基于PLC的自动化称重控制系统的研究

2015-05-30熊超有黄雷王立志

中国机械 2015年5期

熊超有黄雷王立志

摘要：本文探讨的是在榨菜的生产加工过程中对主料进行自动化称重控制。在榨菜等食品加工行业，通常都是靠人工来完成称重任务，自动化程度不高，生产效率低，这就迫切需要我们来改变这种传统的加工模式。鉴于这种情况，本文提出了基于PLC和触摸屏为核心器件的榨菜主料自动称重系统的设计，实现了对榨菜主料的自动化送料和称重。

关键词：食品行业；自动化称重；PLC；触摸屏

在榨菜等食品加工行业，往往大多数厂家在榨菜的加工过程中靠人工来对主料进行累计称重，每次称重的主料种类多，操作也多，每次误差又大，效率不高。所以在物料的配比、效率以及称重的精度和系统的稳定性方面就显得很重要。

本文提出了由信捷PLC和维纶触摸屏等控制核心部分，通过传送带运送主料送到称重仓进行累加称重。实现榨菜丝状类物体的全自动化配料和称重 [1]。

1.自动称重系统的组成及运行的工作原理

1.1自动称重系统的机械部分组成

该系统机械部分由主料喂料机构、主料传送带、称重仓和机架等组成。主料喂料机构是用来存储榨菜的主料；传送带是用来传送主料的；称重仓下面四个支架下分别装有一个称重传感器，是用来测量主料的压力信号。

1.2 工作原理

该系统采用的是累加法称重[2]，就是把不同的主料按一定的先后顺序输送到顶部的称重仓进行称重，这样就只需要一台称重仓就可以完成称重，大大的减少了成本。

2.控制系统硬件配置

2.1 PLC选型及其特点

本控制系统的硬件采用的是信捷XC系列PLC ，型号为XC3-24T-E，它有14个输入、10个输出，它具有以下优点[3]。

（1）晶体管输出，其输出速度快。

（2）与其它类型PLC比较它具有支持C语言功能模块，编程方面非常的方便。

（3）通信方面支持RS232、RS485和CAN总线等，参数设置简单。

2.2 称重模块

该称重系统选用4个悬臂梁称重传感器，在称重仓的支架下两边采用全并联两两固定安装，结构合理，使每个传感器受力均匀。每个传感器的量程为1t，灵敏度为±0.01 mV，精度为0.02%F.S。控制仪表选用的是衡器公司的XK315智能称重仪表，仪表将压力信号进行数据处理，与PLC通过RS485通信进行数据的传输。

2.3控制系统硬件结构图

如图1所示为控制系统硬件结构图。

3.称重控制算法

3.1 三段式称重法

为了得到精确的称重值，该系统采用三段式称重法：第一阶段为送料初期高速送料，第二阶段为中速送料到90%称重值，第三阶段为后期阶段慢速送料（点动送料）。

4.信捷PLC和XK315称重仪表串行通信

4.1通信参数的设置

为了能读取称重仪表的数据，将XK315仪表通信参数设置为如表1所示，图2为PLC串口2参数设置。

4.2 PLC读取数据命令

经过上面的参数设置后，信捷PLC和仪表通过RS485通信电缆可以通信了。读取命令如下。

LD M8000 RCV D0 K11 K2 ASCII D0 M0

其中RCV指令用来接收仪表传输过来的数据，传输过来的数据放在PLC的以D0到D11数据寄存器里面，传输过来的数据是相应的ASCII，所以要进行相应的转码转成10进制数输出。