CN103713611A - 一种可组态皮带称重计量控制装置 - Google Patents

一种可组态皮带称重计量控制装置 Download PDF

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吴晓峰
孙式伟
李玉福
刘文武
孙亚蕾
吕振富
盛春玲
郝树红
刘敏
王艳芬
李振强
赵卫
李丽
王炜煜
王进
李晓蕾
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Abstract

本发明公开了一种可组态皮带称重计量控制装置，包括：皮带称重模块、信号采集模块、人机界面模块、网络通信模块和PLC控制模块，该发明提供的皮带秤以集散控制方式组态，将数据接入PLC控制器，同时通过人机界面可完成多秤组态、参数查询、参数设定及皮带秤校准等各种操作，实现了由分散的一秤一表到多秤组态的集散控制模式转变，将皮带秤计量控制全面纳入当前以PLC控制为主的生产过程自动化系统中，实现生产过程控制的PLC系统与皮带秤计量装置之间的数据共享，并促进了生产过程自动化水平的提高。

Description

一种可组态皮带称重计量控制装置
技术领域
本发明涉及自动测量与控制技术领域，更具体的说，是涉及一种可组态皮带称重计量控制装置。
背景技术
在水泥、冶金或化工等生产现场中，多种物料通过皮带输送，随着技术的进步，PLC控制系统以其功能多、应用灵活等特点逐渐成为生产过程自动化系统的主流。由于皮带秤功能复杂，技术含量较高，PLC尚无皮带秤计量模板，目前，传统皮带秤将秤架及传感器集成一体，仍然是采用一秤一表模式，其计量控制数据无法与生产过程控制的PLC系统共享，生产过程控制的PLC系统多以简单通讯或单一模拟量方式获取皮带秤计量数据。在生产过程中，对过程控制的PLC系统与皮带秤计量装置之间数据不能共享，制约了当前生产过程自动化水平的进一步提高。
因此，实现生产过程控制的PLC系统与皮带秤计量装置之间的数据共享，并提高生产过程自动化水平，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种可组态皮带称重计量控制装置，以克服现有技术中由于仍然是采用一秤一表模式，无法实现生产过程控制的PLC系统与皮带秤计量装置之间的数据共享及制约生产过程自动化水平提高的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种可组态皮带称重计量控制装置，包括：皮带称重模块、信号采集模块、人机界面模块、网络通信模块和PLC控制模块，其中：
所述皮带称重模块由称重所需的秤体、称重传感器及速度传感器组成，所述皮带称重模块将物料流量转换为重量模拟电信号和皮带速度电信号；
所述信号采集模块接收多路所述重量模拟电信号及所述皮带速度电信号，经过信号滤波器及高精度A/D转换器，转换成数字信号序列；
所述人机界面模块以全双工高速RS-485通信方式与所述信号采集模块进行通信，读取所述信号采集模块的所述数字信号序列，并获取物料重量及皮带速度的A/D转换数据信号，进行存储、分析及处理，根据设定的组态模式进行流量计算和累积；
所述网络通信模块提供人机界面与远端PLC的通信链路；
所述PLC控制模块进行生产自动控制的PLC等电器控制。
其中，所述信号采集模块采用两个24位多路同步采集A/D转换器，将所述重量模拟电信号及所述皮带速度电信号进行同步采样和A/D转换。
其中，所述信号采集模块为高精度的陶瓷电压基准及高稳定度的电压基准。
其中，所述人机界面模块还用于校准操作及工作模式组态的编程。
其中，所述人机界面模块内置多种PLC接口协议，可将计量数据同步传入所述PLC控制模块，或从所述PLC控制模块获取控制命令和控制参数。
其中，所述PLC控制模块通过所述网络通信模块以TCP/IP或3G模式读取所述人机界面模块中皮带秤的计量数据，并根据所述PLC控制模块中既定的控制程序进行生产工艺所需的各种自动定量给料或物料流量计量。
其中，所述信号采集模块为信号采集器。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开了一种可组态皮带称重计量控制装置，包括：皮带称重模块、信号采集模块、人机界面模块、网络通信模块和PLC控制模块，该发明提供的皮带秤以集散控制方式组态，将数据接入PLC控制器，同时通过人机界面可完成多秤组态、参数查询、参数设定及皮带秤校准等各种操作，实现了由分散的一秤一表到多秤组态的集散控制模式转变，将皮带秤计量控制全面纳入当前以PLC控制为主的生产过程自动化系统中，实现生产过程控制的PLC系统与皮带秤计量装置之间的数据共享，并促进了生产过程自动化水平的提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例公开的一种可组态皮带称重计量控制装置的结构示意图；
图2为本发明实施例公开的一种可组态皮带称重计量控制装置的具体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明公开了一种可组态皮带称重计量控制装置，包括：皮带称重模块、信号采集模块、人机界面模块、网络通信模块和PLC控制模块，该发明提供的皮带秤以集散控制方式组态，将数据接入PLC控制器，同时通过人机界面可完成多秤组态、参数查询、参数设定及皮带秤校准等各种操作，实现了由分散的一秤一表到多秤组态的集散控制模式转变，将皮带秤计量控制全面纳入当前以PLC控制为主的生产过程自动化系统中，实现生产过程控制的PLC系统与皮带秤计量装置之间的数据共享，并促进了生产过程自动化水平的提高。
请参阅附图1，为本发明实施例公开的一种可组态皮带称重计量控制装置的结构示意图。本发明实施例公开了一种可组态皮带称重计量控制装置，该装置的具体结构如图1所示，包括皮带称重模块11、信号采集模块12、人机界面模块13、网络通信模块14和PLC控制模块15，其中：所述皮带称重模块11由称重所需的秤体、称重传感器及速度传感器组成，所述皮带称重模块11将物料流量转换为重量模拟电信号和皮带速度电信号；所述信号采集模块12接收多路所述重量模拟电信号及所述皮带速度电信号，经过信号滤波器及高精度A/D转换器，转换成数字信号序列；所述人机界面模块13以全双工高速RS-485通信方式与所述信号采集模块进行通信，读取所述信号采集模块的所述数字信号序列，并获取物料重量及皮带速度的A/D转换数据信号，进行存储、分析及处理，根据设定的组态模式进行流量计算和累积；所述网络通信模块14提供人机界面与远端PLC的通信链路；所述PLC控制模块15进行生产自动控制的PLC等电器控制。
请参阅附图2，为本发明实施例公开的一种可组态皮带称重计量控制装置的具体结构示意图。优选的，所述信号采集模块采用两个24位多路同步采集A/D转换器，将所述重量模拟电信号及所述皮带速度电信号进行同步采样和A/D转换。
优选的，所述信号采集模块为高精度的陶瓷电压基准及高稳定度的电压基准。
优选的，所述人机界面模块还用于校准操作及工作模式组态的编程。
其中，所述人机界面模块内置多种PLC接口协议，可将计量数据同步传入所述PLC控制模块，或从所述PLC控制模块获取控制命令和控制参数。
其中，所述PLC控制模块通过所述网络通信模块以TCP/IP或3G模式读取所述人机界面模块中皮带秤的计量数据，并根据所述PLC控制模块中既定的控制程序进行生产工艺所需的各种自动定量给料或物料流量计量。
优选的，所述信号采集模块为信号采集器。
所述皮带称重模块由称重所需秤体、称重传感器、速度传感器组成，该模块将物料流量转换为重量模拟电信号和皮带速度电信号。所述信号无需按传统方法接入一台皮带秤仪表，而是接入现场的信号采集模块，由于距离比较近，有利于抑制各种干扰。多台皮带秤信号可接入同一台信号采集器，对信号采集模块而言这些信号不具有任何属性，如同PLC信号板一样，可通过组态设定其计量组合模式。
信号采集模块可接收多路传感器输出的模拟电信号及皮带速度电信号，经过信号滤波调整，经高精度A/D转换器，转换成数字信号序列。信号采集模块采用两个24位多路同步采样A/D转换器，对接入的采集模块重量模拟电信号和皮带速度电信号进行同步采样和A/D转换，为皮带秤计量状态判断和在线校准提供高度同步的数字信号。信号采集模块采用高精度的陶瓷电压基准，为电路提供高度稳定的电压基准，确保信号采集和A/D转换的精度和长期稳定性。
本地人机界面模块以全双工高速RS-485通信方式与信号采集模块进行通信，读取信号采集模块的数字信号序列,获取物料重量和皮带速度的A/D转换数字信号，经过信号存贮、分析、处理，根据设定的组态模式，进行流量计算和累计；通过本地人机界面还可完成校准操作和工作模式组态编程等。人机界面从采集模块获取了高度同步的各传感器信号的A/D转换数字信号,采用特定在线校准算法,可实现各皮带秤的不停产在线校准。人机界面内置多种PLC接口协议，可将计量数据同步传入PLC控制模块，或从PLC获取命令、控制参数等，以促进生产过程计量系统与控制系统更好地融合。上述所述的人机界面模块具体可以为本地人机界面HMI B。
所述网络通信模块提供人机界面模块与远端PLC的通信链路。PLC控制模块通过网络通信模块以TCP/IP或3G模式读取人机界面模块中各皮带秤的计量数据，并根据既定的PLC控制程序完成生产工艺所需的各种自动定量给料或物料流量计量。
所述PLC控制模块指完成生产自动控制的PLC等电器控制系统，它是生产过程自动化的核心。
综上所述：本发明公开了一种可组态皮带称重计量控制装置，包括：皮带称重模块、信号采集模块、人机界面模块、网络通信模块和PLC控制模块，该发明提供的皮带秤以集散控制方式组态，将数据接入PLC控制器，同时通过人机界面可完成多秤组态、参数查询、参数设定及皮带秤校准等各种操作，实现了由分散的一秤一表到多秤组态的集散控制模式转变，将皮带秤计量控制全面纳入当前以PLC控制为主的生产过程自动化系统中，实现生产过程控制的PLC系统与皮带秤计量装置之间的数据共享，并促进了生产过程自动化水平的提高。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种可组态皮带称重计量控制装置，其特征在于，包括：皮带称重模块、信号采集模块、人机界面模块、网络通信模块和PLC控制模块，其中：
所述皮带称重模块由称重所需的秤体、称重传感器及速度传感器组成，所述皮带称重模块将物料流量转换为重量模拟电信号和皮带速度电信号；
所述信号采集模块接收多路所述重量模拟电信号及所述皮带速度电信号，经过信号滤波器及高精度A/D转换器，转换成数字信号序列；
所述人机界面模块以全双工高速RS-485通信方式与所述信号采集模块进行通信，读取所述信号采集模块的所述数字信号序列，并获取物料重量及皮带速度的A/D转换数据信号，进行存储、分析及处理，根据设定的组态模式进行流量计算和累积；
所述网络通信模块提供人机界面与远端PLC的通信链路；
所述PLC控制模块进行生产自动控制的PLC等电器控制。
2.根据权利要求1所述的可组态皮带称重计量控制装置，其特征在于，所述信号采集模块采用两个24位多路同步采集A/D转换器，将所述重量模拟电信号及所述皮带速度电信号进行同步采样和A/D转换。
3.根据权利要求1所述的可组态皮带称重计量控制装置，其特征在于，所述信号采集模块为高精度的陶瓷电压基准及高稳定度的电压基准。
4.根据权利要求1所述的可组态皮带称重计量控制装置，其特征在于，所述人机界面模块还用于校准操作及工作模式组态的编程。
5.根据权利要求1所述的可组态皮带称重计量控制装置，其特征在于，所述人机界面模块内置多种PLC接口协议，可将计量数据同步传入所述PLC控制模块，或从所述PLC控制模块获取控制命令和控制参数。
6.根据权利要求1所述的可组态皮带称重计量控制装置，其特征在于，所述PLC控制模块通过所述网络通信模块以TCP/IP或3G模式读取所述人机界面模块中皮带秤的计量数据，并根据所述PLC控制模块中既定的控制程序进行生产工艺所需的各种自动定量给料或物料流量计量。
7.根据权利要求1所述的可组态皮带称重计量控制装置，其特征在于，所述信号采集模块为信号采集器。
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