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1．2不同方案的比較

   第一種方案：稱重傳感器+稱重控制儀表+PLC程序控制器。此方案是利用控制儀表自身的程序?qū)ξ锪系闹亓窟M(jìn)行控制。PLC發(fā)出開始的指令后，控制儀表按程序進(jìn)行控制，PLC也可隨時(shí)發(fā)出暫停指令?？刂苾x表將物料的重量、進(jìn)出料的控制狀態(tài)及其它數(shù)據(jù)傳輸給PLC，PLC根據(jù)工藝要求實(shí)施綜合控制。此方案的最大優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)化了工程人員對(duì)稱重控制編程的難度，也因儀表內(nèi)的程序更為專業(yè)化，提高了設(shè)計(jì)效率和控制精度。另外，對(duì)秤的標(biāo)定工作相對(duì)簡(jiǎn)單，儀表中通常固化了相應(yīng)的標(biāo)定程序。第二種方案：稱重傳感器+稱重顯示儀表+PLC程序控制器。此方案與第一種相比，PLC接收顯示儀表的檢測(cè)數(shù)據(jù)后，需要工程人員對(duì)物料的重量進(jìn)行判斷比較，程序編寫的難度要大干第一種。但工程人員可不受控制儀表內(nèi)固有程序的限制，增加了控制的靈活性。另外，該種方案，系統(tǒng)的標(biāo)定工作依然是可通過儀表中的固化程序完成。第三種方案：稱重傳感器+重量變送器+PLC程序控制器。與前兩種方案相比，此方案對(duì)工程人員的專業(yè)水平要求最高。除要求工程設(shè)計(jì)人員對(duì)稱重過程的物料重量進(jìn)行判斷比較，秤的標(biāo)定工作也需要通過編寫PLC程序來完成。相比以上三種方案，大多數(shù)工程設(shè)計(jì)人員趨向干選擇第一種控制方案，該方案的另大好處是，在控制儀表與PLC通信不暢的情況下，稱重控制依然可以進(jìn)行。

2.電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)首先需要選擇元器件，然后按照元器件的使用要求配置電路。

2．1稱重傳感器的選擇

   根據(jù)“容器重量和“物料重量”之和確定傳感器的量程。例如：容器重200kg，物料重400kg，秤體的支撐點(diǎn)為3個(gè)。“容器重量”+“物料重量”=60Okg。傳感器量程的選擇，一般要比實(shí)際量程大3O％左右。也就是說，“容器重量+物料重量”最多占到是傳感器量程的70％。我們按70％計(jì)算，600kg÷0．7857kg。因容器有3個(gè)支撐點(diǎn)，所以857kg被3個(gè)傳感器平均分擔(dān)，每個(gè)傳感器承載能力應(yīng)不小于256kg。擇量程為300kg的傳感器可滿足要求。本例中秤的支點(diǎn)數(shù)為3，實(shí)際設(shè)計(jì)中可以是n個(gè)支點(diǎn)。大型電子秤中，可以多達(dá)l2個(gè)支點(diǎn)，每一個(gè)支點(diǎn)都對(duì)應(yīng)一個(gè)傳感器。傳感器量程的計(jì)算方法相同。另外，傳感器和儀表應(yīng)配套選擇。一般傳感器并聯(lián)后的輸出阻抗值應(yīng)滿足稱重控制儀的要求。

2．2接線盒的選擇及調(diào)試

    每個(gè)傳感器的一組輸出端子需要連接到接線盒的一組輸入端子上。上例中，選擇了三個(gè)傳感器，接線盒應(yīng)選擇三進(jìn)一出或者四進(jìn)一出的接線盒，接線盒的出線端連接到控制儀表的信號(hào)輸入端。傳感器與接線盒連接好后，需要調(diào)節(jié)接線盒中的偏置電阻，對(duì)每個(gè)傳感器的靈敏度進(jìn)行補(bǔ)償，從而達(dá)到每個(gè)傳感器的輸出信號(hào)值一致。以三進(jìn)一出接線盒為例，wl、w2、w3為分別設(shè)置在接線盒三組輸入端上的可調(diào)節(jié)電位器(即偏置電阻)，U1、U2、U3為電位器兩端的偏置電壓。如果每個(gè)傳感器依次單獨(dú)作用時(shí)，在稱重控制儀表上顯示的重量分別為N1、N2、N3，假設(shè)N3的值最小，則：旋轉(zhuǎn)電位器上的旋鈕，使電位器電阻兩端的偏置電壓為：U1=【(Nl—N3)÷N3】×E×1000(mv)lu2=【(N2一N3)÷N3】XEX1000(mv)I保持U3的偏置電壓不變。E為稱重傳感器的激勵(lì)電壓，即傳感器接線端“+EXC”與“一EXC”之間的電位差。對(duì)于n個(gè)傳感器的調(diào)節(jié)方法以此類推，其通用公式為：Ui．【(Ni—Nmin)÷Nmin】XE×lO00(mv)。

2．3稱重控制儀表的選擇

    市場(chǎng)上稱重控制儀表的種類很多，選擇控制儀表主要考慮幾點(diǎn)。(1)根據(jù)計(jì)量秤物料的種類選擇控制儀表。有單一物料計(jì)量控制儀表和多物料計(jì)量控制儀表，(2)控程的選擇，一般要比實(shí)際量程大3O％左右。也就是說，“容器重量+物料重量”最多占到是傳感器量程的70％。我們按70％計(jì)算，600kg÷0．7857kg。因容器有3個(gè)支撐點(diǎn)，所以857kg被3個(gè)傳感器平均分擔(dān)，每個(gè)傳感器承載能力應(yīng)不小于256kg。擇量程為300kg的傳感器可滿足要求。本例中秤的支點(diǎn)數(shù)為3，實(shí)際設(shè)計(jì)中可以是n個(gè)支點(diǎn)。大型電子秤中，可以多達(dá)l2個(gè)支點(diǎn)，每一個(gè)支點(diǎn)都對(duì)應(yīng)一個(gè)傳感器。傳感器量程的計(jì)算方法相同。另外，傳感器和儀表應(yīng)配套選擇。一般傳感器并聯(lián)后的輸出阻抗值應(yīng)滿足稱重控制儀的要求。

2．2接線盒的選擇及調(diào)試

    每個(gè)傳感器的一組輸出端子需要連接到接線盒的一組輸入端子上。上例中，選擇了三個(gè)傳感器，接線盒應(yīng)選擇三進(jìn)一出或者四進(jìn)一出的接線盒，接線盒的出線端連接到控制儀表的信號(hào)輸入端。傳感器與接線盒連接好后，需要調(diào)節(jié)接線盒中的偏置電阻，對(duì)每個(gè)傳感器的靈敏度進(jìn)行補(bǔ)償，從而達(dá)到每個(gè)傳感器的輸出信號(hào)值一致。以三進(jìn)一出接線盒為例，wl、w2、w3為分別設(shè)置在接線盒三組輸入端上的可調(diào)節(jié)電位器(即偏置電阻)，U1、U2、U3為電位器兩端的偏置電壓。如果每個(gè)傳感器依次單獨(dú)作用時(shí)，在稱重控制儀表上顯示的重量分別為N1、N2、N3，假設(shè)N3的值最小，則：旋轉(zhuǎn)電位器上的旋鈕，使電位器電阻兩端的偏置電壓為：U1=【(Nl—N3)÷N3】×E×1000(mv)lu2=【(N2一N3)÷N3】XEX1000(mv)I保持U3的偏置電壓不變。E為稱重傳感器的激勵(lì)電壓，即傳感器接線端“+EXC”與“一EXC”之間的電位差。對(duì)于n個(gè)傳感器的調(diào)節(jié)方法以此類推，其通用公式為：Ui．【(Ni—Nmin)÷Nmin】XE×lO00(mv)。

2．3稱重控制儀表的選擇市場(chǎng)上稱重控制儀表的種類很多，選擇控制儀表主要考慮幾點(diǎn)。

(1)根據(jù)計(jì)量秤物料的種類選擇控制儀表。有單一物料計(jì)量控制儀表和多物料計(jì)量控制儀表，

(2)控制儀表輸入輸出控制端子的功能須滿足工藝要求；

(3)控制儀表的模擬輸出信號(hào)須滿足設(shè)計(jì)要求；(4)控制儀表的通信端口及總線協(xié)議須滿足設(shè)計(jì)要求；以多利托IND33l型稱重控制儀表為例，其基本功能有：清零、去皮、清除皮重、打印、信息調(diào)顯、目標(biāo)值比較、比較器、標(biāo)定、免標(biāo)定等功能。

2．4PLC控制器的選擇

    以西門子$7-300PLC為例，選擇電源模塊、CPU模塊、數(shù)字量輸入／輸出模塊和模擬量輸入／輸出模塊等等，可參見S7—300模塊數(shù)據(jù)手冊(cè)》和《S7—300硬件和安裝手冊(cè)》。CPU模塊CPU3l5—2DP具有總線接口，支持PROFIBuSDP通信協(xié)議與控制儀表通信，也可通過0～24mA模擬量輸入模塊，讀取物料及容器的重量?？刂苾x表輸出的0～24mA模擬信號(hào)可設(shè)定為凈重或毛重。將PLC的數(shù)字量輸出端子與控制儀表的輸入端子連接，PLC可給儀表發(fā)送啟動(dòng)和停止指令，儀表也可將系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)傳遞給PLC。PLC還可同時(shí)對(duì)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行控制，并與工控機(jī)和觸摸屏通信，實(shí)現(xiàn)智能化控制與管理。

3.程序設(shè)計(jì)

    在系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，就進(jìn)行程序設(shè)計(jì)了。PLC可將多種配料稱重系統(tǒng)有機(jī)的結(jié)合，接受多個(gè)稱重控制儀表信號(hào)，有序控制多組設(shè)備。程序設(shè)計(jì)過程也是工程人員實(shí)現(xiàn)其控制思想的過程。系統(tǒng)運(yùn)行是否合理，工藝要求是否能夠得以實(shí)現(xiàn)，都取決于程序編寫得好壞。由于程序語(yǔ)言的種類及編程方法繁多，也因本人水平有限就不再詳述。

4.結(jié)語(yǔ)

    實(shí)際上，在工程設(shè)計(jì)過程中，方案選擇、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)不是孤立的事件，它們相互依存。一個(gè)優(yōu)秀設(shè)計(jì)的產(chǎn)生也是工程人員不斷學(xué)習(xí)、實(shí)踐和改進(jìn)的過程。

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