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基于PLC的自动化称重控制系统的研究

时间:2020-02-05 05:20:07

摘要:本文探讨的是在榨菜的生产加工过程中对主料进行自动化称重控制。在榨菜等食品加工行业,通常都是靠人工来完成称重任务,自动化程度不高,生产效率低,这就迫切需要我们来改变这种传统的加工模式。鉴于这种情况,本文提出了基于pLC和触摸屏为核心器件的榨菜主料自动称重系统的设计,实现了对榨菜主料的自动化送料和称重。
  关键词:食品行业;自动化称重;pLC;触摸屏
  在榨菜等食品加工行业,往往大多数厂家在榨菜的加工过程中靠人工来对主料进行累计称重,每次称重的主料种类多,操作也多,每次误差又大,效率不高。所以在物料的配比、效率以及称重的精度和系统的稳定性方面就显得很重要。
  本文提出了由信捷pLC和维纶触摸屏等控制核心部分,通过传送带运送主料送到称重仓进行累加称重。实现榨菜丝状类物体的全自动化配料和称重 [1]。
  1.自动称重系统的组成及运行的工作原理
  1.1自动称重系统的机械部分组成
  该系统机械部分由主料喂料机构、主料传送带、称重仓和机架等组成。主料喂料机构是用来存储榨菜的主料;传送带是用来传送主料的;称重仓下面四个支架下分别装有一个称重传感器,是用来测量主料的压力信号。
  1.2 工作原理
  该系统采用的是累加法称重[2],就是把不同的主料按一定的先后顺序输送到顶部的称重仓进行称重,这样就只需要一台称重仓就可以完成称重,大大的减少了成本。
  2.控制系统硬件配置
  2.1 pLC选型及其特点
  本控制系统的硬件采用的是信捷XC系列pLC ,型号为XC3-24T-E,它有14个输入、10个输出,它具有以下优点[3]。
  (1)晶体管输出,其输出速度快。
  (2)与其它类型pLC比较它具有支持C语言功能模块,编程方面非常的方便。
  (3)通信方面支持RS232、RS485和CAN总线等,参数设置简单。
  2.2 称重模块
  该称重系统选用4个悬臂梁称重传感器,在称重仓的支架下两边采用全并联两两固定安装,结构合理,使每个传感器受力均匀。每个传感器的量程为1t,灵敏度为±0.01 mV,精度为0.02%F.S。控制仪表选用的是衡器公司的XK315智能称重仪表,仪表将压力信号进行数据处理,与pLC通过RS485通信进行数据的传输。
  2.3控制系统硬件结构图
  如图1所示为控制系统硬件结构图。
  3.称重控制算法
  3.1 三段式称重法
  为了得到精确的称重值,该系统采用三段式称重法:第一阶段为送料初期高速送料,第二阶段为中速送料到90%称重值,第三阶段为后期阶段慢速送料(点动送料)。
  4.信捷pLC和XK315称重仪表串行通信
  4.1通信参数的设置
  为了能读取称重仪表的数据,将XK315仪表通信参数设置为如表1所示,图2为pLC串口2参数设置。
  4.2 pLC读取数据命令
  经过上面的参数设置后,信捷pLC和仪表通过RS485通信电缆可以通信了。读取命令如下。
  LD M8000 RCV D0 K11 K2 ASCII D0 M0
  其中RCV指令用来接收仪表传输过来的数据,传输过来的数据放在pLC的以D0到D11数据寄存器里面,传输过来的数据是相应的ASCII,所以要进行相应的转码转成10进制数输出。
  5.结论
  本设计的基于pLC的自动化称重控制系统,运用在榨菜等食品加工行业,它具有以下优点。
  (1)操作简单,只需一个人来操作,大大节约成本。
  (2)该系统采用位置式pID称重算法能满足用户提出的精度要求,编程简单,容易实现多种物料的称重。
  (3)该控制系统硬件结构简单、成本低,效率高(可以24小时工作),具有很好的经济效益作用。
  参考文献:
  [1]田斐,崔世林,杨祖钊.基于pLC 和称重仪表的自动配料系统设计[J].电气技术,2009(6)
  [2]何黎明.玻璃配料生产中小料自动称量设备的设计[J].机械设计与制造,2001
  [3]信捷pLC公司.XC系列可编程序控制器用户手册.20108.信捷pLC公司.XC系列可编程序控制器用户手册,2010
  [4]李转芳,孙云东.pLC 在自动称重控制中的应用[J]黄金,2010(11)
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