电子产品世界

自控系统的软件设计思路

电子皮带秤主要是流量控制，以达到瞬时流 量和累计量的显示及其称量的准确性。其主要的控制变量是对速度信号和流量信号的采集控制。
1) 编码器采集的是与皮带速度成正比的脉冲 信号，其脉冲信号由高速计数模块采集。电动机转 过的转数由脉冲数来计算，500 个脉冲即代表电动 机转过一转。电子秤皮带速度v 可由下式求得

2) 流量是单位时间内流过皮带秤的物料量。 流量可以通过测量某段皮带长度上物料的瞬时重 量及同一时刻的皮带行程或皮带速度得到。 传感器的供电电压为1 2 V D C，其灵敏度为 12 mV/V。电子秤完成一次重量采样工作是当有 物料流过时CONTROL ENGINEERING China版权所有，称重传感器输出0～24 mV 正比于 物料重量的电压信号，经放大器放大处理成0～ 10 V 电压后送入模拟量输入模块，再经模数转换 送入CPU 模块的运算，其成正比例的值转换过程 如图4 所示。
3) 累计重量W 是PLC 将各次采样到的重量值 累计即可得到。

5) 在称量物料时CONTROL ENGINEERING China版权所有，需要确保电子皮带秤达到 精度的要求，这就要编制调零和校秤程序。调零的 工作原理是其可分为平均值和绝对值调零，平均 值调零是将空载状态下皮带一周的平均重量值储 存起来，此后在电子皮带秤使用过程中，PLC 装置 将瞬时采样到的毛重减去皮重，得到瞬时物料净 重。绝对值调零是对称重带逐段调零，皮带被分为 多个测量单元，在实际调零的过程中，各单元都有 一个调零值www.cechina.cn，在使用过程中，各单元的测量值将减 去各自的调零值，得到瞬时物料净重。而校秤的工从上式中可以看出P/L 即为皮带每米上物料 的重量，n 为皮带走过Δ L 的段数www.cechina.cn，
p i Δ L/L 即为走过Δ L 长度的重量，对n 段重 量求和即得累计重量W 。
4) 建立了上面的数学模型后，则可采用SIEMENS 的编程软件STEP7 编制程序，通过编辑程 序指令把设定值sp(n)流量值和采集的瞬时流量pv (n)在电子秤限定的额定流量中各占的百份值分别 赋值给PID 连续控制器CONTROL ENGINEERING China版权所有，进行PLC 模拟量闭环连 续控制，控制变频器的频率，调节电动机的转速。 通过传感器、编码器各自采集的信号送至PLC，测 算出瞬时流量pv(n)。图5 是系统控制的方框图。

作原理是通过校准称重传感器至PLC 的过程中系 统对校准砝码重量的检测结果，实现对重量通道 的校准。校准砝码的重量需预先设置到PLC 装置 的内存中。当PLC 装置对该校准砝码进行校准时CONTROL ENGINEERING China版权所有， 若检测结果与实际重量不一致时CONTROL ENGINEERING China版权所有，则系统将重量 修正系数自动变小，该系数修正工作需由PLC 装 置自动完成。
6) 监控系统主要实现的功能：显示功能、报 警处理和报表生成功能、历史趋势功能等。

关键词： PLC 电子皮带秤 自控系统