Konstruktion einer dynamischen Waage

Konstruktion einer dynamischen Waage

0 Einleitung
A dynamic checkweigher is a device that performs real-time dynamic weighing of products under the operation of a fully automatic production line and automatically classifies the products based on the weighing resultsDer Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf der Planung und Konzeption eines dynamischen Online-Checkweigers für eine 200 L-Schmieröl-Füllleitung.

Das Gewicht eines 200-Liter-Fass von fertigem Schmieröl beträgt 185,3 kg, und der vom Unternehmen festgelegte zulässige Abweichungsbereich beträgt (185,3 ± 0,3) kg.Die Abweichung der in diesem Papier entworfenen dynamischen Waage sollte innerhalb von ±0.1 kg.

(2) Es kann die Gewichtskontrolle der 200-Liter-Fertigungsfässer auf der Füllleitung in Echtzeit durchführen.Es kann sie automatisch abschirmen oder von der Produktionslinie entfernen und gleichzeitig ein akustisches und visuelles Alarmsignal auslösen..

Die dynamische Prüfeinheit sollte mit einer Geschwindigkeit von 120 Barrel pro Stunde wiegen können.

(4) Die Gewichtsdaten können rasch an die Steuerung der Füllmaschine zurückgegeben werden, wodurch das Füllvolumen angepasst und Rohstoffe eingespart werden können.und technische Unterstützung für die Kostenkontrolle und die verbesserte Verwaltung von Unternehmen [1].

1Zusammensetzung und Funktionsprinzip der dynamischen Waage
Die dynamische Waage besteht aus einem Förderband, Waagsensoren, einem Waageanzeiger, einem Steuerungssystem und einer Abwehrvorrichtung.Der Förderer wird auf die Waageplattform des Waagensensators gelegtDer Förderer besteht aus drei Teilen: Motor, Reduktor und Förderwalzen [2]. Die Konfiguration der dynamischen Waage ist in Abbildung 1 dargestellt.und die Struktur des Steuerungssystems ist in Abbildung 2 dargestellt..

Abbildung 1 Schematisches Diagramm der dynamischen Waagekonfiguration

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Abbildung 2 Struktur des dynamischen Waagesteuerungssystems

Abbildung 2 Struktur des dynamischen Waagesteuerungssystems

2 Dynamisches Checkweigher-Hardware-Design
Das Hardware-Design dieses Artikels umfasst die Auswahl der Hardware, die Konstruktion des elektrischen Hauptkreislaufs, die Konstruktion des Steuerkreislaufs und die Zuordnung der PLC-E/A-Punkte.

2.1 Auswahl der Hardware
Die Auswahl der Ausrüstungshardware beruht auf den Grundsätzen der Erfüllung der Produktionsbedürfnisse, der hohen Kostenleistung, der hohen Zuverlässigkeit und der Verzicht auf einen gewissen Spielraum, wie in Tabelle 1 dargestellt.

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Tabelle 1 Hardwareausrüstung

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Tabelle 1 Hardwareausrüstung

2.2 Konstruktion des elektrischen Hauptkreislaufs
Der Hauptkreislauf der dynamischen Waage ist in Abbildung 3 dargestellt, hauptsächlich umfaßt er: Schaltkreis, Kontaktor, Überspannungsschutz (SPD), Isolationstransformator, Schaltstromversorgung, PLC,BandfördererDas System ist über den QF1-Schalter angeschlossen und alle Geräte des Hauptkreises sind eingeschaltet.Da sie durch dreiphasige Wechselstromversorgung mit einer Spannung von 380 V versorgt wird, aber der PLC-Eingangssteuerkreis, der Touchscreen und das Zwischenrelais des Systems benötigen eine Gleichstromversorgung von 24 V, eine Schaltstromversorgung ist erforderlich, um eine Gleichstromversorgung von 24 V bereitzustellen.Die Leistungssteuerung der SPS wird durch 220 V Wechselstrom nach dem Isolationstransformator und dem Schaltnetzteil versorgt.

Abbildung 3 Elektrische Hauptleitung

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2.3 Steuerschleife und Zuordnung der E/A-Punkte der SPS
Nach dem Steuerungsprinzip sind die Eingangs-, Ausgangs- und Zwischenregisteradressen wie in Tabellen 2 bis 4 dargestellt angemessen aufgeteilt.,Zwischenrelais usw. Das gesamte Steuerungssystem kann automatisch oder manuell über den Schalter für die dynamische Waage gesteuert werden.Die beiden Steuerungsarten dienen als Backups für einanderDas Verkabelungsdiagramm der Steuerungsschleife des PLC-Host-Systems ist in Abbildung 4 dargestellt.

Tabelle 2 Digitale Eingabeadresszuweisung Herunterladen der ursprünglichen Tabelle

Tabelle 2 Zuweisung der digitalen Eingabedressen

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Tabelle 2 Zuweisung der digitalen Eingabedressen

Tabelle 3 Zuweisung der digitalen Ausgabeadresse Herunterladen der ursprünglichen Tabelle

Tabelle 3 Zuweisung digitaler Ausgabeadressen

Abbildung 4 Verdrahtung des PLC-Host-Steuerkreislaufs

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Tabelle 4 Zwischenregister Adresszuweisung Herunterladen

Tabelle 4 Zuweisung der Zwischenregisteradressen

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Tabelle 4 Zuweisung der Zwischenregisteradressen

3 Dynamische Waage-Softwareentwicklung
3.1 Touchscreen-Programmkonstruktion
Zunächst wird die Vijeo Designer-Programmiersoftware zur Konfiguration der Touchscreen-Schnittstelle einschließlich der Prozess-Schnittstelle, der manuellen Schnittstelle, der Alarmschnittstelle usw. verwendet, wie in den Abbildungen 5 bis 7 dargestellt.Dann..., wird die ausgefüllte "Datei" über die Kommunikationsoberfläche des Notebooks und des Schneider GXU3512 Touchscreen auf den Touchscreen-Prozessor heruntergeladen,und die Kommunikation zwischen dem Touchscreen und der SPS eingerichtet ist [2]Die Konfigurationsoberfläche umfasst Parameter wie Stromgewicht, Systemstart/Stop, kumulative Eimerzahl, kumulatives Gewicht und Gürtellaufzeit.

Abbildung 5 Bearbeitung der "Prozessoberfläche"

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Abbildung 6 Bearbeitung der "manuellen Schnittstelle"

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Abbildung 7 Bearbeitung der "Alarm-Schnittstelle"

Abbildung 7 Bearbeitung der "Alarm-Schnittstelle"

3.2 PLC-Programmkonstruktion
3.2.1 Hardwarekonfiguration und Hauptprogrammkonstruktion
Der Schneider TM218LDA16DRN-SPS dient als Kern des Steuerungssystems in diesem Papier.die Hardware-Konfiguration und die Konfigurationseinstellungen für die Wägeanzeige werden mit der So Machine M218 v2 durchgeführt.0.31.45 Programmiersoftware, wie in den Abbildungen 8 und 9 dargestellt. Die Steuerleiterdiagramme sind wie in den Abbildungen 10 bis 12 dargestellt, um folgende Funktionen zu erfüllen:Start und Stopp des Bandförderers und entsprechende Logiksteuerung; in Echtzeitgewichtung, Abweichungsablehnung, Fehleranzeige und -alarm sowie notwendige Schutzsteuerung [3].

Abbildung 8 Hardwarekonfiguration des Steuerungssystems

Abbildung 8 Hardwarekonfiguration des Steuerungssystems

Abbildung 9 Konfigurationseinstellungen des Ind131-Wachbildschirmcontrollers

Abbildung 9 Konfigurationseinstellungen des Ind131 Gewichtungs-Display-Controllers Herunterladen Originalbild

Abbildung 1-0 Hauptprogramm

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Abbildung 1-1 Kontrollprogramm 1

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Abbildung 1-2 Kontrollprogramm 2

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3.2.2 Programm-Upload/Download und Fehlerbehebung des Systems
(1) Variablen setzen. Variablen dienen als Brücke zwischen den Funktionsbereichen des Touchscreen und den E/A-Punkten der Schneider-SPS.der Touchscreen kann Funktionen wie Parameter Eingabe an die PLC erreichen, Funktionssteuerung und Ausgang des Stromwerts der SPS, wie in Abbildung 13 dargestellt.

(2) Das Programm wird auf die SPS heruntergeladen, der Kommunikationsanschluss eingestellt, die Kommunikation zwischen der SPS und dem Computer hergestellt, das abgeschlossene SPS-Programm auf die SPS heruntergeladen,und das Programm durch die Programmstatusfunktion und die Simulationssoftware testenDie Modbus-Master- und Slave-Stationskonfigurationen sind in den Abbildungen 14 und 15 dargestellt, und die Serielinie-Einstellungen in der Abbildung 16.

Abbildung 1-3 Variable Einstellungen

Abbildung 1 3 Variablen-Einstellungen Herunterladen Originalbild

Abbildung 1-4 Modbus-Stammkonfiguration

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Abbildung 1-5 Modbus-Slave-Konfiguration

Abbildung 1 Modbus-Slave-Konfiguration

Abbildung 1-6 Einstellungen der seriellen Linie

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(3) Nachdem die PLC-Software-Debugging normal ist und die Touchscreen-Konfigurationssoftware abgeschlossen ist, wird das gesamte System gemeinsam debuggt.Rückkopplungssignal und alle Motoren werden simuliert, um nach den tatsächlichen Steuerungsanforderungen zu laufen, um festzustellen, ob der Betrieb und die Leistung des gesamten Systems den Konstruktionsanforderungen entsprechen können.Nach normalen Tests wird auch der Test der Simulation von Fehlerwarnsituationen durchgeführt. Wenn alle Testdatenverbindungen normal sind, ist das Debugging abgeschlossen.

4. Interferenzwiderstandsanalyse zur Verbesserung der Genauigkeit von Waagen
4.1 Hauptfaktoren, die die Genauigkeit dynamischer Waagen beeinflussen
(1) Volumen des zu wiegenden Erzeugnisses, Zielgewicht, Beförderungsgeschwindigkeit usw.und die Transportgeschwindigkeit beträgt 120 Trommeln pro Stunde, die mit der Geschwindigkeit der Füllleitung und der Waageinrichtung übereinstimmt.

(2) Die Genauigkeit der gewählten Lastzelle und des gewählten Steuergeräts.

(3) Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Bodenvibration und Luftzirkulation der Umgebung.stabile Temperatur und Feuchtigkeit, und niedrige Bodenvibrationen.

4.2 Anti-Interferenz-Analyse
In dieser Arbeit wird bei der Auswahl der Ausrüstung und bei der Schaltkreisgestaltung die Störungsbekämpfung eingehend berücksichtigt.

(1) Elektromagnetische Abschirmung: Dieser Artikel umfaßt die elektromagnetische Abschirmung durch drei Maßnahmen: Steuerkabel verwenden abgeschirmte Kabel mit verdrehten Paaren;Sie sind in einem überzogenen galvanisierten Kohlenstoffstahltrunk mit guter elektrischer Verbindung zwischen dem Trunk gelegtDie Parallelstrecke zwischen Steuer- und Stromkabeln ist größer als 600 mm, um äußere elektromagnetische Störungen zu vermeiden.

(2) Erdung zur Verhinderung von Störungen. In diesem Papier werden alle Signalschaltkreise über Leitungen an einen gemeinsamen Erdungspunkt geerdet.Die Abschirmung der Signalkabel und der Boden der PLC-Systemgeräte sind gemeinsam. Die Länge des Erdungsdrahtes wird verkürzt, und das Erdungsdraht und das Endgerät werden gemäß den Standardvorgaben verwendet.

(3) Blitzschutz und Störungsbeständigkeit.und Installation von Überspannungsschutzvorrichtungen (SPD), um Blitzschutz und Störfestigkeit zu erreichen [4].

5 Dynamische Waageprüfung und Leistungsbewertung
Nachdem die dynamische Waage debuggt wurde,Es wurde zwei Wochen lang mit einem Standardgewicht von 200 kg getestet, das die Prüfung gemäß der "JJG539-2016 Verification Regulation for Digital Indicating Scales" bestanden hatte.Für die statistische Analyse wurden insgesamt 10 Gruppen und 40 Messdaten gesammelt, wie in Tabelle 5 dargestellt.eine Laufgeschwindigkeit, die der Füllleitung entspricht, eine starke Störungshemmnis, erfüllt die Anforderungen an die Prozesstechnologie und ist einfach einzurichten und zu bedienen.

Tabelle 5 Analyse der Prüfdaten der dynamischen Waage Herunterladen der Originaltabelle

Tabelle 5 Analyse der Prüfdaten der dynamischen Waage

Ausgehend von der Konstruktion des dynamischen Wieges,Dieses Papier realisiert die 100% Online-Wägung von 200L fertigen Fässern Schmieröl durch die Anwendung von Schneider PLC in dynamischen Waagen. Im Vergleich zur traditionellen zeitgesteuerten manuellen Stelleprüfung wird die Effizienz um das Zehnfache erhöht und die Arbeitskosten gespart.und der Vorteil der Online-Echtzeit-Wägung ist offensichtlichDie Messdaten können an die Füllmaschine zurückgegeben werden, um die Füllmenge automatisch anzupassen, wodurch erhebliche Kosten eingespart werden.Das Gewicht der Produkte auf der Produktionslinie kann aus der Ferne überwacht werden, verbessert das Informationsniveau des Unternehmens und verdient eine breite Förderung.