用PLC自动控制皮带秤

本文介绍如何利用PLC的逻辑计算来实现瞬时量的计算和显示，累积量的计算和归零，物理校准，零点校准等功能。它不仅减少了硬件投资，而且减少了维护量，并取代皮带秤累加器在主机上实现其所有功能。背景技术当前大多数动态皮带秤使用皮带秤累加器来实现所有功能，它们的构造通常是：称重传感器，速度传感器和流量累加器。秤的所有功能：瞬时量计算和显示，累积量功能，校准间隔，归零校准，归零等在累加器中完成。日常维护和校准工作繁重，流量积算仪的投资也很大。随着PLC的普及，必须将累加器的瞬时量和累计量发送给PLC，然后PLC根据瞬时量和累计量调整给料设备以将给料量控制在设定范围内。这种设计方法笨重，在PLC的应用中增加了故障点，不利于控制精度。 2.设计原理采用PLC的皮带秤（恒速皮带）的简化设计：卸下累加器，将其所有功能移植到PLC中，卸下速度传感器（恒速皮带），仅保留称重传感器称重信号通过集线器直接发送到PLC的AI模板（原理图如图1所示）。秤的所有功能：瞬时量计算和显示，累积量功能，校准间隔，归零校准，归零等。在PLC或DCS中完成。 2.1皮带秤流量计算皮带运行时，称重传感器将重量转换为电信号（通常为0-10mV），使用直流毫伏转换器将毫伏值转换为4-20mA标准信号，并将其发送到在PLC / DCS上，皮带的速度v是根据电动机的速度和滚筒的直径来计算的（可以根据现场的实际测量结果来计算）。 PLC只需要计算重量信号的变量。瞬时流量计算公式为F = k1vf。其中，F为瞬时流量kg / s，k1为流量（速度）系数，v为皮带速度，m / s，f。瞬时重量负荷为kg / m。皮带秤的实时重量为m0，瞬时重量为mi（实时皮带重量和物料重量之和）。在一定速度下，重量负载kg / m与重量m成正比。为了计算方便，通过模板读取的标准信号4-20mA可以直接表示为重量（即mi），负载可以表示为f。 = k2（mi-m0），其中k2是权重系数，流量计算公式可写为：F = k1k2v（mi-m0），k1和k2是它们函数的比例系数，k1×k2是F的比例系数令k = k1×k2，得到：F = kv（mi-m0）k称为流量系数，是在物理校准时获得的，在引入零点的操作中可获得m0下面。对瞬时量（t / h）进行积分以获得累加值：ΣM=òFdt。在实际操作中，系数是根据程序操作周期确定的。例如，PLC计算周期为1s。如果瞬时量为t / h，则系数为1/3600，将每个周期获得的瞬时量乘以系数即可获得累加值。 2.2皮带秤的零位调节皮带秤称重传感器测得的重量包括物料重量和皮带本身的重量。皮带秤零点的校准是为了确定皮带本身的重量。由于皮带秤的连续运行，秤上的皮带始终在变化，因此皮带的实时重量也在变化。通过计算时间段t（皮带运行一周的倍数）的累积值，使该累积值等于零，可以得出皮带本身的权重，即零点。根据F = kv（mi-m0），在初始状态下，k和m0是默认常数，并且通过计算累积时间（t）使其为零来校准m0，并且累积量M为零，即i- m0为零时，得出零点计算公式：m0 = ∑mi / t，其中t为m0的累积周期（即调零时皮带的运行时间）。在实际操作中，根据计算误差确定是否继续校准零点。误差的计算公式为：δ1=（m0-m'）/ 100m'，其中m'是原始零点，m0是校准的零点。如果误差很大，请将此校准的零点设置为新的零点。您可以多次调整零点，直到误差在指定范围内稳定。 2.3皮带秤的校准皮带秤的零点校准之后，通过物理校准对流量系数进行校准。权重系数的计算公式为：k / M = k0 / M0。其中，k是通过当前校准计算的流量系数，k0是旧的流量系数（初始状态下的默认经验常数），M0是通过PLC / DCS计算的累计值，M是实际重量。与零调整一样，根据误差的大小来判断是否继续校准。误差的计算公式为：δ2=（M0-M）/ 100 / M [2]。如果误差很大，请将此校准的K值设置为新的K值，然后您可以通过多次校准，直到误差在指定范围内稳定。 3.为实现一定的等速物料皮带秤，使用PLC实现在主机上显示皮带物料瞬时量，累计值和清零的功能，并可以实现零位标定和物理标定。 3.1控制系统：Quantum系列PLC，CPU：140CPU53414，模拟输入模板：ACI04000，编程软件为UnityPro，监控软件为ifix4.5。称重传感器和传输组件：传感器采用电阻应变式称重传感器，0〜500kg，精度为0.05‰，输出为：0〜10mV，传输单元采用电流毫伏转换器将0〜10mV转换为4〜20mA电流信号。程序实现：零点计算：将零点校准程序设为零功能块，该功能块在皮带秤的主程序中调用。皮带运行时，在监视屏幕上按零校准按钮时，将开始零校准。零校准周期的运行时间为163秒（现场测量的163秒是皮带运行一周的时间）。计算第二个脉冲的累加值，并使用下降沿脉冲计算当前的零点。当您在监视屏幕上按自动归零时，根据公式δ1=（zero-zero1）/ 100zero1，将累积的当前零点与旧的零点误差进行比较。当它大于0.01％或小于-0.01％时，当前零点会自动设置为新的零点，否则误差很小，原始零点相对准确，不需要更改零点。当监视屏幕设置为手动调零时，请根据实际需要手动更改调零点。物理校准（流量系数K的确定）：物理校准程序作为功能块编写，并在皮带秤的主程序中调用。原理与零点计算相同。瞬时流量的计算，累计量的计算和清除：将瞬时量，累计量等程序放入功能块，并在皮带秤的主程序中调用。原理与零点计算相同。通过这项技术开发的皮带秤可​​以长期反映皮带在运行后的瞬时流量和累积情况。零点标定和物理标定更加方便快捷，整体运行稳定准确。它可以完全取代PLC取代皮带秤累加器，减少投资，提高设备稳定性，值得推广。