軸線周圍和某點(diǎn)周圍自如地游移，并不影響皮帶秤的準(zhǔn)確度。所以，如何保證聯(lián)接裝置的加工和安裝精度也是一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，特別對(duì)于小量程的皮帶秤來說，皮帶秤的振動(dòng)常使作用點(diǎn)產(chǎn)生偏移，在皮帶秤動(dòng)態(tài)計(jì)量過程中，從某點(diǎn)偏移到另一點(diǎn)，造成了系統(tǒng)誤差。 稱重傳感器選擇
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