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生产线自动称重控制系统设计

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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 (7)2.2 称重传感器的选择 (8)2.2.1 称重传感器类型的选择 (8)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 (12)2.4 舵机的选择 (15)2.4.1 舵机的规格和选型 (15)2.4.2 MG955舵机 (16)2.5 电动机的选择 (16)3.6电磁铁的选择 (17)2.7光电开关的选择 (18)2.8电铃的选择 (19)2.9中间继电器的选择 (20)2.10断路器的选择 (21)2.11指示灯的选择 (21)2.12主电路设计 (22)2.13 控制电路的设计 (23)第3章系统软件设计 (26)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 (36)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。

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。

目前，国内很多中小企业的生产线称重环节多采用磅秤、台秤和通用的电子秤。

生产线上的物料质量都由工人师傅手动控制。

这种称重系统存在很多缺陷。

缺陷一：生产线的称重设备自动化程度较低，称重质量完全取决于人，称重精度低，并且操作复杂。

缺陷二：在这样的称重系统中，若要提高称重精度，就要降低生产速度，大大阻碍了高速生产的实现。

缺陷三：缺少对生产过程的实时监控，使得整个工作过程都需要操作人员在现场监督。

这样既浪费了人力，提高了企业的费用，又无法实现自动化生产管理。

根据以上内容，就两方面设计自动称重控制系统：一是根据现有生产线的称重现状，相对提高生产线称重的自动化程度、称重速度和称重精度；二是建立组态监控系统，使其能监控现场事实情况。

这样的生产线自动称重控制系统，可以降低原料消耗，控制产品质量，提高生产速度，降低工人劳动强度，方便监控人员更好的了解工作现场情况，实现生产过程的科学现代化管理。

2．称重技术的发展概况和趋势随着第二次世界大战后的经济繁荣，为了把称重技术引入到生产工艺过程中去，对称重技术提出了新的要求，希望称重过程自动化，为此电子技术渗入衡器制造业，产生了电子称。

电子称的发展过程与其他事物一样，也经历了由简单到复杂，由粗糙到精密，由机械到机电结合再到全电子化，由单一功能到多功能的过程。

特别是近30年以来，工艺流程中的现场称重、配料定量称重以及产品质量的监测等工作，都离不开能输出信号的电子衡器。

这是由于电子衡器不仅给出质量或重量信号，而且也能作为总系统中的一个单元承担着控制和检验功能，从而推进工业生产的自动化和合理化。

近年来电子称已愈来愈多地参与到数据的处理和控制过程中。

现代称重技术和数据系统已经成为工艺技术、储运技术、预包装技术、收货业务及商业销售领域中不可或缺的组成部分。

随着称重传感器各项性能的不断突破，为电子称的发展奠定了基础，国外如美国、西欧等一些国家在20世纪60年代就出现了0.1%称量准确度的电子称，并在70年代中期约对75%的机械称进行了机电结合式改造。

我国的衡器在20世纪40年代以前还全是机械式的，40年代开始发展了机电结合式的衡器。

50年代开始出现了以称重传感器为主的电子衡器。

80年代以来，我国通过自行研究、引进消化吸收和技术改造，已由传统的机械式衡器步入集传感器、微电子技术、计算机技术与一体化的电子衡器发展阶段。

目前，由于电子衡器具有称量快，读数方便，能在恶劣条件下工作，便于与计算机技术相结合而实现称重技术和过程控制的自动化特点，已被广泛应用于工矿企业、能源交通、商业贸易和科学技术等各个部门。

随着称重传感器技术以及超大规模集成电路和微处理器的进一步发展，电子称重技术及其应用范围将更进一步的发展，并被人们越来越重视。

电子衡器产品量大面广、种类繁多，从通用的各种规格的电子称到大型的电子称重系统，从单纯的称重、计价到生产过程检测系统的一个测量控制单元，其应用领域不断地扩大。

根据近些年来电子称重技术和电子衡器的发展情况及电子衡器市场的需求，称重技术的发展动向为：小型化、模块化、智能化、集成化；其技术性能趋向于速率高、准确度高、可靠性高；其应用性趋向综合性、组合性。

第1章生产线自动称重系统总体设计1.1 控制方案的选择系统方案选择的原则是在满足生产要求，确保产品质量的前提下，力求投资少，效益高和操作方便。

根据课题的要求，本课题的控制系统方案有两种方案可供选择：单片机控制方案、PLC控制方案。

（1）单片机控制方案。

单片机是将计算机的基本部件微型化并集成到一块芯片上的微型计算机，通常片内都含有CPU、ROM、RAM、并行I/O、串行I/O、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及系统总线等。

单片机是随着超大规模集成电路技术的发展而诞生的。

随着技术的发展，单片机片内集成的功能越来越强大，并朝着SOC（片上系统）方向发展。

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红枣分级生产线自动称重系统的设计

红枣分级生产线自动称重系统的设计

继续输 送 ， 直到下 次料 斗打 开时为 止 ， 枣称 重包 装 红
示意 图如 图 １ 所示 ．
图 ２ 传 感 器 工 作原 理
２ 称重制 系统组成
２１ 称 重传感 器 ．
通过实 验验 证及 实际 的生产 需要 ，选 用 了悬 臂
该 系 统 选 择 的传 感 器 为 电 阻应 变式 称 重 传 感
收 稿 日期 ：０ １０ — ２ ２ １－ ４ ０
梁式应力传感器 ，其主要参数如表 １ 所示． 所选用 的 Ｃ Ｂ Ｓ悬梁传 感器 输 出灵敏 度达 到 ：． １ ／ ＦＬ ２ ０ Ｖ； ０ ｍＶ
作者简介 ： 冯
喜（ ９５ ）男 ， １８ 一 ， 硕士 ， 主要从事智能仪 器与检测技 术．
时停止 输送 ； ３路输送 通 道为精确 定量 输送 ， 第 当重
ｌ 一３路红枣输送 系统 ；一料斗 ；一包装箱 ；～输送带 ２ ３ ４ ５ 一称重显示仪 ；一行程开关． ６
图 １ 红 枣 称 重 包 装 系统 示 意 图
器 ［， 工 作 原理 如 图 ２所 示 ． ２其 １ 当金 属 弹性 体 受 力后
构 简单 ， 操作灵活 ； 整个过程 实现 自动控制 ， 无需人 工处理． 实验表 明， 设计的称重 系统能实现 对果品的快速 、 定量称 重 包装 ， 以满足企业生产的需要 ， 可 有较好的推 广价值．
关键词 ： 重 ； 感 器； 程开关 ； 称 传 行 自动 控 制
中 图分 类 号 ：Ｐ ７ Ｔ２２
００ ． ３％ ．
ｋ — ｋ
将 ３个传 感 器 分别 安 装 在料 斗 的 ３个 侧 面 上 ， 对传感 器载 荷进行 合 理分 配 ，确 保料 斗支 撑 的稳定 性， 同时考 虑到机 构动作 对传 感器 的冲击 ， 在传感 器
基于PLC的自动生产线称重系统设计毕业设计

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基于单片机实时钟设计毕业设计目录1 绪论 (1)2 PLC的特点及应用 (1)2.2 PLC的特点 (1)2.3 PLC的应用 (1)3 PLC的结构及原理 (3)3.1 PLC的分类 (3)3.2 PLC的结构 (3)3.3 PLC的工作原理 (4)3.4西门子S7—200简介 (4)3.4.1 概述 (4)3.4.2 一般特性 (5)3.4.3 扩展模块 (7)4 自动称重系统 (8)4.1设计总体介绍 (8)4.2设计的总体任务及实现的功能 (11)4.2.1自动称重配料系统控制要求 (11)4.2.2设计任务 (11)4.3控制思想的确定 (12)4.4具体系统设计方案 (13)4.4.1 测速环节 (13)4.4.2称重系统 (14)4.4.3电机的PID调速 (14)4.4.4变频器控制环节 (14)4.5输入输出量统计 (15)5 硬件选择、硬件接线图及其软件编程 (16)5.1硬件选择 (16)5.1.1电动机的选择 (16)5.1.2皮带秤的选择 (16)5.1.3称重信号的处理 (19)5.1.4测速传感器的选择 (20)5.1.5变频器的选择 (20)5.1.6 PLC的选择 (23)5.2硬件接线图 (25)5.2.1 PLC接线图 (26)5.2.2 变频器接线图 (28)5.3 软件编程和调试（见附录） (29)总结 (31)谢辞 (32)参考文献 (33)附录 (34)1 绪论可编程控制器（Programmable Controller）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。

早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。

随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。

但是为了避免与个人计算机（Personal Computer）的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。

称重系统设计方案

称重系统设计方案

称重系统设计方案1. 引言称重系统是一种常见的用于测量物体重量的设备，广泛应用于仓储物流、生产制造、商业零售等领域。

本文将介绍一个称重系统的设计方案，包括硬件设备、软件实现及相关技术考虑。

本方案旨在实现精准、高效、可靠的称重功能，以满足不同场景下的需求。

2. 系统设计2.1 硬件设备称重系统的硬件设备主要包括传感器、称重平台、显示器和控制电路等组成部分。

1.传感器：传感器是称重系统中最关键的部件之一，用于测量物体的重量。

常见的传感器有压力传感器、应变传感器等。

在设计中，需要根据具体需求选择适合的传感器类型和规格。

2.称重平台：称重平台是放置待测物体的区域，通常采用坚固耐用的材料制作，以确保测量的准确性和稳定性。

3.显示器：显示器用于展示物体的重量信息，可以采用LED显示屏、液晶显示屏等，需考虑显示效果清晰、耐用等因素。

4.控制电路：控制电路用于实现传感器数据的采集和处理，通常包括模拟信号转换、数据放大和滤波等功能。

2.2 软件实现称重系统的软件实现主要包括数据采集与处理、界面设计和用户交互等方面。

1.数据采集与处理：通过控制电路采集到的模拟信号，需要进行模数转换并进行数字滤波、放大等处理，以得到准确的重量数据。

可以使用C/C++、Python等编程语言进行开发。

2.界面设计：界面设计是用户与称重系统进行交互的关键环节，需要清晰简洁、易于操作。

可以采用图形界面或命令行界面，根据具体需求进行设计。

3.用户交互：用户交互功能包括用户输入、数据显示和结果输出等，需要通过软件与硬件设备进行交互，以实现称重操作的完成。

2.3 技术考虑在设计称重系统时，需要考虑以下技术因素：1.精度：称重系统的精度是衡量其性能的重要指标，需要根据具体需求选择合适的传感器、控制电路和算法，以确保测量精度达到要求。

同时，需要考虑环境因素对测量结果的影响，如温度、湿度等。

2.可靠性：称重系统需要具备较高的可靠性，能够长时间稳定运行。

自动称重分选设备及控制系统设计

自动称重分选设备及控制系统设计

附 录 ........................................................ 40
自动称重分选设备及控制系统设计
1
1 绪论
称重技术自古以来就被人们所重视， 作为一种计量手段， 广泛应用于工农业、 科 研、交通、内外贸易等各个领域，与人民的生活紧密相连。电子自动称秤是电子衡器中 的一种，衡器为国家法定计量器具，是国防建设、国计民生、内外贸易、科学研究不可 缺少的计量设备，衡器产品技术水平的高低，则会直接影响到各行各业的现代化水平的 提高。称重装置不仅是提供重量数据的单体仪表，而 且作为工业控制系统和商业管理 系统的一个组成部分， 推进了工业生产的自动化 和管理的现代化。 先进精密的电子 分选称必将缩短作业时间、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、改善经营管理。称重 装置的应用已遍及到国民经济各领域，取得了 显著的经济效益。电子秤是称重技 术中的一种新型仪表，广泛应用于各种场合。电子 秤与原有的机械秤相比较有体 积小、重量轻、结构简单、价格低、实用价值强、维护 方便等特点，可在各种环 境工作，重量信号可远传，易于实现重量显示数字化，易于 与计算机联网，实现 生产过程自动化，提高劳动生产率。例如标签秤在超市中的应用 已经是耳闻目睹 的了。一张小小的标签包含着：品名、价格、重量等，一一列表在这 小小的电子 标签上。标签机的使用大大加快了销售速度，也方便了顾客。顶尖条码标 签称有着许多卓越的特点，以太网功能使管理更加方便。因此，称重技术的研究和衡器 工业的发展各国都非常重视。50 年代中期电子技术的渗入推动了衡器制造业的 发展。 60 年代初期出现机电结合式电子衡器以来，随着时代科技的迅猛发展， 微电子学和计 算机等现代电子技术的成就给传统的电子测量与仪器带来了巨大 的冲击和革命性的影 响。经过 40 多年的不断改进与完善，衡器技术也在不断进 步和提高。从世界水平看， 衡器技术已经经历了四个阶段，从传统的全部由机 械元器件组成的机械称到用电子线 路代替部分机械元器件的机电结合秤，再从集成电路式到目前的单片机系统设计的电子 计价秤。 我国电子衡器从机电结合型发展到如今的全电子型和数字智能型。 现在电子 衡器制造技术和其应用开始了新的发展。然而我设计的这台称重设备又和其他的有所不 同，在别的利用传感器的基础上我还同时加上了机械手的配合，通过 PLC 接收称重信号， 从而来控制机械手的动作，这项设计其优点就是秤和机械手的完美组合，通过 PLC 来传 递信号，达到一个我想要的称重分选的效果。