1.方案選擇

    目前工業配料稱重係統的電氣設計方案大致可分為三種。第一種：稱重傳感器+稱重控製儀表+PLC程序控製器，第二種：稱重傳感器+稱重顯示儀表+PLC程序控製器I第三種：稱重傳感器重量變送器+PLC程序控製器。三種方案各有優缺點。

1．1元件功能介紹

    重量傳感器：是將“容器自身的重量”和“物料的重量”之和轉化為mV級的電壓信號。稱重控製儀表：接收重量傳感器的mV信號，並將其轉換為標準的電流或電壓信號。標準的電流信號有0～24mA或4～24mAI標準的電壓信號有0～5V或0—10V。智能稱重控製儀表還可帶RS一485和RS一232總線接口，有與上位機通信功能。另外，控製儀表內部集成了控製程序，可對物料的重量進行控製，並可顯示“物料的重量、容器的重量”和“總重量”，即“淨重、皮重”和“毛重”。對於簡單的稱重係統可隻選用“重量傳感器+稱重控製儀表”來完成對物料稱重的控製要求，不需PLC控製器參與控製。在工業配料係統中，常常是對多種工藝設備動作的整合，所以一般需要PLC參與控製。秤重顯示儀表：與稱重控製儀表相比，顯示儀表除不具備邏輯控製功能外，具備控製儀表的其它全部功能。變送器；把傳感器的輸出信號轉變為可被控製器識別的信號的轉換器。傳感器和變送器一同構成自動控製的監測信號源。變送器一般分為：溫度／濕度變送器、壓力變送器、差壓變送器、液位變送器、電流變送器、電量變送器、K8凯发登录入口變送器、重量變送器等。PLC控製器：用於接收稱重儀表或變送器輸出的標準電信號，並根據工藝的需要，對設備進行邏輯控製。PLC接收信號的種類：一種是外界的模擬量信號t另一種是接收外界的數字信號。

1．2不同方案的比較

   第一種方案：稱重傳感器+稱重控製儀表+PLC程序控製器。此方案是利用控製儀表自身的程序對物料的重量進行控製。PLC發出開始的指令後，控製儀表按程序進行控製，PLC也可隨時發出暫停指令。控製儀表將物料的重量、進出料的控製狀態及其它數據傳輸給PLC，PLC根據工藝要求實施綜合控製。此方案的最大優點是簡化了工程人員對稱重控製編程的難度，也因儀表內的程序更為專業化，提高了設計效率和控製精度。另外，對秤的標定工作相對簡單，儀表中通常固化了相應的標定程序。第二種方案：稱重傳感器+稱重顯示儀表+PLC程序控製器。此方案與第一種相比，PLC接收顯示儀表的檢測數據後，需要工程人員對物料的重量進行判斷比較，程序編寫的難度要大幹第一種。但工程人員可不受控製儀表內固有程序的限製，增加了控製的靈活性。另外，該種方案，係統的標定工作依然是可通過儀表中的固化程序完成。第三種方案：稱重傳感器+重量變送器+PLC程序控製器。與前兩種方案相比，此方案對工程人員的專業水平要求最高。除要求工程設計人員對稱重過程的物料重量進行判斷比較，秤的標定工作也需要通過編寫PLC程序來完成。相比以上三種方案，大多數工程設計人員趨向幹選擇第一種控製方案，該方案的另大好處是，在控製儀表與PLC通信不暢的情況下，稱重控製依然可以進行。

2.電氣係統設計

係統設計首先需要選擇元器件，然後按照元器件的使用要求配置電路。

2．1稱重傳感器的選擇

   根據“容器重量和“物料重量”之和確定傳感器的量程。例如：容器重200kg，物料重400kg，秤體的支撐點為3個。“容器重量”+“物料重量”=60Okg。傳感器量程的選擇，一般要比實際量程大3O％左右。也就是說，“容器重量+物料重量”最多占到是傳感器量程的70％。我們按70％計算，600kg÷0．7857kg。因容器有3個支撐點，所以857kg被3個傳感器平均分擔，每個傳感器承載能力應不小於256kg。擇量程為300kg的傳感器可滿足要求。本例中秤的支點數為3，實際設計中可以是n個支點。大型電子秤中，可以多達l2個支點，每一個支點都對應一個傳感器。傳感器量程的計算方法相同。另外，傳感器和儀表應配套選擇。一般傳感器並聯後的輸出阻抗值應滿足稱重控製儀的要求。

2．2接線盒的選擇及調試

    每個傳感器的一組輸出端子需要連接到接線盒的一組輸入端子上。上例中，選擇了三個傳感器，接線盒應選擇三進一出或者四進一出的接線盒，接線盒的出線端連接到控製儀表的信號輸入端。傳感器與接線盒連接好後，需要調節接線盒中的偏置電阻，對每個傳感器的靈敏度進行補償，從而達到每個傳感器的輸出信號值一致。以三進一出接線盒為例，wl、w2、w3為分別設置在接線盒三組輸入端上的可調節電位器(即偏置電阻)，U1、U2、U3為電位器兩端的偏置電壓。如果每個傳感器依次單獨作用時，在稱重控製儀表上顯示的重量分別為N1、N2、N3，假設N3的值最小，則：旋轉電位器上的旋鈕，使電位器電阻兩端的偏置電壓為：U1=【(Nl—N3)÷N3】×E×1000(mv)lu2=【(N2一N3)÷N3】XEX1000(mv)I保持U3的偏置電壓不變。E為稱重傳感器的激勵電壓，即傳感器接線端“+EXC”與“一EXC”之間的電位差。對於n個傳感器的調節方法以此類推，其通用公式為：Ui．【(Ni—Nmin)÷Nmin】XE×lO00(mv)。

2．3稱重控製儀表的選擇

    市場上稱重控製儀表的種類很多，選擇控製儀表主要考慮幾點。(1)根據計量秤物料的種類選擇控製儀表。有單一物料計量控製儀表和多物料計量控製儀表，(2)控程的選擇，一般要比實際量程大3O％左右。也就是說，“容器重量+物料重量”最多占到是傳感器量程的70％。我們按70％計算，600kg÷0．7857kg。因容器有3個支撐點，所以857kg被3個傳感器平均分擔，每個傳感器承載能力應不小於256kg。擇量程為300kg的傳感器可滿足要求。本例中秤的支點數為3，實際設計中可以是n個支點。大型電子秤中，可以多達l2個支點，每一個支點都對應一個傳感器。傳感器量程的計算方法相同。另外，傳感器和儀表應配套選擇。一般傳感器並聯後的輸出阻抗值應滿足稱重控製儀的要求。

2．2接線盒的選擇及調試

    每個傳感器的一組輸出端子需要連接到接線盒的一組輸入端子上。上例中，選擇了三個傳感器，接線盒應選擇三進一出或者四進一出的接線盒，接線盒的出線端連接到控製儀表的信號輸入端。傳感器與接線盒連接好後，需要調節接線盒中的偏置電阻，對每個傳感器的靈敏度進行補償，從而達到每個傳感器的輸出信號值一致。以三進一出接線盒為例，wl、w2、w3為分別設置在接線盒三組輸入端上的可調節電位器(即偏置電阻)，U1、U2、U3為電位器兩端的偏置電壓。如果每個傳感器依次單獨作用時，在稱重控製儀表上顯示的重量分別為N1、N2、N3，假設N3的值最小，則：旋轉電位器上的旋鈕，使電位器電阻兩端的偏置電壓為：U1=【(Nl—N3)÷N3】×E×1000(mv)lu2=【(N2一N3)÷N3】XEX1000(mv)I保持U3的偏置電壓不變。E為稱重傳感器的激勵電壓，即傳感器接線端“+EXC”與“一EXC”之間的電位差。對於n個傳感器的調節方法以此類推，其通用公式為：Ui．【(Ni—Nmin)÷Nmin】XE×lO00(mv)。

2．3稱重控製儀表的選擇市場上稱重控製儀表的種類很多，選擇控製儀表主要考慮幾點。

(1)根據計量秤物料的種類選擇控製儀表。有單一物料計量控製儀表和多物料計量控製儀表，

(2)控製儀表輸入輸出控製端子的功能須滿足工藝要求；

(3)控製儀表的模擬輸出信號須滿足設計要求；(4)控製儀表的通信端口及總線協議須滿足設計要求；以多利托IND33l型稱重控製儀表為例，其基本功能有：清零、去皮、清除皮重、打印、信息調顯、目標值比較、比較器、標定、免標定等功能。

2．4PLC控製器的選擇

    以西門子$7-300PLC為例，選擇電源模塊、CPU模塊、數字量輸入／輸出模塊和模擬量輸入／輸出模塊等等，可參見S7—300模塊數據手冊》和《S7—300硬件和安裝手冊》。CPU模塊CPU3l5—2DP具有總線接口，支持PROFIBuSDP通信協議與控製儀表通信，也可通過0～24mA模擬量輸入模塊，讀取物料及容器的重量。控製儀表輸出的0～24mA模擬信號可設定為淨重或毛重。將PLC的數字量輸出端子與控製儀表的輸入端子連接，PLC可給儀表發送啟動和停止指令，儀表也可將係統的運行狀態傳遞給PLC。PLC還可同時對相關設備進行控製，並與工控機和觸摸屏通信，實現智能化控製與管理。

3.程序設計

    在係統設計完成後，就進行程序設計了。PLC可將多種配料稱重係統有機的結合，接受多個稱重控製儀表信號，有序控製多組設備。程序設計過程也是工程人員實現其控製思想的過程。係統運行是否合理，工藝要求是否能夠得以實現，都取決於程序編寫得好壞。由於程序語言的種類及編程方法繁多，也因本人水平有限就不再詳述。

4.結語

    實際上，在工程設計過程中，方案選擇、係統設計和程序設計不是孤立的事件，它們相互依存。一個優秀設計的產生也是工程人員不斷K8凯发大酒店天生赢家、實踐和改進的過程。

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