基于PLC的自动称重系统_信息与通信_工程科技_专业资料。称重测量及其应用

　　第 ９卷 第 １ ９期 ２０ ０ ９年 ｌ ０月 科 学 技 术 与 工 程 Ｖｏ． Ｎｏ １ Ｓ ｐ． ２ ０９ １９ ．９ ｅ ０ １７ －８ ９ ２ ０ ）９ ５ ０ －３ ６ １１ １ （ ０９ １—８ ４０ Ｓ ｉ ｎ ｅ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｎ ｉｅ ｒ ｇ ｃｅ ｃ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ Ｅ ｇｎ ｅ ｉ ｎ ⑥ ２０ Ｓｉ ｅｈ Ｅ ｇｇ ０９ ｅ ．Ｔ ｅ． ｎｎ． 基 于 Ｐ Ｃ的 自动 称 重 系统 Ｌ 胡赤兵 吴 ’ 坡 田芳 勇 李胜盛 （ 兰州理工大学数字制造技术与应用省部共建教育部重点实验室 机 电工程学院 兰州 ７ ０５ ； ， ， ３０ ０ 永登山河 制造有 限责任 兰州 ７ ０ ５ ） ， ３ ００ 摘 要 介绍 了一种基于 Ｐ Ｃ的双工位 自动称 重系统， Ｌ 论述 了称重 系统的组成及其工作原理 ， 并对控制 系统 的硬件及 程序做 自动称重 硬件 程序 Ａ 了详细分析。实践表 明： 系统 性能可靠， 该 吞吐量大 ， 精度高 ， 成本低 廉， 具有很好 的经济效益。 关 键词 Ｐ Ｃ Ｌ 中图法分类号 Ｔ ９ ８ ８ Ｍ ３． ； 文献标志码 粮 食物 流 中“ 四散 ” 业 （ 装 、 作 散 散卸 、 散储 、 散 运） 以及提 高粮食 出（ ） 效 率 和精 度 等 问题 是 现 人 库 代 化粮 食 物 流 体 系 建 设 的 关 键 环 节 。为 适 应 “ 四 散 ” 业 ， 来 越 多 的 自动 化 控 制 技 术 应 用 于 大 宗 作 越 动， 实现 双 工 位 喂 料 。称 重 机 构 即称 量 斗 ， 通 过 它 称重传感器与机架相连 ， 测量物料重量。卸料机构 用 来完成 每 次 称 重 后 量 斗 的卸 料 过 程 。 自动 称 重 系统组 成结 构如 图 １ 示 。 所 散装 粮食物 流过 程 中。文 章介 绍 的“ 于 Ｐ Ｃ的 自 基 Ｌ 动称 重 系统 ” 是 由 ＳＭ ＴＣ Ｓ喇 ， Ｉ Ａ Ｉ ７ 系列 可 编 程 序控 制器 和 ＳＥ Ｎ ＩＭＥ Ｓ触 摸屏组 成 ， 可实现 对大 宗散 装 粮食 的 自动称 重 ， 有 吞 吐 量 大 、 具 度 高 、 本 成 低等 特点 。应用 该 系统 可 取 代传 统 作业 中“ 食 拆 粮 包一 周转 散 装 车一地 中衡 计 量 ” 多道 环 节 ， 高 等 提 了生 产效 率 ， 低 了 劳 动强 度 ， 实 现 “ 降 为 四散 ” 业 作 奠定 了基 础 。 １ 自动称重系统的组成及工作原理 １ １ 自动称重 系统 的组 成 ． 自动称 重 系 统 由喂 料 机 构 、 重 机 构 、失重式喂料机 料 机 称 卸 构与 控制 系统 组 成 。喂 料 机 构 分 为 喂 料 斗 和 刮 料 板， 二者通 过 软连 接 相 连 。喂 料 斗用 于存 储 等待 称 图 １ 自动称重系统组成结构 图 １ 喂料输送带 ，一喂料斗 ， 刮板支架 ，一支架 ， 右气缸 ， 一 ２ ３ 一 ４ ５ 一 ６ 右称量斗 ，一右卸料挡板 ，一卸料输送带 ，一卸料缓冲斗， 一 ７ ８ ９ ２０ ０ ９年 ７月 ２ 日收 到 重的物料 ； 刮料板在气缸 的作用下推动物料左右移 ｌ一左气缸 ，１ Ｏ １ 一左称量斗 ，２ １一称重传感器 ，３ 刮板驱动气缸 １一 作者 简介 ： 胡赤兵 （９ ３ ） 男 ， １５ 一 ， 浙江东 阳人。兰州 理工 大学 教授 ， 博士生导师 ， 究方 向 ： 研 齿轮 与复杂零 件数控 加工 及精 密装 制造。 ’ 通信作者简介 ： 吴 坡 ， １８ 一 ）， ， （９ ３ 男 河北唐 山人。兰州理 工大 １２ 自动 称重 系统 的工作 原理 ． 该 控制 系统 采 用 双工 位 称 量 结 构 ， 吐量 可 达 吞 ５ ｈ精 度高 于 ０ ３ 。工作 原 理 如下 ： 统 启 动 ０ｔ ， ／ ．％ 系 并 初 始化 （ 料 板 位 于左 称 量 斗 正 上方 ， 右 称 量 刮 左 学 机 电工 程学 院硕 士 研 究 生 。Ｅ ｍ ｉ：ｏＪ ｙ １６ ｅｎ。 ． ａｌｂ－） ＠ ２ ．ｏｌ ｏ １ ９期 胡立志 ， ： 等 基于 Ｐ Ｃ的流体 电子称 Ｌ ５ ０ ８５ 斗卸料 挡 板 关 闭 ） 。物 料 进 入 喂 料 机 构 ， 过 连 接 通 和刮料 板进 入左 称量 斗 ， 到设 定 量 后 刮 料 板 在气 达 人 机对 话 单 元 （ 括 触 摸 屏 、 储 卡 和 打 印 机 ） 包 存 组 成 。为 使 Ｐ Ｃ精 确采 集输 入 信 号 和 控制 输 出信 号 ， Ｌ 配 有接 近开关 、 重 传 感 器 、 大 器 和 Ａ Ｄ 转 换模 称 放 ／ 块 。系 统动力 单 元 由 气 动 系 统 提 供 。该 系 统 主要 为 开关 量控制 ， 料 板 以及 左 右卸 料 挡 板 的 动 作 由 刮 气缸 驱 动 ， 缸通 过相 应 的 电磁 阀控 制 。 气 控制 系统 框 图如 图 ３所 示 。 缸 作用 下 右移 ， 刮 料 板 到 位 右 称 量 斗 开 始 喂 料 ； 待 左 称量 斗采集 重量 信号 ｚ， 打开左 挡 板卸 料 ， 毕后 完 复 位 ， 集重 量信 号 ｚ 。右 称 量 斗 中物 料 达 到设 定 采 量后 刮 料板在 气缸 作 用 下 左 移 ， 料 板 到 位左 称 量 刮 斗 喂料 （ 进入 下一循 环 ） 右称 量 斗采集 重量 信号 ｙ ； ， 打开 右挡 板卸料 ， 毕后 复位 ， 完 采集 重 量信 号 ｙ 。 左右 称量 斗物料 重量 为 ： 车 ＝ Ｚ 一Ｚ Ｍ右 ＝ Ｚ 一Ｚ （） １ （） ２ 该 电子秤对装满 粮食 的称 量斗进行称 重 ， 卸料 后 再 称重 ； 二者差 值 即为 本次 计量 的粮食 净 重 ， 后 汇 总得 到粮食 的总重量 。每次 称重都是 在静态 下完 成 ， 降低 了环境对 称重 传染 器 的影 响 ， 提高 了计 量 精 度 。 自动 称重控制 系统 的工作原理 流程如 图 ２所 示 。 图 ３ 控 制 系 统 框 图 为实 现控 制要 求 ， 制 系统 主 机选 用 西 门子 公 控 司 的 ＳＭＡ Ｉ ７２ ０系 列 Ｐ Ｃ， Ｐ Ｉ Ｔ Ｃ ｓ －０ Ｌ Ｃ Ｕ型 号 为 Ｃ Ｕ Ｐ ２６Ａ ／ Ｃ 继 电器 ， ２ Ｃ Ｄ ／ 提供 ２ 数字 量 输入 和 ｌ ４个 ６个 数 字量 输 出 ， 于采 集 接 近 开 关 和 面板 按 钮 等 输入 用 信号、 控制气动系统 的电磁 阀动作 。由于要采集 Ｊ 处理 ８路 传感 器 的模 拟 量 输 入 信 号 ， 需 扩 展 一个 故 Ａ Ｄ转 换模块 。触摸屏 通 过 Ｐ Ｉ ／ Ｐ 协议 和 Ｃ Ｕ ２ ６的 Ｐ ２ 扩展 通讯 口直 接 通 讯 ， 实 现 系 统 过 程 监 控 、 数 可 参 设定 、 数据 存储 、 印输 出等 功能 。 打 ３ 控制 系统程序 设计 控 制系 统 程 序 设 计 应 根 据 自动 称 重 系 统 的 控 制要 求 ， 定 气 动 系 统 各 个 电磁 阀 动 作 的先 后 顺 确 序 ； 确 输 入 设 ／ 出 设 ， 定 Ｐ Ｃ 的 ＩＯ 分 明 输 确 Ｌ ／ 配 ， 终编 写 出系 统梯 形 图 ＿ 。本 系 统 输入 为 驱 动 ３ Ｊ 图 ２ 工作原理 流程图 气缸接近开关、 称重传 感器及启 动、 停止操作 按钮 等； 输出为气动系统的各个 电磁 阀等 。失重式喂料机系统程序采 用 西 门 子公 司 的 Ｓ Ｅ ７Ｖ ． Ｔ Ｐ ５ ４编 程 软件 进 行 编 写 ， 控 制 系统程 序流 程 图如 图 ４所 示 。 ２ 控制 系统及其硬件设计 控 制系 统 由电源 单 元 、Ｌ Ｐ Ｃ中 央 处 理单 元 以及 ５Ｏ ８６ 科 学 技 术 与 工 程 ９卷 ４ 结束语 “自动称重 系 统 ” 用 Ｐ Ｃ和 触 摸屏 组 成 控 制 利 Ｌ 系统 ， 通过 采 集 接 近 开关 和 传 感 器 信 号 ， 制 气 动 控 系 统相应 气 缸 动 作 ， 而 顺 序 驱 动 刮 料 板 、 （ ） 进 左 右 卸 料挡 板 ， 现 双 工 位 的 自动 称 重 。在 设 计 完 成 实 后， 进行 了多 次模 拟 实 验并 试 制 了样 机 。系统 投 入 运 行后 ， 性能 稳定 可 靠 ， 吐量 达 ５／ ， 度 高 于 吞 ０ｔｈ 精 ０ ３ 。本 系统 在提 高生 产效 率和精 度 的 同时 ， ．％ 节约 了成本 ， 具有很好的经济效益 ， 可广泛应用于粮食 物 流行 业 。 参 考 文 献 １ 西 门子．ＳＥ Ｎ Ｉ Ａ Ｉ ７２ ０系列可编程序控 制器系 Ｉ ＭＥ ＳＳＭ ＴＣ￥ －０ 统 手 册 ．２ ０ ０２ ２ 郭湘君 ， 李振亮 ， 李 亚 ．Ｉ Ｐ Ｇ在 称重式 自动定 量包 装机上 的应 用．微计算 机信息 ， ０ ； １５ —５ ２ ７ ９ ：７ ８ ０ — ３ 夏 田， 陈婵娟 。 祁广利． Ｌ Ｐ Ｃ电气控制技术． 北京 ： 化学工业出版 社 ，０８ ２０ 图 ４ 程序流程图 Ｔｈ ｅ ＰＬＣ－ ｓ ｄ Ａｕｔ ｍ ａ ｉ ｅｇ ｉ ｓｅ ｂａ ｅ ｏ ｔｃ Ｗ ｉ ｈ ｎｇ Ｓｙ ｔ ｍ ＨＵ ｉＢｉ ｇ ， Ｕ ｏ ＴＩ Ｃｈ ． ｎ Ｗ Ｐ ， ＡＮ ａ ｇ ｙ ｎ ， ｈ ｎ ．ｈ ｎ Ｆ ｎ — ｏ ｇ ＬＩＳ ｅ ｇ ｓ ｅ ｇ （． ｚｏ ｎｖｒｔｆ ｅｈ ｏ ｇ ， ｉｔｌ ａ ｕａｔｒ ｇｔ ｈ ｏ ｇｎ ｐ ｌ ａ ｏｆ ｉｉ ｒ ｏｄ ｃｔ ｎｋｙｌｂｒｔ ｙ ； ＩｎｈｕＵ ｉ ｓｙｏ ｃｎｌ ｙ Ｄｇａ ｎｆｃ ｉ ｃ ｌ ｙａｄａｐｉ ｔ ｎｏ ｎｓ ｙ ｆ ｕａ ｏｅ ｏａ ｒ ． ａ ｅｉ Ｔ ｏ ｉ ｍ ｕ ｎ ｅｎ ｏ ｃｉ ｍ ｔ ｅ ｉ ａ ｏ Ｓ ｈ ｏ ｆＭｅ ｈ ｎ ｃ ｌ＆Ｅ ｅ ｔｏ ｉ ａ ｇｎ ｅ ｎ ２ Ｌａ ｚ ｏ ３ ０ ０， Ｐ． Ｃ ｉ ａ； ｃ ｏ ｌｏ ｃ ａ ｉ ａ ｌ ｃｒ ｎ ｃ ｌＥｎ ｉ ｅ ｒ ｇ ； ｎ ｈ ｕ ７ ０ ５ ｉ Ｒ． ｈ ｎ Ｙｏ ｇ ｅ ｇＳ ｎ ｅＭａ ｕａ ｔｒｎ ，，Ｌ Ｄ。； ｎ ｄ ｎ ｈ ｈ ｎ ｆｃｕｉｇＣｏ ｎ Ｔ ０３０ ０ ｕ７ ０ ５ ， Ｐ Ｒ． ｈｎ ） ． Ｃ ｉａ ［ ｂｔａｔ Ｔ ｅＰ Ｃｂｓｄａｔ ｔｅｇｉｇｓｓ ｍ ｉ ｉｔ ｄｃｄｗ ｉ ｉ ｕｓｓｔｅｃｍｐｓ ｏｎｏｋ Ａ ｓ ｃ］ ｈＬ ．ａｅｕｏ ｉ ｗ ｉ ｎ ｔ ｒ ｕｅ ，失重式喂料机ｈｃ ｄｓ ｓ ｈｏ ｏｉ ｎａｄｗ ｒ－ ｒ ｍａｃ ｈ ｙ ｅ ｓｎ ｏ ｈ ｃ ｅ ｉ ｔ ｉｇｐｉ ｉｌ ｏ ｅｓｓ ｍ，ａｄｄ ｔ ｌ ｌｎ ｌ ｅｔｅｈ ｒｗ ｒｎ ｒｃｄ ｒｓ ｆｈ ｕｏ ａｉ ｗ ｉ ｉｇｓｓ ｍ． ｎｒ ｃｐｅ ｆｈ ｔ ｎ ｔ ｙｅ ｎ ｅａ ｅ ｙａａｙ ａｄ ａｅａ ｄｐｏｅ ｕｅ ｅａｔｍ ｔ ｅ ｎ ｙｔ ｉｄ ｚ ｈ ｏｔ ｃ ｇ ｈ ｅ ｈ ｒｃｃ ｉ ｅ ｔ ｓｙｔ ｉ ｍ ｃ ｒ ｗ ： ｌ ｌ ｅ ｏｍ ｎｅ ｈｇ ｅ ｉ ｃ， ｉ ａｃｒｃ Ｔ ｅｐａｔ ｅｉｄｃｔ ： ｉ ｓｓ ｍ ｗｔ ｕｈｍｅｔ ｓ ｏｓｒｉｂｅｐｒ ｒ ａｃ ， ｉ ｆｃ ｎｙ ｈｇｃｕａｙ ｉ ｎ ａｄ ｈ ｅ ｈ ｉ ａ ＳＨ ｅａ ｆ ｈｉ ｅ ｈ ａ ｄ ｌ ｗ ｃ ｓ ，ｈ ｓ ｔ ｅ ｖ ｒ ｏ ｄ ｅ ｏ ｏ ｃ ｅ ｆ ｉｎ ｙ ｎ ｏ ｏ ｔ ａ ｈ ｅｙ ｇ ｏ ｃ ｎ ｍｉ ｆ ｃｅ ｃ ． ｉ ［ ｅ ｏｄ ］ Ｐ Ｃ Ｋ ｙｗ ｒｓ Ｌ ａｔ ａｃ ｅ ｈ ｇ ｙ ｅ ｕ ｍ ｔ ｉ ｉ ｓ ｍ ｏ ｉｗ ｇ ｎ ｓ ｔ ｈｒ ａ ａ ｗｒ ｄ ｅ ｐｏｒ ｒｇ ｍ ａ
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