自动称重分料系统的研发设计
- 格式:pdf
- 大小:483.33 KB
- 文档页数:3
动态配料称重控制系统的设计和实现工矿企业中经常需要对大批量物料进行动态称重,以满足生产工艺中对配方的要求。
常见的称重方式有皮带秤,斗式秤等。
皮带秤采用连续进料方式,压重变化不大,可以实现边称边调节进料量以及事后补偿的技术,对时间响应的要求不高;而斗式秤是间歇进料,压重累积增加,物料不足可以补充,但物料过量后不易取出。
因此,斗式秤对控制精度和实时性要求较高。
1 系统分析实际中要求对多台料斗秤组成的称群进行物料称量和控制,单台料斗秤的组成如图1 所示,每台秤称量范围为50~500kg。
(图1)物料盛装于物料仓中,物料仓和称量斗之间安装振动筛,由振动筛控制进料量,当物料重量达到目标值时停振动筛,记录静态称量的物料重量,并根据生产需要打开底部仓门卸料,由运输带将物料送到窑内煅烧,然后重复上述称重和下料过程。
从上述过程可看出,物料重量最终由精度较高的静态称量值给出,用该值与目标产量之间的差异来衡量称量的精度。
但系统需要在进料过程中动态称量,以便能及时停止振动筛,而且斗式秤过称量后不能在本次调整,所以其动态称量精度更为重要。
本系统中,动态称量存在如下难点:1)物料流量大。
由于物料的密度、颗粒大小、流动性不相同,所以各台秤的进料流量也不相同,范围在8~23kg/s 之间,最快几秒种即可达到目标产量,对测量和控制实时性要求较高。
2)物料不规则冲击。
物料从振动筛上落下进入称量斗时具有一定的下落速度,物料冲击振荡形成一系列虚假的压重传递给传感器,压重传感器采集的瞬间信号不能真实反映物料重量。
由于物料大小不一,其下落冲击是随机的,很难估计,并且随着物料落差的减小,单位质量物料冲力也会减小。
这些特点使得系统无法精确建立冲力和重量的对应关系。
3)下料时间滞后。
当关闭振动筛后,由于振动筛的惯性,下料不会立即停止,仍有一些物料继续进入称量斗,造成下料过冲,因此设计过程中必须考虑下料过程的时间滞后特性。
4)电磁干扰。
现场有风机、提升机、皮带机、振动筛、卷扬机等设备,必须采取措施减小电网波动及电磁干扰给压重信号及数据采集带来的影响。
动态配料称重控制系统的设计和实现一、引言(约200字)二、动态配料称重控制系统的设计(约400字)1.系统需求分析在设计动态配料称重控制系统之前,首先需要对系统的需求进行详细分析。
根据生产线的要求,确定所需物料种类和配比比例。
同时,考虑到生产线的工作速度,要求系统能够实现快速、准确地完成物料的配料。
2.系统架构设计根据需求分析结果,设计动态配料称重控制系统的架构。
该系统主要分为两个部分:硬件系统和软件系统。
硬件系统主要包括传感器、称重仪表和控制器,用于实现对物料的称重;软件系统则负责实时监控和控制称重过程。
3.硬件设计根据系统架构设计,进行硬件系统的设计。
选择合适的传感器和称重仪表,并进行连接和布置。
同时,需要设计一个稳定、可靠的控制电路,确保称重过程的准确性和稳定性。
4.软件设计软件系统主要包括数据采集和处理模块、控制模块和界面模块。
数据采集和处理模块用于实时获得称重数据,并进行数据处理,比如滤波、去噪等。
控制模块负责根据配料要求控制传感器和称重仪表的工作,并实时调整相关参数。
界面模块则提供一个可视化的界面,方便用户进行操作和监控。
三、动态配料称重控制系统的实现(约400字)1.硬件实现根据硬件设计完成硬件系统的连接和调试工作。
确保传感器和称重仪表能够正常工作,并能够稳定地获得称重数据。
同时,对控制电路进行测试和优化,确保称重过程的准确性和稳定性。
2.软件实现根据软件设计完成软件系统的开发和调试。
保证数据采集和处理模块能够准确获取和处理称重数据,同时实现实时的数据显示和监控。
控制模块能够根据配料要求控制传感器和称重仪表的工作,实现准确的配比。
界面模块提供一个直观、友好的界面,方便用户进行操作和监控。
3.系统测试和优化完成系统的开发和调试后,对整个系统进行测试和优化。
通过与实际生产情况的比对,检查系统的准确性和稳定性,并根据测试结果进行优化。
确保系统在生产线上能够稳定、可靠地工作。
四、总结(约200字)本文对动态配料称重控制系统的设计和实现进行了详细的介绍。
采用CS5532的高精度自动称重系统设计阐述基于24位高精度串行A/D转换器CS5532的自动称重系统的设计及实现方法。
从硬件与软件两方面入手,介绍称重传感器与CS5532的接口电路设计及其使用、电磁振动器的工作原理与控制方法、过零点检测电路设计,以及SED1520控制的12232点阵型液晶显示模块及使用。
该系统精度高、操作方便、可靠性强,具有良好的应用前景。
关键词CS5532 电磁振动器SED1520 自动称重在茶叶、药品、味精、白糖等颗粒状产品的包装现场,需要精确、操作简便的称重装置和快速、可靠的给料机构。
可利用单片机控制技术设计自动称重系统,实现物料的实时称重与定量输送,从而克服传统机械称重设备精度低、操作复杂、需人工送料等缺点,对提高产品整体的包装效率起到关键性作用。
本文介绍了基于Crystal公司的高精度24位串行A/D转换器CS5532的自动称重系统设计。
配合电磁振动器构成的振动传送机构,以及点阵型液晶显示模块,可达到简便易用、自动定量的目的。
1 系统原理系统原理框图如图1所示。
称重传感器和A/D转换器,负责采集物料重量的实时数据;双向晶闸管和电磁振动器,为物料的移动送料提供动力;过零点检测电路负责检测交流电的过零点,为晶闸管的触发提供同步点;LCD液晶显示和按键可方便用户的操作与观察;闸门电机和闸门,用于释放在物料槽中达到设定重量的物料。
图1 系统原理框图首先,操作者设置称重定值、送料速度等,并启动系统。
接着,电磁振动器在单片机的控制下做规律性振动,把物料从给料通道送往物料槽。
与此同时,A/D转换器不断地检测称重传感器的输出,转换成数字量,并传送给单片机处理。
经过数字滤波、标度变换后,一方面在LCD模块显示出瞬时物重,另一方面进行称重比较判断,根据一定算法控制电磁振动器的振幅。
当达到设定值时,停止送料,并检测红外传感器的信号,打开闸门释放物料,从而实现自动称重。
2 系统硬件设计2.1 传感器与数据采集本系统采用的传感器为台湾Mavin公司的高精度NBA系列铝合金单点式称重传感器,为电阻应变式传感器。
适用于中小型企业的自动称重系统的研制论文摘要:本文对研制适用于中小型企业的自动称重系统的背景和意义进行了阐述,然后对国内外研究现状进行了描述,之后给出了研究内容和技术关键,最后给出了技术方案、技术路线及可行性分析。
关键词:自动控制,称重,中小型企业一、背景和意义随着我国经济的飞速发展,一大批如湖南省沅江市通威饲料公司的中小企业业务量急剧攀升,与此同时产能不能够及时满足市场需求的矛盾也体现出来。
这一矛盾的结果,是企业市场大量丧失,企业利益极大损失。
在笔者的实际工作中遇到的产能不足多是多种因素综合而引起的,如设备老化、人员经验不足、管理效率低下等。
在这些因素中,就包括企业在原料入库及产品出库上所遇到的瓶颈。
由于中小型企业多沿用了八十年代以前的设备,因此在原料入库及产品出库这一环节中仍较多的采用了人工称重的办法。
如在沅江市通威饲料公司在进行原料入库这一工作时,称重人员首先要记录运输原料车辆的牌号、原料提供商名字及代号、时间,称重结果(毛重)等数据,在入库完毕后还需要记录车辆号、称重结果(皮重),最后计算出净重。
在这一过程由于采用人工操作,填写凭证的时间相对较长,从而导致工作效率较低。
另外,在填写凭证的过程由于人员疏忽或精神疲惫容易出现失误,出现失误后查找失误原因也很困难,往往出现称重人员、原料入库人员、产品出库人员之间互相推卸责任的情况,这就使原本就较低的工作效率变得更低。
采用自动称重系统可有效的解决以上问题。
由于采用基于PC的硬软件系统进行有关数据的收集,可达到简化操作人员工作步骤、节省操作时间的目的;数据库的引用使数据查询方便快捷,便于操作人员查找出失误原因;报表系统的引用使企业可根据需要随时产生所需要的报表,极大的方便了企业经营业务结算。
自动称重系统的使用可有效的提高中小型企业在原料入库和产品出库环节上工作人员的工作效率,缩短企业生产周期,从而能更好的适应市场需要。
二、国内外研究现状在自动称重系统的硬件设备方面,在90年代前多采用了“计算机+数据采集卡+压电传感器”的方式进行数据的采集,但数据采集卡所采得的数据往往失真较大,而且价格昂贵;随着计算机技术的飞速发展,电子秤在设计上已逐步成熟,而且在其内部已有多种措施保证所采集的数据真实可靠,因此在90年代后期起国内外已逐步采用了“计算机+电子秤+压电传感器”的硬件系统。
称重自动配料系统规划方案随着科学技术的不断发展以及工业制造业的大力发展,无论是在生产、加工或是销售等方面,都对于装配线、生产线以及配料系统提出了更高的要求。
针对传统人工配料方式,由于其低效、易出错、不稳定性等问题,逐渐被人们所淘汰。
为了更好地适应市场的需求以及提高自身竞争力,我们计划开发一款称重自动配料系统。
本文将从计划、需求、功能模块和系统架构等方面进行详细讲述。
1. 计划为了更好地实施称重自动配料系统,并使其能够顺利地运营,我们将会遵循以下计划:1.1 确定团队成员及各自职责。
团队成员包括负责人、设计师、系统工程师、软件工程师、测试工程师、运维工程师等。
1.2 制定时间表,明确开发周期以及各个阶段时间节点。
1.3 确立开发预算,包括硬件、软件成本以及劳动力成本等。
1.4 确定开发环境及所需设备。
2. 需求2.1 硬件需求对于硬件方面,称重自动配料系统需要使用称重传感器、PLC、伺服电机、气动执行器等设备,同时还需要配备计算机控制系统。
2.2 软件需求系统需要使用的软件包括系统控制软件、数据库软件、人机交互软件等。
2.3 功能需求系统需要实现以下功能:2.3.1 自动化调配原材料,实现配方自动配比、称重。
2.3.2 可以进行在线监测,保证生产质量。
2.3.3 可以实现数据共享并提供分析,可以实现数据历史查询并输出报表。
3. 功能模块为了实现上述需求,系统需要包含以下功能模块:3.1 数据采集模块:该模块用于采集机器传感器的称重数据,同时也可以实现其他数据的采集。
3.2 数据处理模块:该模块用于处理采集到的数据,保证数据质量及准确性,支持数据分析等功能。
3.3 控制逻辑模块:该模块用于控制系统与用户之间的交互,通过人机交互界面实现用户对系统的控制与辅助。
3.4 数据存储模块:该模块用于存储系统采集到的数据,并按照时间顺序存储。
4. 系统架构4.1 硬件架构硬件架构主要由计算机、PLC、称重传感器、气动执行器、伺服电机等设备组成,计算机作为控制系统的核心控制装置,通过PLC来与气动执行器、伺服电机进行通信;称重传感器则是系统中不可或缺的重要部件。
称重配料自动控制系统一、系统概述称重配料是一种用于石油、冶金、化工、食品、建材、粮油、饲料、塑料、农业等产品生产过程中的配料方式,主要以重量的方式进行按照配比进行配料,一般这种配料过程叫做称重配料。
而称重配料的方式根据工艺要求和原理可以分为很多种;有单一物料、多种物料(顺序配料)、减量法称重(累减配料)等重重配料方式。
现根据客户的具体工艺要求,我们采用西门子200系列PLC和触摸屏/PC组合的自动称重配料控制系统。
二、系统构成EMS7200 PLC连接至第三方系统(DCSRS485高速A/D转换器高速A/D转换器高速A/D转换器高速A/D转换器现场称重AI信号现场称重AI信号现场称重AI信号现场称重AI信号说明:现场称重模拟量信号经过高速A/D转换模块转换成数字量信号,然后高速A/D模块通过RS485通讯的方式将称重数字量信号传送至PLC,PLC对数据进行处理和控制阀门和电机\泵等现场设备。
另通过扩展口连至触摸屏(HMI),通过触摸屏可显示系统工艺流程、可查看所有参数、监控系统实时运行状况、查看历史趋势、存取配方调用配方等功能。
三、系统功能1、操控功能操控功能可以选择系统操作模式(装卸联动、定量装料、定量卸料、手动操作、配方存取、配方选择等)。
2、监控功能监控功能能够实时反应系统运行状态的指示(正在装料、正在卸料、装料停止、卸料停止、配料完成、延时卸料等);设备状态的指示(欠载、超载、动态不稳定、通讯故障、设备启动故障等);系统数据的实时监控(所有重量参数、配方参数、运行状态、内部参数、现场设备运行状态等)。
3、现场和远程校准功能可通过现场触摸屏对系统进行校准,也可以通过连接至第三方系统或则计算机可以对系统校准操作。
工艺流程配方管理参数设置历史趋势报警管理用户登录用户注销模式选择称校准画面称校准画面空称标定毛重:砝码重xxxx.xKg加载标定确定当前是空称?确定取消毛重xxxx.xKg 毛重xxxx.xKg 按 确定 则标零按 取消 则返回确定称已加载xxxxKg 确定取消毛重xxxx.xKg按 确定 则标定按 取消 则返回4、联锁功能(根据工艺要求现场设备的联锁动作和保护)。
智慧称重系统怎样设计方案智慧称重系统设计方案一、引言智慧称重系统是一种基于计算机技术和传感器技术的测量设备,可以实现对物体的重量进行准确测量并进行数据处理和分析。
本文将详细介绍智慧称重系统的设计方案。
二、系统功能需求1. 实时测量:系统需要能够实时准确地测量物体的重量。
2. 数据处理:系统需要能够对测量的数据进行处理,包括单位转换、数据存储等。
3. 数据分析:系统需要能够对测量的数据进行分析,包括统计分析、趋势分析等。
4. 多种单位:系统需要支持多种重量单位的显示和转换,例如千克、磅等。
5. 用户界面:系统需要拥有用户友好的界面,方便用户操作和查看测量结果。
三、系统硬件设计1. 传感器选择:选择合适的重量传感器进行重量测量,可以选择压阻式传感器、电阻式传感器等。
2. 数据采集:使用模拟输入接口将传感器输出的模拟信号转换成数字信号。
3. 数据处理单元:使用单片机或者微处理器对采集到的数字信号进行处理,包括单位转换、数据存储等。
4. 显示器:选择合适的显示器来显示测量结果,可以选择液晶显示器、LED显示器等。
四、系统软件设计1. 数据采集和处理程序:编写数据采集和处理程序,通过串口或者其他接口将采集到的数据发送给计算机。
2. 数据存储:选择合适的数据库系统,存储测量的数据,并支持数据的增删改查等操作。
3. 数据分析程序:编写数据分析程序,对存储的数据进行统计和分析,并生成相应的报表和图表。
4. 用户界面程序:编写用户界面程序,提供用户友好的界面,方便用户操作和查看测量结果。
五、系统测试和调试1. 硬件测试:对智慧称重系统的传感器、数据采集和处理单元、显示器等进行测试,确保各个硬件模块正常工作。
2. 软件测试:对智慧称重系统的数据采集和处理程序、数据存储程序、数据分析程序、用户界面程序等进行测试,确保系统软件功能正常。
六、系统优化和改进1. 硬件优化:根据实际情况对系统硬件进行优化,例如选择更稳定和精准的传感器。
液体原料自动称重配料系统(软件设计)摘要随着微电子技术的应用,市场上使用的传统称重配料系统已经满足不了人们的要求。
为了改变传统称重系统在使用上存在的问题,在本设计中将智能化、人性化用在了称重配料的控制系统中。
随着科学技术的不断发展,自动称重配料系统已经广泛应用于冶金、煤炭、化工、建材等行业中。
自动称重配料系统可以按照设定配比和流量控制各输入物料的瞬时流量,从而达到控制各种产品的质量和产量的目的,是实现生产过程自动化和智能化、企业的科学管理、安全稳定生产和节能降耗的重要技术手段。
微机配料控制+系统在生产中的应用不仅可以提高配料质量和产量,也大大减轻了岗位工人的劳动强度,提高了生产效率。
本系统主要由单片机来控制,测量物体重量部分由称重传感器及A/D 转换器组成,加上显示单元,键盘设定值单元,具有功能多、性能价格比高、功耗低等优点。
同时系统集响应速度快、测量准确、自动化程度高等特点于一身。
我们设计的称重配料系统以STC89C54单片机为主控芯片,外围附以称重电路、显示电路、报警电路、键盘电路等构成智能称重系统电路板,从而实现自动称重配料系统的各种控制功能。
经调试证明设计所完成的自动称重配料可满足实际生产应用需要。
关键词:STC89C54,称重传感器,A/D转换器,称重配料系统。
An automatic weighing - burden system ofliquid raw materials (software design)ABSTRACTWith the application of micro-electronics technology, tradition weighing - burden system used in market has been not satisfied with human requirements already. In order to make up for the traditional weighing system shortcoming, we improve the weighing - burden system with intelligence and automation. Along with the development of science and technology, Automatic batching and weighing system has been widely used in metallurgy, coal, chemicals, building material industry, etc.Automatic batching and weighing system can be set according to the input ratio and flow control of material flow, thereby achieve control of product quality and yield of the objective is to realize the automatic production process, and intelligent, enterprise's scientific management, safe and stable production and energy consumption is the important technical means. Computer control system in the pr oduction of ingredients used not only can improve the yield and quality ingredients and greatly reduce the labor intensity, and post to improve production efficiency.This system is mainly controlled by microcontroller, the part of measurement accomplish c onsist of weighing sensor and A/D transformer. This apparatus have many characteristic such as having more function, consuming less energy, small and moving easily, low price, measuring precisely, rapid speed, high degree of automation and so on.The system we are designed consists of the circuit of measuring weight, the circuit of displaying and alarm. In a word, the automatic weighing - burden system we designed could meet the application requirements .KEYWORDS:STC89C54,weighing sensor,A / D converter,weighing – burden system.目录序言 (1)第一章软件设计基础 (3)§1.1软件开发工具的选择 (3)§1.2编程语言的选择 (4)§1.3系统软件控制要求即功能模块划分 (5)第二章称重配料工艺分析 (7)§2.1称重配料工艺简介 (7)§2.2本设计称重配料工艺流程 (8)第三章系统总体设计 (10)§3.1系统总体流程图 (10)§3.1.18位共阴极数码管显示程序流程图 (12)§3.2系统各模块程序设计 (12)§3.2.1步进电机调速程序设计 (12)§3.2.2矩阵键盘扫描编程 (13)§3.2.38位共阴极数码管显示编程 (16)§3.2.4A/D转换 (16)§3.2.5声光报警控制编程 (17)第四章 PID算法 (19)§4.1P I D算法概述 (19)§4.2P I D参数整定 (20)§4.3P I D电机调速控制应用 (21)第五章程序调试和结果 (23)§5.1程序调试问题及其解决方法 (23)§5.2设计成果 (24)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (27)序言自动配料系统是一个针对各种不同类型的物料(固体或液体)进行输送、配比、加热混合以及成品包装等全生产过程的自动化生产线。
生产线自动称重控制系统设计设计摘要自动生产线被应用到工业领域后,称重装置不仅是提供重量数据的简单仪表,而且是工业控制系统和管理系统的一个组成部分。
生产线自动称重技术水平的提高,可以推进工业生产的自动化和管理的现代化,缩短作业时间,改善操作条件,降低能源和材料的消耗,提高产品质量以及加强企业管理。
生产线自动称重控制系统设计,以PLC为控制核心,称重传感器采集现场重量信号,称重变送器将传感器的信号隔离放大,转换成0-10V的标准信号,EM235模块将这一标准信号转换为相对应的数值。
通过实际重量与变速重量、目标重量相比较,利用PWM脉冲控制舵机阀门旋转角度,从而控制下料流量大小。
利用电磁铁控制称重斗下料门开合,通过光电开关防止辅助斗物料溢出,利用报警器实现报警功能。
整个控制过程分手动操作和自动操作。
通过三维力控软件构建远程监控系统,现场情况可以实时显示,监控系统的控制级别高于现场控制的级别。
关键词:PLC 称重传感器报警器光电开关远程监控ABSTRACTAfter automatic production line was applied to industry region, weighing device was not only a technique simplicity instrument to supply weight data,but also a part of industrial control system and supervisory system. The development of the production line of automatic weighing can advance the modernization of the automation and management of industrial production, reduce operating time, improve the operating conditions, reduce the consumption of energy and materials, improve product quality and strengthen enterprise management. The production line of automatic weighing control systems, PLC for the control of the core, weighing sensor to collect the live weight of the signal, the weight of the transmitter to the sensor signal isolation amplifier, and converted into standard signals of 0-10V, the EM235 module to the standard signal is converted to corresponds to the value. By actual weight and variable speed weight, target weight, compared to the size of the PWM pulses to control the rotation angle of the steering gear, which control the flow of cutting. The system use electromagnets to control the weighing bucket cutting door opening and closing, use the photoelectric switch to prevent the auxiliary bucket spillage, use the alarm to achieve alarm function. The entire control process is divided into manual operation and automatic operation. The system use three-dimensional force control software to build the remote monitoring systems .it can display real-time, the monitoring system control level is higher than the level of site control.KEY WORDS: PLC weigh sensor alarm photoelectric switch remote monitoring目录前言 (1)第1章生产线自动称重系统总体设计 (3)1.1 控制方案的选择 (3)1.2 系统的组成 (4)1.3 称重系统的功能和工作过程 (4)第2章系统硬件设计 (6)2.1 PLC的选择 (6)2.1.1 PLC选型的基本原则 (7)2.1.2 西门子S7-200相关模块的确定 (8)2.2 称重传感器的选择 (8)2.2.1 称重传感器类型的选择 (9)2.2.2 称重传感器选型的原则 (9)2.2.3 托利多MTB-5称重传感器 (11)2.3 称重变送器的选择 (12)2.3.1 称重变送器的用途和特点 (12)2.3.2 AT10模拟型称重变送器 (13)2.4 舵机的选择 (15)2.4.1 舵机的规格和选型 (16)2.4.2 MG955舵机 (16)2.5 电动机的选择 (17)3.6电磁铁的选择 (18)2.7光电开关的选择 (19)2.8电铃的选择 (20)2.9中间继电器的选择 (21)2.10断路器的选择 (22)2.11指示灯的选择 (22)2.12主电路设计 (23)2.13 控制电路的设计 (24)第3章系统软件设计 (27)3.1 S7-200 PLC的编程软件 (27)3.2 资源分配 (27)3.3编写程序 (29)第4章系统监控设计 (30)4.1选择组态软件 (30)4.2构建组态系统 (30)结论 (35)谢辞 (36)参考文献 (37)附录 (38)前言1.课题研究的研究背景和意义自动生产线被应用到工业领域后,对称重技术提出了新的要求。