電子皮帶秤零點漂移檢測裝置與研究

崔傳寶　丁昊生　劉加樹

摘要：在再造煙葉生產(chǎn)過程中，預(yù)處理段電子皮帶秤物料的計量精度與再造煙葉配方完整性有很大關(guān)系，直接影響到再造煙葉的內(nèi)在產(chǎn)品品質(zhì)。對此設(shè)計了一種再造煙葉電子皮帶秤零點漂移檢測裝置，其能及時發(fā)現(xiàn)電子秤零點的漂移，提升電子皮帶秤的穩(wěn)定性和精確性，從而提高了再造煙葉生產(chǎn)過程中預(yù)處理段物料的計量精度和再造煙葉的產(chǎn)品品質(zhì)。

關(guān)鍵詞：電子皮帶秤;零點漂移;檢測裝置;PLC

中圖分類號：TH715.1 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2019）05-0123-02

0 引言

在再造煙葉生產(chǎn)過程中，預(yù)處理段電子皮帶秤物料的計量精度與再造煙葉配方完整性有很大關(guān)系，直接影響到再造煙葉的內(nèi)在產(chǎn)品品質(zhì)。目前，在生產(chǎn)期間電子皮帶秤由于存在受到灰塵、托輥粘附料、皮帶跑偏、電子器件信號漂移等因素的影響，導(dǎo)致梗和末線的電子皮帶秤零點都會發(fā)生偏移，電子皮帶秤生產(chǎn)過程中對物料計量時就會出現(xiàn)較大誤差。如果不能及時校秤，計量誤差導(dǎo)致原料每批次生產(chǎn)配方改變，對生產(chǎn)工序造成一定的影響。對利用率、能源和人工等也有不同程度的影響。

1 零點漂移檢測裝置設(shè)計

1.1 技術(shù)研究

再造煙葉投料批次生產(chǎn)中，每批次中煙葉碎片和煙梗利用兩臺電子皮帶秤分別進行計量。電子皮帶秤由于受到環(huán)境和自身器件性能變化的影響，電子皮帶秤零點會時常發(fā)生漂移。由于再造煙葉連續(xù)生產(chǎn)的特殊性，不能對電子皮帶秤進行零點校準(zhǔn)。需要設(shè)計出一種能檢測電子皮帶秤的零點檢測裝置，發(fā)現(xiàn)零點漂移能及時通過網(wǎng)絡(luò)通信中斷電子皮帶秤前后關(guān)聯(lián)設(shè)備的運行。并向電子皮帶秤發(fā)出自動校驗零點信號，讓電子皮帶秤進行自動的皮重零點校驗。

1.2 系統(tǒng)設(shè)計

電子皮帶秤零點漂移檢測裝置組成：激光位移傳感器、可調(diào)支架、PLC、監(jiān)控操作站等。激光位移傳感器固定在可調(diào)節(jié)支架上，激光位移傳感器通過0-5V連接到PLC模擬量輸入。PLC與電子皮帶秤電控系統(tǒng)通過工業(yè)以太網(wǎng)進行數(shù)據(jù)交換。

2 電控系統(tǒng)設(shè)計

2.1 PLC選型

PLC選用西門子S7-300，CPU型號選用CPU315-2PN/DP， 模擬量輸入模塊選用EM231，激光位移傳感器選用型號HG-C1400-P，檢測距離400mm±200mm，帶0-5V模擬量輸出。激光位移傳感器安裝在電子秤皮帶上方，并固定支架，做防護裝置。

2.2 軟件設(shè)計

根據(jù)零點漂移檢測裝置實現(xiàn)控制功能，畫出邏輯程序控制圖，如圖1。

3 控制原理

3.1 物料高度計算

激光位移傳感器安裝在電子皮帶秤的輸送帶上方500mm的高度，秤的輸送帶上物料高度（H）越高，激光位移傳感器檢測到的檢測距離（L）越短。物料高度（H）和檢測距離（L）關(guān)系式為：H=500-L。當(dāng)L=500mm時，物料高度H=0。

3.2 電控控制原理

零點漂移檢測裝置PLC程序開始運行后，PLC判斷電子皮帶秤狀態(tài)，當(dāng)電子皮帶秤處于停機或手動狀態(tài)時不進行下一步。當(dāng)電子皮帶秤處于自動運行狀態(tài)時，讀取電子皮帶秤的瞬時流量和負(fù)載重量。物料高度連續(xù)30秒大于3mm時，表明秤在過料生產(chǎn)，電子皮帶秤正常計量。物料高度要連續(xù)30秒小于3mm時，這是生產(chǎn)時每批次頭部、尾部或中間無料期間，雖然電子皮帶秤在自動運行，但是電子皮帶秤上并沒有物料，屬于電子皮帶秤空運轉(zhuǎn)狀態(tài)。當(dāng)此時連續(xù)5秒內(nèi)電子皮帶秤瞬時流量>15kg/h或物料重量<-0.10kg時，表明電子皮帶秤零點漂移已經(jīng)超出精度范圍。零點漂移檢測裝置的監(jiān)控操作站實時發(fā)出報警信息，同時零點漂移檢測裝置的PLC通過網(wǎng)絡(luò)給電子皮帶秤發(fā)出皮重需要校零信號，電子皮帶秤就會自動進入皮重校零模式，電子皮帶秤給自身的上游設(shè)備發(fā)出停止進料信號，電子皮帶秤開始自動皮重校零。電子皮帶秤校零結(jié)束后，校零結(jié)束信號反饋給零點漂移檢測裝置，PLC開始下一個程序循環(huán)。

3.3 防差錯措施

當(dāng)激光位移傳感器模擬量錯誤輸入信號和電子器件受到干擾時電子皮帶秤也有可能存在誤校情況發(fā)生，為了防止出現(xiàn)零點誤校情況發(fā)生，零點漂移檢測裝置讀取電子皮帶秤本次校準(zhǔn)后的零點值和上次校準(zhǔn)后的零點值，當(dāng)兩個零點值的絕對值差小于1%時，認(rèn)為電子皮帶秤零點校準(zhǔn)正常。當(dāng)兩個零點值的絕對值差大于1%時，監(jiān)控操作站顯示報警信息，需要人為來確定電子皮帶秤是否處于正常狀態(tài)。

4 結(jié)語

通過零點漂移檢測與報警，當(dāng)秤稱重傳感器發(fā)生故障或異常時，能夠及時有效的發(fā)現(xiàn)實際生產(chǎn)中出現(xiàn)的問題，及時發(fā)現(xiàn)電子皮帶秤零點的漂移，實現(xiàn)電子皮帶秤零點的自動校準(zhǔn)。并及時傳遞報警信息通知維修和計量人員，對電子皮帶秤進行快速有效維護等工作。降低了故障率，提升電子皮帶秤的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性及可靠性，從而提高了再造煙葉生產(chǎn)過程中預(yù)處理段物料的計量精度和再造煙葉的產(chǎn)品品質(zhì)。

參考文獻

[1] 劉加樹，崔傳寶，等.電子皮帶秤零點漂移檢測裝置：中國，CN10880 1431A[P].2018-11-13.

[2] 繆常初.S7-300/400 PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2016.

[3] C（J、K、P）6E型電子皮帶秤使用說明書[Z].昆明船舶設(shè)備集團有限公司，2012.