基于PLC的自動化稱重控制系統(tǒng)的研究

熊超有 黃雷 王立志

摘要：本文探討的是在榨菜的生產(chǎn)加工過程中對主料進(jìn)行自動化稱重控制。在榨菜等食品加工行業(yè)，通常都是靠人工來完成稱重任務(wù)，自動化程度不高，生產(chǎn)效率低，這就迫切需要我們來改變這種傳統(tǒng)的加工模式。鑒于這種情況，本文提出了基于PLC和觸摸屏為核心器件的榨菜主料自動稱重系統(tǒng)的設(shè)計，實(shí)現(xiàn)了對榨菜主料的自動化送料和稱重。

關(guān)鍵詞：食品行業(yè)；自動化稱重；PLC；觸摸屏

在榨菜等食品加工行業(yè)，往往大多數(shù)廠家在榨菜的加工過程中靠人工來對主料進(jìn)行累計稱重，每次稱重的主料種類多，操作也多，每次誤差又大，效率不高。所以在物料的配比、效率以及稱重的精度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性方面就顯得很重要。

本文提出了由信捷PLC和維綸觸摸屏等控制核心部分，通過傳送帶運(yùn)送主料送到稱重倉進(jìn)行累加稱重。實(shí)現(xiàn)榨菜絲狀類物體的全自動化配料和稱重 [1]。

1.自動稱重系統(tǒng)的組成及運(yùn)行的工作原理

1.1自動稱重系統(tǒng)的機(jī)械部分組成

該系統(tǒng)機(jī)械部分由主料喂料機(jī)構(gòu)、主料傳送帶、稱重倉和機(jī)架等組成。主料喂料機(jī)構(gòu)是用來存儲榨菜的主料；傳送帶是用來傳送主料的；稱重倉下面四個支架下分別裝有一個稱重傳感器，是用來測量主料的壓力信號。

1.2 工作原理

該系統(tǒng)采用的是累加法稱重[2]，就是把不同的主料按一定的先后順序輸送到頂部的稱重倉進(jìn)行稱重，這樣就只需要一臺稱重倉就可以完成稱重，大大的減少了成本。

2.控制系統(tǒng)硬件配置

2.1 PLC選型及其特點(diǎn)

本控制系統(tǒng)的硬件采用的是信捷XC系列PLC ，型號為XC3-24T-E，它有14個輸入、10個輸出，它具有以下優(yōu)點(diǎn)[3]。

（1）晶體管輸出，其輸出速度快。

（2）與其它類型PLC比較它具有支持C語言功能模塊，編程方面非常的方便。

（3）通信方面支持RS232、RS485和CAN總線等，參數(shù)設(shè)置簡單。

2.2 稱重模塊

該稱重系統(tǒng)選用4個懸臂梁稱重傳感器，在稱重倉的支架下兩邊采用全并聯(lián)兩兩固定安裝，結(jié)構(gòu)合理，使每個傳感器受力均勻。每個傳感器的量程為1t，靈敏度為±0.01 mV，精度為0.02%F.S?？刂苾x表選用的是衡器公司的XK315智能稱重儀表，儀表將壓力信號進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，與PLC通過RS485通信進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸。

2.3控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

如圖1所示為控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖。

3.稱重控制算法

3.1 三段式稱重法

為了得到精確的稱重值，該系統(tǒng)采用三段式稱重法：第一階段為送料初期高速送料，第二階段為中速送料到90%稱重值，第三階段為后期階段慢速送料（點(diǎn)動送料）。

4.信捷PLC和XK315稱重儀表串行通信

4.1通信參數(shù)的設(shè)置

為了能讀取稱重儀表的數(shù)據(jù)，將XK315儀表通信參數(shù)設(shè)置為如表1所示，圖2為PLC串口2參數(shù)設(shè)置。

4.2 PLC讀取數(shù)據(jù)命令

經(jīng)過上面的參數(shù)設(shè)置后，信捷PLC和儀表通過RS485通信電纜可以通信了。讀取命令如下。

LD M8000 RCV D0 K11 K2 ASCII D0 M0

其中RCV指令用來接收儀表傳輸過來的數(shù)據(jù)，傳輸過來的數(shù)據(jù)放在PLC的以D0到D11數(shù)據(jù)寄存器里面，傳輸過來的數(shù)據(jù)是相應(yīng)的ASCII，所以要進(jìn)行相應(yīng)的轉(zhuǎn)碼轉(zhuǎn)成10進(jìn)制數(shù)輸出。

5.結(jié)論

本設(shè)計的基于PLC的自動化稱重控制系統(tǒng)，運(yùn)用在榨菜等食品加工行業(yè)，它具有以下優(yōu)點(diǎn)。

（1）操作簡單，只需一個人來操作，大大節(jié)約成本。

（2）該系統(tǒng)采用位置式PID稱重算法能滿足用戶提出的精度要求，編程簡單，容易實(shí)現(xiàn)多種物料的稱重。

（3）該控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡單、成本低，效率高（可以24小時工作），具有很好的經(jīng)濟(jì)效益作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]田斐，崔世林，楊祖釗.基于PLC 和稱重儀表的自動配料系統(tǒng)設(shè)計[J].電氣技術(shù)，2009（6）

[2]何黎明.玻璃配料生產(chǎn)中小料自動稱量設(shè)備的設(shè)計[J].機(jī)械設(shè)計與制造，2001

[3]信捷PLC公司.XC系列可編程序控制器用戶手冊.20108.信捷PLC公司.XC系列可編程序控制器用戶手冊，2010

[4]李轉(zhuǎn)芳，孫云東.PLC 在自動稱重控制中的應(yīng)用[J]黃金，2010（11）

作者簡介：

熊超有（1989—），男，四川仁壽人，碩士，西華大學(xué)在讀碩士研究生，研究方向：機(jī)電一體化。